微孔基材上的多功能涂层。提供了一种复合材料，其包含：微孔层，其中具有孔壁和开放的孔隙；以及位于所述微孔层的至少一部分孔壁之上的单一多功能性涂层，所述多功能性涂层包含提供第一功能性的第一功能性添加剂和提供第二功能性的第二功能性添加剂，其中，所述第一功能性添加剂用作粘合剂，所述微孔层在微孔结构的经涂布部分中保持开放的孔隙。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本专利技术专利申请是国际申请号为PCT/US2006/020322,国际申请日为2006年5月 25日，进入中国国家阶段的申请号为200680024853. 2,名称为"微孔基材上的多功能涂层" 的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及其上具有多功能涂层的微孔基材。
技术介绍
经涂布的微孔基材被使用在许多应用方面，它既具有微孔基材的性能优点，同时 又具有涂料的多功能优点，从而被使用在各种应用方面。 特别有价值的基材是聚四氟乙烯（"PTFE"）和微孔聚四氟乙烯。由于PTFE的 固有疏水性，当其为防水产品（如雨衣）形式时，这些材料的膜状物是特别有价值的。膨 胀的微孔、不透液体的聚四氟乙烯材料可购自W.L.戈尔联合有限公司（W.L. Gore and Associates, Inc.)，其注册商标为GORE-TEX?，膨胀型PTFE产品也可购自其它的供应 商，所述这些材料和产品是特别适用于所述目的。膨胀型PTFE材料是不透液体的，但允许 水蒸汽（如汗液）通过。聚氨酯和其它的聚合物也已用于上述目的。 美国专利第4194041号揭示了在微孔聚合物上使用一种附加的涂层，这是基于一 种薄的、不可透气的涂层，由聚醚型聚氨酯或聚全氟磺酸构成，其可通过扩散传递水蒸汽分 子。薄的涂层完全填充了微孔结构中至少一部分微孔。薄的涂层用作减少表面活性剂和污 染物质透过聚合物而发散。由于聚合物的化学结构，在微孔结构上的该整体涂层显示出水 分子通过聚合物材料的高迀移性（对水蒸汽的高渗透性）。 适用于微孔低表面能材料的涂层是在本
中所揭示的，其中许多涂层依赖 于溶剂，以润湿所需的基材。例如，EP 0581168(三菱（Mitsubishi))揭示了使用甲基丙稀 酸全氟烷酯和丙烯酸全氟烷基乙酯涂布多孔性聚乙烯膜和聚丙烯膜，其中经涂布的基材与 聚烯烃多孔膜的表面保持物理接触。为了制造这些经涂布的多孔膜，将含氟单体或含氟单 体和交链单体，连同聚合引发剂一起溶于合适的溶剂中制成溶液。例如，所述溶液通常可含 有约15重量％的单体和85重量％的丙酮。将溶剂型溶液涂布在多孔基材上，涂布后溶剂 被蒸发除去。 也有报导（W0 92/10532)在类似的富溶剂情况下，使用含有低浓度的无定形含氟 聚合物（如浓度低于1. 〇重量％ )的基本上纯溶剂型溶液处理聚合物表面的方法。 在另一个类似方法中，含氟聚合物的溶液也包含在用四氟乙烯的无定形共聚物涂 布PTFE的专利中（EP 0561875)。这些情况中的每一种中，在涂布聚结体的过程中，相当量 的溶剂的溶剂释放出来。这些溶剂释放是成本很高的，而且是对环境有害的。 美国专利第6228477号教导了一种方法，所述方法用另外一种非润湿性、水性含 氟聚合物分散体，通过使用相当比例的异丙醇（"IPA)涂布低表面能的微孔PTFE基材。 美国专利第5460872号OVu等人）教导了一种方法，所述方法使用含氟表面活性 剂，以降低表面能以及与微孔PTFE的接触角，从而制造经均匀涂布的微孔PTFE基材。 其它的专利和公开（例如，WO 91/01791 (吉尔曼科学技术公司（Gelman Sciences Technololy) ;EP 0561277(米利波特（Millipote))/美国专利第5217802号）提出用含氟 单体和交联剂处理多孔膜。处理后随之进行聚合。 在WO 92/21715中提出将全氟聚醚与ePTFE结合使用作为防水罩面层（finish)。 此外，美国专利第6676993号教导了一种方法，所述方法使用异丙醇和水的混合物润湿微 孔ePTFE基材，并且在特定的含氟丙烯酸酯被分散在该加入溶剂的溶液中时，可用它涂布 在其润湿的ePTFE表面上。 尽管粒子通常结合入ePTFE结构中，它们没有结合涂层中，这将粒子有效地结合 到微孔结构的孔壁上。