包括防粘表面的多层制品及其方法技术

本文描述的是由包括以下的方法制备的多层制品：将包含硅化合物的颗粒从至少一个流体射流传递至金属表面，以使所述金属表面嵌有所述硅化合物，以形成硅化合物层；用含氟聚合物水分散体涂覆硅化合物层，以形成含氟聚合物层，从而形成多层制品，其中所述含氟聚合物水分散体包含(i)改性剂；以及(ii)氟化聚合物，其中氟化聚合物包括以下中的至少一种：(a)能够形成碳‑碳双键的部分氟化聚合物，(b)官能化氟化聚合物，以及(c)它们的组合；以及将所述多层制品烧结以形成所述防粘表面涂覆的基材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括防粘表面的多层制品及其方法
描述了使粘着最小化的包括含氟聚合物防粘涂层的多层制品以及制备此类制品的方法。
技术介绍
氟化聚合物诸如四氟乙烯(TFE)聚合物以其卓越的耐热性、耐化学品性、耐腐蚀性以及防粘特性为人们所熟知。由于这些特性，已发现TFE聚合物的广泛应用，包括用作金属基材(诸如炊具，包括蒸煮、烘烤以及煎炸制品)上的防粘(也被称为不粘附)涂层。已知含氟聚合物对金属的粘附性相当低。非氟化的耐热粘结剂可用于不粘涂饰剂中，以用于将含氟聚合物粘附到基材并用于成膜。粘结剂可以是不可熔融加工的(意味着它不表现出熔体流动行为)，诸如聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯并咪唑、聚酰胺-酰亚胺、聚砜、聚双马来酰亚胺以及液晶聚合物；或者是可熔融加工的，诸如聚醚砜、聚苯硫醚以及聚亚芳基醚酮。附图说明图1是本公开的防粘表面涂覆的基材的示例性实施方案。
技术实现思路
期望制备具有由含氟聚合物水分散体形成的防粘表面的多层制品的可替代的方法。在一个实施方案中，期望使用不含粘结剂的方法。在一个方面，描述了一种防粘表面涂覆的基材，该防粘表面涂覆的基材由包括以下的方法制备：将包含硅化合物的颗粒从至少一个流体射流传递至金属表面，以使金属表面嵌有硅化合物，以形成硅化合物层；用含氟聚合物水分散体涂覆硅化合物层，以形成含氟聚合物层，从而形成多层制品，其中含氟聚合物水分散体包含(i)改性剂；以及(ii)氟化聚合物，其中氟化聚合物包括以下中的至少一种：(a)能够形成碳-碳双键的部分氟化聚合物，(b)官能化氟化聚合物，以及(c)它们的组合；以及将多层制品烧结以形成防粘表面涂覆的基材。在一个方面，描述了一种防粘表面涂覆的基材，该防粘表面涂覆的基材由包括以下的方法制备：将包含硅化合物的颗粒从至少一个流体射流传递至金属表面，以使金属表面嵌有硅化合物，以形成硅化合物层；用包含偶联剂的涂层涂覆硅化合物层，以形成耦合层；用含氟聚合物水分散体涂覆耦合层，以形成含氟聚合物层，从而形成多层制品，其中含氟聚合物水分散体包含氟化聚合物，其中氟化聚合物包括以下中的至少一种：(a)能够形成碳-碳双键的部分氟化聚合物，(b)官能化氟化聚合物，以及(c)它们的组合；以及将多层制品烧结以形成防粘表面涂覆的基材。以上
技术实现思路
并非旨在描述每个实施方案。在下面的说明书中还阐述了本专利技术的一个或多个实施方案的细节。根据本说明书和权利要求书，其它特征、目标和优点将显而易见。具体实施方式如本文所用，术语“一个”、“一种”以及“所述”可交换使用并且意指一个或多个；“和/或”用于表示一种或两种所述的情况可以发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)；“主链”是指聚合物的主要连续链；“固化位点单体”是指包含末端官能团的单体，由此使得官能团可参与后续的交联反应；以及“互聚”是指单体聚合在一起形成聚合物主链。