用于通信线缆的低摩擦水性涂料制造技术

本发明专利技术公开了一种含氟聚合物涂料组合物，所述含氟聚合物涂料组合物包含：分散于水中的氟化均聚物粒子、分散于水中的氟化共聚物粒子、分散于水中的非氟化聚合物粒子以及至少一种包含至少两个氮丙啶基团的氮丙啶化合物。所述组合物在用于通信线缆的低摩擦涂料中是特别有用的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通信线缆的低摩擦水性涂料
技术介绍

本专利技术涉及一种用于通信线缆的低摩擦水性涂料。具体地讲，本专利技术的涂料包含一种或多种含氟聚合物胶乳、非含氟聚合物胶乳和多氮丙啶，这些可涂覆到聚合物基片上。
技术介绍
光纤到户(FTTH)网络、光纤到驻地(FTTP)网络或更一般地光纤到X(FTTx)网络的扩展需要在现有驻地或建筑物内安装新的光缆链路。这些新光纤线缆经常需要穿墙而过，穿过现有的线缆槽或穿过其他密闭空间。用于FTTx网络中的该最后一段链路中的优选光纤线缆一般直径小且为柔性的，由于与现有线缆以及与线缆槽本身安装在一起的光纤线缆的线缆护套之间的摩擦，这种优选的光纤线缆可能很难从原本拥挤的现有线缆槽或其他密闭空间中挤过去。因此，极需具有低摩擦表面的光纤线缆，以便有利于在现有建筑结构中安装新的线缆。例如，为了降低所得线缆的摩擦系数，已向挤压机中的一些通信线缆和电力线缆的线缆外护套材料中掺入了无机微粒(例如，滑石)、有机硅材料或脂肪酸酰胺。以这种方式挤压低摩擦护套材料有以下要求：润滑材料分散在线缆护套的体相各处，而不是设置在需要提供有益的低摩擦特性的通信线缆的外表面处。如果这些材料不能充分接合到护套树脂基体中，低分子量组分可从线缆护套基体中渗出，随着时间推移降低了这些材料的低摩擦性能。氟塑料具有优异的机械与电气性质，包括低摩擦系数和良好的自润滑性能。氟塑料现在被广泛用于化学工业、电子工业、电气工程、航空、航天、纺织业、建筑业、汽车工业以及其他工业领域。然而，氟塑料的内在特性可使加工变得非常困难。尽管将包括聚四氟乙烯(PTFE)的氟塑料分散在聚合物粘结剂中以用于润滑涂料应用是已知的，但这些涂料一般缺乏期望的耐用度，这是因为PTFE与非氟塑料聚合物之间不相容，或者涂料与聚合物基片(诸如，常用作通信线缆护套材料的材料)的粘合不牢固。因此，我们需要的是一种牢固耐用的低摩擦涂料，该涂料可经受反复磨损而不会削弱涂料的低摩擦特性。
技术实现思路
在一个实施方案中，一种含氟聚合物涂料组合物包含：分散于水中的氟化均聚物粒子、分散于水中的氟化共聚物粒子、分散于水中的非氟化聚合物粒子以及至少一种包含至少两个氮丙啶基团的氮丙啶化合物。在一个示例性方面，所述含氟聚合物涂料组合物中的非氟化聚合物粒子可为聚氨酯胶乳材料和/或丙烯酸类胶乳材料。在另一个示例性方面，所述氟化均聚物粒子包含聚四氟乙烯胶乳，同时在另一个方面，所述氟化共聚物粒子为四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物。示例性含氟聚合物涂料可任选地包含无机氧化物纳米粒子，例如，平均粒度小于100、小于50nm或小于30nm的二氧化硅纳米粒子。在另一个实施方案中，示例性含氟聚合物涂料组合物被涂覆到具有暴露聚合物表面的制品，以得到具有低摩擦表面的制品。具体地讲，一种具有低摩擦表面的制品包括具有暴露聚合物表面的基片和设置在基片的暴露聚合物表面上的低摩擦涂料薄层，其中低摩擦涂料包含已通过多氮丙啶交联剂交联的氟化均聚物、氟化共聚物和非氟化聚合物。在一个示例性方面，暴露的聚合物表面包含低表面能塑料。或者，暴露的聚合物表面可选自聚乙烯、聚酯、聚氯乙烯、聚氨酯等。在一个示例性方面，已涂布有示例性涂料中的一种涂料的聚酯表面将具有小于0.5的初始摩擦系数，在该表面被磨损或耗损后初始摩擦系数将进一步降低。在一个另选的示例性方面，已涂布有示例性涂料中的一种涂料的聚乙烯表面将具有小于0.4的初始摩擦系数，在该表面被磨损或耗损后初始摩擦系数将进一步降低。尽管根据涂覆有低摩擦涂料的基片的质地，低摩擦涂布表面的初始摩擦系数可能略有差异，但所需涂层的初始摩擦系数应当小于0.5。在一个另选的实施方案中，所述制品为低摩擦通信线缆，该低摩擦通信线缆包括至少一个由聚合物线缆护套包裹的光纤，其中聚合物线缆护套外表面上涂覆有低摩擦涂料。在一个示例性方面，通信线缆将具有低摩擦涂料薄层(例如，涂层厚度小于100微米、小于50微米、小于20微米或小于10微米)，该低摩擦涂料薄层设置在聚合线缆护套的外表面上。在一个另选方面，经涂布的通信线缆可具有以下特征：涂层厚度与通信线缆的最小临界尺寸之比小于或等于6∶94，其中通信线缆尺寸的最小临界尺寸被定义为涂布有低摩擦涂料的通信线缆的横截面的最小直径、宽度或高度。在一个示例性方面，通信线缆为FRP分接线缆。附图说明图1为用于确定线缆之间的摩擦系数的测试装置的示意性剖视图。图2为用于确定线缆与线缆槽之间的摩擦系数的测试装置的示意图。图3为示出示例性干燥涂层的电子显微图；并且图4为示出磨损后示例性干燥涂层的电子显微图。具体实施方式以下定义适用于整个说明书和权利要求书。