例如，美国专利第579742号教导使其在ePTFE薄膜的结点和原纤中 网络化的碳粒子用作萃取介质。欧洲专利第EP0528998B1号教导在ePTFE基体中治疗微球 的机械夹带是作为一种以牙周贴片给药治疗的方式。 迄今为止，微孔基材的涂布工艺的注意力集中于将简单均匀的材料沉积在微孔基 材的微孔结构上。溶剂润湿系统和含水的润湿系统（例如，美国专利第6, 228, 477号等所 揭示的）与添加剂或复合添加剂是不相容的。具体地说，这些润湿系统与分离的、独特的疏 油性单体、聚合物或乳液是相容的。所述涂布工艺需要增加适应性，使其具有双功能性或多 功能，从而在低表面能的微孔基材上形成简单的保形涂层且不会阻塞基材的微孔。 专利技术概述 本专利技术通过在微孔基材（例如低表面能微孔基材）上形成简单的保形涂层，使衬 底的微孔材料具有多功能性，同时在至少一部分的微孔基材内保持多孔性，从而克服了现 有技术的缺点。 附图的简要说明 图1是经涂布的微孔聚合物层的截面示意图。 图2是在经涂布的膨胀型聚四氟乙烯膜中经涂布原纤的倾斜截面示意图。 图3是在经涂布的膨胀型聚四氟乙烯膜中经涂布原纤的完整截面示意图。 专利技术的详述 在本专利技术中制造了经涂布的微孔基材，其中的涂层具有双功能性或更多的功能 性。具体地说，多功能涂层包括至少二种添加剂，而每种添加剂至少提供一种功能。在一 种实施方式中，第一添加剂可形成薄膜，所述薄膜将第二添加剂包围、包裹或通过其它方式 结合到微孔结构。第一添加剂对复合材料提供一些功能性，例如疏水性、亲水性等，而第二 添加剂对复合材料提供另外一些功能性。在本专利技术的另一方面，多功能涂层中混合了第一 功能性添加剂以及附加的功能性添加剂，其结果是在微孔基材的多孔表面上形成多功能涂 层，所述第一功能性添加剂是例如但不限于表面能改进（如降低等）的聚合物粘结剂。本 文中所使用的术语"功能性添加剂"指的是通过改变微孔基材的化学、物理或机械性质，为 经涂布的微孔基材赋于另外的功能性的任何添加的材料，这种功能性在无所述功能性添加 剂时是不存在的。本专利技术的一类聚合物粘结剂是含氟聚合物粘结剂，因为它们能被用于改 变其它的固有疏水的膨胀型PTFE基材的表面能或湿润特征。令人意想不到的是：在聚合物 粘结剂的混合物中可包括附加的功能性添加剂，这样就使所得的经涂布的微孔基材既显示 出由含氟聚合物粘结剂引起的表面能变化，又显示出由附加的功能性添加剂引起的第二功 能性变化。在本专利技术中对表面能改变的聚合物粘结剂特别关注的同时，其它的实施方式包 括掺入非聚合物粘结剂。在这样的实施方式中，使用非聚合性粘结剂，由在微孔基材的表面 掺入了 一种以上的功能性添加剂产生多功能性，其中至少一种功能性添加剂也起粘结剂作 用。本文所用的术语"粘结剂"是指粘附于或按另一种方式附着于下面的微孔结构的至少 一部分上，并有助于保持第二功能性组分。 使用能在微孔结构的表面上产生所需的涂布均匀性的任何方法将本专利技术的涂层 施涂于微孔基材上，并优先不会阻塞微孔基材的微孔的方法。本专利技术的一个方面，将功能性 聚合物粘结剂溶于有机溶剂中，在所述有机溶剂中加入了附加的功能性添加剂，例如粒子。 所选用的有机溶剂必需能够润湿微孔基材的表面。然后，将功能性添加剂、溶剂混合物涂布 在微孔基材上，并使溶剂蒸发。其中所含的功能性聚合物粘结剂和功能性添加剂粒子沉积 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合材料，其包含：微孔层，其中具有孔壁和开放的孔隙；以及位于所述微孔层的至少一部分孔壁之上的单一多功能性涂层，所述多功能性涂层包含提供第一功能性的第一功能性添加剂和提供第二功能性的第二功能性添加剂，其中，所述第一功能性添加剂用作粘合剂，所述微孔层在微孔结构的经涂布部分中保持开放的孔隙。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·弗里斯，M·K·南迪，
申请(专利权)人：戈尔企业控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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