术语“全氟化的”是指衍生自烃的基团或化合物，其中所有氢原子都被氟原子置换。然而，全氟化化合物还可以包含除氟原子和碳原子之外的其它原子，如氧原子、氯原子、溴原子以及碘原子。而且，在本文中，由端点表述的范围包括该范围内包含的所有数值(例如，1至10包括1.4、1.9、2.33、5.75、9.98等)。而且，在本文中，表述“至少一个”包括一个及大于一的所有数字(例如，至少2、至少4、至少6、至少8、至少10、至少25、至少50、至少100等)。图1示出了本专利技术的多层制品的示例性实施方案。防粘涂覆基材10包括被夹在金属基材12和含氟聚合物层16之间的硅化合物层14。硅化合物层14与金属基材12和含氟聚合物层16直接接触，其中硅化合物层14接触金属基材12和含氟聚合物层16。多层制品可以包括处于含氟聚合物层16顶部上的与硅化合物层12相对的附加层(例如，层18)。本公开的金属基材包括通常发现可用于炊具制品诸如选自碳钢(例如，高碳钢、不锈钢、镀铝钢)、不锈钢、铝、铝合金以及它们的组合的金属的那些基材。硅化合物层14设置于金属基材上，并且用于将含氟聚合物层附接到金属基材。为了在金属基材和含氟聚合物层之间形成强效的粘附性，有利的是硅化合物层连续地接触金属基材和含氟聚合物层两者。如将在下文更详细所述，通过在金属基材的表面处撞击硬颗粒来形成硅化合物层。在本公开中，硬颗粒(即，硬度大于金属表面的硬度的颗粒)包含硅化合物，其在与金属表面接触时，硅质材料中的一些嵌有金属的表面。当足量的硅化合物已经转移到该表面时，其形成硅化合物层。在一个实施方案中，金属基材的表面部分地(例如小于90％、80％、75％、50％或甚至25％)涂覆有硅化合物。示例性硅化合物包括无定形二氧化硅、二氧化硅、硅酸以及热解法二氧化硅。在一个实施方案中，硅化合物可与偶联剂预反应，以表现出可用于与氟化聚合物反应的官能团。本公开的含氟聚合物层由含氟聚合物水分散体制成，含氟聚合物水分散体可形成耐久的含氟聚合物层，其用于向下面的金属基材提供容易的防粘涂层。因为不包含粉尘，所以可能期望使用含氟聚合物水分散体优于使用粉末。也可能期望使用含氟聚合物水分散体优于使用有机溶剂基含氟聚合物分散体，因为有机溶剂基分散体可包含大量的有机溶剂，其需要被适当地处置。本公开的含氟聚合物水分散体包含氟化聚合物，该氟化聚合物选自能够沿部分氟化聚合物链形成碳-碳双键的部分氟化聚合物、包含官能团的氟化聚合物以及它们的组合。本公开的部分氟化聚合物包含能够沿部分氟化聚合物链形成碳-碳双键的多个单元。在一个实施方案中，部分氟化聚合物能够沿聚合物的主链形成碳-碳双键。在另一个实施方案中，部分氟化无定形含氟聚合物能够在聚合物主链的侧基中形成碳-碳双键。部分氟化聚合物能够形成碳-碳双键意指聚合物包含能够形成双键的单元。此类单元包含例如沿聚合物主链或侧链的两个相邻碳，其中氢附接到第一碳，并且离去基团附接到第二碳。在消除反应(例如，热反应和/或酸或碱的使用)期间，离去基团和氢离开，在两个碳原子之间形成双键。示例性离去基团包括：卤化物、醇化物、氢氧根、甲苯磺酸盐、甲磺酸、胺、铵、硫化物、锍、亚砜、砜以及它们的组合。还将设想氟化聚合物，该氟化聚合物包含相邻碳，所述相邻碳均附接有溴原子或均连接有碘原子，引起Br2或I2的离去。在一个实施方案中，能够形成碳-碳双键的部分氟化聚合物包含-CH2-CF2-单元。能够形成碳-碳双键的部分氟化聚合物包含能够形成双键的多个基团，以确保与硅化合物层或硅烷化硅化合物层的充分的相互作用。