术语“水性”意指涂料液体含有至少70重量％、80重量％、90重量％或95重量％的水，并且具有约5％-30％的固含量。水性液体介质包含水但不含水溶性有机助溶剂。术语“纳米粒子”是指平均粒度小于或等于约100纳米(nm)的粒子。“干燥”涂层是基本上已经从水性涂料中例如通过蒸发去除水分而形成的涂层。也可通过例如蒸发期间含氟聚合物与氮丙啶化合物的反应性官能团之间的反应来固化(即，交联)干燥涂层。通常可通过在干燥过程期间或之后加热涂料组合物来提高固化速率和程度。术语“非氟化聚合物”是指不含任何氟的碳氢基聚合物，诸如聚氨酯聚合物、丙烯酸类聚合物等。术语“聚氨酯”包括任何包含聚氨酯(PU)片段的聚合物材料。术语“聚氨酯片段”是指通过有机基团连接的至少两个氨基甲酸酯和/或脲基团。在一些实施方案中，用于涂料组合物中的聚氨酯为热塑性脂族聚氨酯。热塑性聚氨酯组合物一般为二异氰酸酯与短链二醇(还称作增链剂)以及二异氰酸酯与长链双官能二醇(称为多元醇)的反应产物。聚氨酯的特征为具有连接衍生自二异氰酸酯和二醇的片段的氨基甲酸酯基团，即-NH-(C＝O)-O-。这类氨基甲酸酯基团包含羰基基团，即，碳原子双键键合至氧原子，C＝O。在一个示例性方面，聚氨酯呈聚氨酯胶乳分散体的形式。可商购获得的水性脂族聚氨酯乳剂的示例包括可从以下公司以下面的商标名购得的那些：美国马萨诸塞州威明顿的帝斯曼利康树脂公司(DSMNeoResins，Inc.ofWilmington，MA)，“NEOREZ”；美国威斯康星州默顿的EssentialIndustries公司(EssentialIndustries，Inc.ofMerton，WI)，“ESSENTIAL”；美国俄亥俄州克利夫兰的路博润公司(Lubrizol，Inc.ofCleveland，OH)，“SANCURE”和“TURBOSET”；以及美国马萨诸塞州皮博迪的StahlUSA公司(StahlUSA，Peabody，MA)，“RU-077”和“RU-075”。术语“丙烯酸类聚合物”包括丙烯酸、甲基丙烯酸、这些酸的酯、或丙烯腈的任何聚合物或共聚物。可商购获得的水性脂族丙烯酸类乳剂的示例包括可从以下公司以下面的商标名购得的丙烯酸类胶乳：道康宁涂料公司(DOWCoatingMaterials)，“ROSHIELDTM”和“RHOPLEXTM”；阿科玛涂料树脂公司(ArkemaCoatingResins)，“UCARTM”；路博润先进材料公司(LubrizolAdvancedMaterials，Inc.)，“HYCAR”；以及帝斯曼利康树本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氟聚合物涂料组合物，包含：分散于水中的氟化均聚物粒子，分散于水中的氟化共聚物粒子，分散于水中的非氟化聚合物粒子；以及至少一种包含至少两个氮丙啶基团的氮丙啶化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种含氟聚合物涂料组合物，包含：分散于水中的氟化均聚物粒子，分散于水中的氟化共聚物粒子，其中所述氟化共聚物粒子包含四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物，分散于水中的非氟化聚合物粒子；以及至少一种包含至少两个氮丙啶基团的氮丙啶化合物，其中干燥后的含氟聚合物涂层包含3重量％至35重量％的非氟化聚合物，15重量％至75重量％的氟化均聚物以及10重量％至75重量％的氟化共聚物。2.根据权利要求1所述的含氟聚合物涂料组合物，其中所述非氟化聚合物粒子包含聚氨酯胶乳材料。3.根据权利要求1所述的含氟聚合物涂料组合物，其中所述非氟化聚合物粒子包含丙烯酸类胶乳材料。4.根据权利要求1所述的含氟聚合物涂料组合物，其中所述氟化均聚物粒子包含聚四氟乙烯。5.根据权利要求1至4中任一项所述的含氟聚合物涂料组合物，还包含无机氧化物纳米粒子。6.根据权利要求5所述的含氟聚合物涂料组合物，其中所述无机氧化物纳米粒子为二氧化硅纳米粒子。7.根据权利要求5所述的含氟聚合物涂料组合物，其中所述无机氧化物纳米粒子包括平均粒度小于100nm的二氧化硅纳米粒子。8.一种具有低摩擦表面的制品，包括：具有暴露聚合物表面的基片和设置在所述基片的暴露聚合物表面上的低摩擦涂料薄层，其中所述低摩擦涂料包含已通过多氮丙啶交联剂交联的氟化均聚物、氟化共聚物和非氟化聚合物，其中所述氟化共聚物包含四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物，并且干燥后的所述低摩擦涂料薄层包含3重量％至35重量％的非氟化聚合物，15重量％至75重量％的氟化均聚物以及10重量％至75重量％的氟化共聚物。9.根据权利要求8所述的制品，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻志刚，王亚明，蔡伟，景乃勇，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US