新型泡沫材料与涂料制造技术

本发明专利技术揭示了在物体上附着性聚偏二氟乙烯－六氟丙烯涂层的制备方法和无需任何发泡剂就可以用聚合物胶乳直接制成开孔泡沫材料的方法。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及无需任何化学或机械发泡剂直接由聚合物胶乳生产泡沫制品的新方法；同时也涉及使用水性聚合物附着涂覆基材的方法。
技术介绍
在发泡方法中，制品的制造方法是将胶乳凝固在模具中，接着去除水分，产生具有开孔结构的泡沫材料。泡沫材料的密度受胶乳中固体含量不良的影响。所用的“模具”广义上，包括三维模具以及那些在上面施加(如喷涂或浸涂)要发泡的分散体的物件。这些发泡材料能应用于许多方面，例如车辆或飞机上舒适的坐垫，用于隔热、隔音及用于减震等，而涂料则能应用于各种基材，如金属、玻璃、石材、砖块、瓷砖、胶凝材料、灰泥、天然和合成纤维、布，纸张，皮革及织造和非织造的织物。这些应用的聚合物的一个例子是含氟聚合物，具体是偏二氟乙烯(VDF)-六氟丙烯(HFP)共聚物，而更明确的则是有很低或无结晶度的该共聚物。对涂料而言，任何六氟丙烯含量值的共聚物仍然是高度柔性，甚至在六氟丙烯含量很高时也呈现出低表面粘性的热塑共聚物及因此使得这些共聚物能用于独特的应用，而对于这些应用我们认为以前所知的聚偏二氟乙烯均聚物或者认为共聚物是不合适的，只有和其他聚合物或材料如底漆等结合使用时才合适。低结晶度含氟聚合物是非常有用的，尤其是作为涂料或包囊剂，这是由于它们具有低的表面能，低的折射指数，良好的耐化学抗性和相对容易地用这些惰性聚合物涂覆和密封物件。无定形区域和结晶区域之间的平衡、结晶区域的性质和范围以及这些区域之间的中间相影响到以获取有优良性质的制品的加工性能的选择，和由此影响到给定树脂组合物的最终用途。低结晶度含氟聚合物定义在WO 01/32726，其内容在此引入供参考。偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的性质是不同的，在该范围的一端是完全无定形的热塑性聚合物，而另一端则是完全结晶的聚合物。给定温度下，聚合物链的微观结构决定了聚合物的柔韧性(或刚性)。这种机械性能受控于晶相(有的话)的种类和数量，以及沿聚合链分子运动的动力学，从而在某个温度下聚合物相应于所施加的应力经历二级转变，所谓的玻璃化转变温度(Tg)。在Tg以上时，聚合物链中的分子运动能够自由旋转，伸缩等，由此吸收输入的能量。而低于Tg时，分子运动冻结，一定的应力就能导致脆性碎裂，即像玻璃一样的行为。申请人并不了解揭示发泡方法的已有技术。而以下提及到某些涉及涂料应用的已有技术。美国专利4,618,641揭示了用以非卤代羧酸表面活性剂稳定后偏二氟乙烯作为浓分散体处理织物的方法。这需要高固体浓度及织物处理必须热定形。而使用本文所述共聚物的本专利技术能在较低固体浓度-以及避免使用任何特殊级别的洗涤剂达到相同或更好的处理效果。美国专利4,983,459和4,997,684揭示了运用全氟烷基硅烷和氟化烯烃调聚物的混合物处理过的防尘，防污，具有无湿润表面的制品及其处理方法。据说经处理的表面为玻璃组成或其他一些无机表面例如，陶制、瓷釉、金属或金属氧化物膜。氟化调聚物的配方不包括本专利技术中的共聚物并且本专利技术提供无需任何硅烷添加剂底漆涂层就能够在玻璃、金属、其他无机物，陶瓷、陶制品及类似的表面上的附着涂料。化学文摘CAN7079210，摘于Mekh.Polim(1968)4(6)，1065-70，概述了由于在钢或窗户玻璃上的半结晶VDF/HFP共聚物膜的处理对粘合性的影响。涂有膜的钢和玻璃需经过在200～280℃下处理1～120分钟。在280℃下处理涂覆膜的钢两个小时能够大大地提高膜的粘合性，通过在涂料下形成Fe2O3层，产生耐沸水性。而在膜与玻璃或钢的界面中引入HCl和HNO3则会降低其粘合性。然而文摘结论为粘合性在低于该膜熔点之下的温度时可能无实际价值的。在以后的文献中所提到的事实是VDF均聚物或共聚物包括在本申请中使用的共聚物之前已知的带有HFP的VDF共聚物需要掺合一些无氟聚合物，至少使用底漆才能在玻璃和钢之类的基材上获得满意的粘合性，而关于本文所描述和使用的VDF/HFP共聚物，该文摘没有讲述任何会使具有本领域知识的技术人员发现本申请的独特应用性质的信息。