通常，这意味着至少0.1摩尔％、0.5摩尔％、1摩尔％、2摩尔％或甚至5摩尔％，至多7摩尔％、10摩尔％、15摩尔％或甚至20摩尔％(即，每摩尔聚合物中这些碳碳双键前体的摩尔)。在一个实施方案中，能够形成碳-碳双键的部分氟化聚合物衍生自至少一个含氢单体诸如偏二氟乙烯。在一个实施方案中，能够形成碳-碳双键的部分氟化聚合物包括：偏二氟乙烯(VDF)和六氟丙烯(HFP)的相邻共聚单元；VDF(或四氟乙烯)和氟化共聚单体的共聚单元，氟化共聚单体能够向聚合物主链提供酸性氢原子，诸如三氟乙烯；氟乙烯；3,3,3-三氟丙烯-1；五氟丙烯(例如，2-氢化五氟丙烯和1-氢化五氟丙烯)；2,3,3,3-四氟丙烯；以及它们的组合。在一个实施方案中，能够形成碳-碳双键的部分氟化聚合物另外衍生自包含单体的氢，所述单体包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防粘表面涂覆的基材，所述防粘表面涂覆的基材由包括以下的方法制备：将包含硅化合物的颗粒从至少一个流体射流传递至金属表面，以使所述金属表面嵌有所述硅化合物，以形成硅化合物层；用含氟聚合物水分散体涂覆所述硅化合物层，以形成含氟聚合物层，从而形成多层制品，其中所述含氟聚合物水分散体包含(i)改性剂和(ii)氟化聚合物，其中所述氟化聚合物包括以下中的至少一种：(a)能够形成碳‑碳双键的部分氟化聚合物，(b)官能化氟化聚合物，以及(c)它们的组合；以及将所述多层制品烧结以形成所述防粘表面涂覆的基材。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.01 US 62/141,334;2015.04.01 US 62/141,3441.一种防粘表面涂覆的基材，所述防粘表面涂覆的基材由包括以下的方法制备：将包含硅化合物的颗粒从至少一个流体射流传递至金属表面，以使所述金属表面嵌有所述硅化合物，以形成硅化合物层；用含氟聚合物水分散体涂覆所述硅化合物层，以形成含氟聚合物层，从而形成多层制品，其中所述含氟聚合物水分散体包含(i)改性剂和(ii)氟化聚合物，其中所述氟化聚合物包括以下中的至少一种：(a)能够形成碳-碳双键的部分氟化聚合物，(b)官能化氟化聚合物，以及(c)它们的组合；以及将所述多层制品烧结以形成所述防粘表面涂覆的基材。2.根据权利要求1所述的防粘表面涂覆的基材，其中所述改性剂选自偶联剂、活化剂以及它们的组合。3.根据权利要求2所述的防粘表面涂覆的基材，其中所述活化剂选自碱、含胺化合物、含羟基化合物以及它们的组合。4.根据权利要求1所述的防粘表面涂覆的基材，其中相对于所述氟化聚合物，所述含氟聚合物水分散体包含0.1％至50％的所述改性剂。5.一种防粘表面涂覆的基材，所述防粘表面涂覆的基材由包括以下的方法制备：将包含硅化合物的颗粒从至少一个流体射流传递至金属表面，以使所述金属表面嵌有所述硅化合物，以形成硅化合物层；用包含偶联剂的涂层涂覆所述硅化合物层，以形成偶联剂层；用含氟聚合物水分散体涂覆所述偶联剂层，以形成含氟聚合物层，从而形成多层制品，其中所述含氟聚合物水分散体包含氟化聚合物，其中所述氟化聚合物包括以下中的至少一种：(a)能够形成碳-碳双键的部分氟化聚合物，(b)官能化氟化...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·比辛格尔，迈克尔·C·达达拉斯，菲利普·德贝尔特，赖纳·古根贝格尔，克劳斯·辛策，蒂尔曼·C·兹普利斯，
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