美国专利4,347,268讲述了由在美国专利3,051,677的VDF/HFP浓度范围内的HFP和CDF弹性体共聚物和乙烯基共聚物的无金属氧化物的溶剂溶液，通过将溶液涂布于表面并蒸发溶剂制得涂层。用于涂层的合适物质为铝、钢、玻璃、EPDM和丁腈橡胶。对应于EP0192494BI的美国专利4,764,431讲述在美国专利3,051,677的VDF/HFP浓度范围内的VDF和HFP共聚物的溶剂溶液用于施涂涂料以保护和加固石材。对应于美国专利5,219,661和5,270,115的EP0481283BI揭示了溶剂基可逆聚合物凝胶体，用于处理和加固石材和浸渍填充各种织物包括玻璃布。一种主要成分是在美国专利3,051,677的VDF/HFP浓度范围内的VDF/HFP弹性体共聚物，第二种主要成分是选自偏二氟乙烯非弹性体聚合物或共聚物，氟乙烯聚合物或(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物的聚合物。美国专利4,141,873揭示了用于涂布各种基材也包含(甲基)丙烯酸酯聚合物和用于两种聚合物水分散潜溶剂的悬浮液，水基偏二氟乙烯聚合成膜悬浮液。对应于EP0374803BI的美国专利4,985,282揭示了通过将在美国专利3,051,677的VDF/HFP浓度范围内的VDF/HFP弹性体的水基分散体和通过常规方法制成的全氟聚醚水性乳液或微乳液的混合物，施涂在石材、瓷砖、混凝土块及相关的制造制品的表面上对这些表面进行保护。对应于EP0479240BI的美国专利5,212,016描述了通过施涂当时所知的非弹性体聚偏二氟乙烯的均聚物和共聚物或聚甲基丙烯酸烷酯和在美国专利3,051,677的VDF/HFP浓度范围内的VDF/HFP弹性体共聚物的混合物形成的溶剂溶液对石材、大理石、沙石、砖块、混凝土及由此形成的制造制品进行加固和保护。美国专利4,125,673讲解了通过在无机材料表面上施涂含氟有机聚合物的溶液或分散体或不饱和羧酸的水溶性聚合物的溶液和有机硅的化合物的溶液，使其表面具有疏油性和疏水性。EP0739869AI讲解了通过将无机硅酸盐或胶状体二氧化硅和在美国专利3,051,677的VDF/HFP浓度范围内的VDF和HFP的含氟弹性体组合物混合成水，提高了各个成分的增强能力和保护效力。
技术实现思路
首先，本专利技术的泡沫材料方面，我们提供了通过凝固聚合物在水性介质中的胶乳或悬浮液直接生产带有开孔结构的泡沫制品的方法，该方法包括(a)制备聚合物在水中呈分散相的聚合物乳液或悬浮液和将上述乳液或悬浮液置于模具中，(b)将模具冷却至上述水相的凝固点之下，(c)将凝固的材料从模具中取出，(d)除去凝固的材料中的水，以回收泡沫材料，步骤(c)和(d)例如可通过融化凝固的材料和排出水相或通过蒸发水相进行。在分散相中的聚合物应在水相凝固点之下具有凝聚性，且应在其使用温度下具有保持其泡沫结构的合理的结构刚性和完整性。其凝聚性则可以通过在胶乳中加入聚结剂或溶剂进行提高。而聚合物相的结构刚性来源于结晶性、玻璃状态、交联度或加入一些纤维材料或颗粒之类的增强剂。该方法能应用于各种聚合物，例如具有低Tg的半结晶聚合物(如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯丁二烯)和具有低结晶性的含氟聚合物(如VDF-HF本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成开孔聚合物泡沫材料的方法，该方法包括将在所述胶乳或悬浮液水相的凝固点以下具有凝聚性的聚合物乳胶或水性悬浮液置于模具中，将所述的模具和模具内所含的胶乳或悬浮液冷却至所述胶乳或悬浮液水相的凝固点以下，将凝固的材料从模具中取出，并除去凝固材料中的水以回收所述的泡沫材料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R阿明萨那耶，LK文珀，KA伍德，S菲诺恰诺，D蒂利耶，
申请(专利权)人：阿托费纳化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]