本发明专利技术公开了含氟聚合物水分散体，其包含45-70重量％的不可熔融加工的聚四氟乙烯(PTFE)颗粒，和基于所述聚四氟乙烯颗粒的重量，1-15重量％的非离子表面活性剂；1-10重量％的水溶性碱土金属盐或0.1-10重量％的胶态二氧化硅。本发明专利技术还公开了包含本发明专利技术的PTFE水分散体的涂覆组合物及其具有改进的临界开裂厚度的涂覆应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及不可熔融加工的含氟聚合物水分散体及由其形成的涂层。
技术介绍
氟聚合物被用于多种基材上以使其具有防粘性、耐化学性、耐热性、防腐蚀性、可清洁性、低可燃性和耐候性。在氟聚合物中，聚四氟乙烯(PTFE)均聚物和改性PTFE的涂层提供了最高的热稳定性，但是不同于四氟乙烯(TFE)共聚物，它们不能用熔融加工法形成薄膜和涂层。因此，已开发了涂施PTFE均聚物和改性PTFE的涂层的它种方法。其中一种方法是以分散体形式施用的分散涂覆法。分散涂覆法典型地以比聚合所得的原生分散体更浓缩的形式使用含氟聚合物分散体。这些经浓缩的分散体通常包含约6-8重量％的表面活性剂。近来，如Miura等人的美国专利6，153，688和Cavanaugh等人的美国专利6，956，078所公开的，倾向使用脂族醇聚氧乙烯醚类之非离子表面活性剂，以避免使用有环境顾虑的含芳基非离子表面活性剂， 如烷基酚聚氧乙烯醚。分散涂覆法包括以下步骤将浓缩分散体通过常规方法如喷涂、辊涂、帘幕涂或浸涂涂覆于基材上；干燥所得基材以去除挥发性组分；并烘烤该基材。当烘烤温度足够高时， 初级分散颗粒经熔合而形成熔结体。高温下烘烤而熔合所述颗粒的操作常被称为烧结。在许多应用中，如玻璃布涂覆中，含氟聚合物涂层的性能取决于所涂覆的薄膜厚度，并且通常期望厚涂层。但是，在一次涂覆中，如果所涂的含氟聚合物分散体太厚，则涂层会有龟裂的问题，会使涂层的质量下降，甚至对所需的应用而言成为不堪使用的。因此，当需要较厚的涂层时，分散涂覆法基本上需要多次施涂以产生所需厚度的涂层。临界开裂厚度(CCT)是将聚合物分散体一次性地涂覆于基材上所形成的涂层在干燥和烘烤后不发生开裂的最大涂层厚度的度量。由于多次施涂耗能且费时，涂覆业者一直在寻找能提供高CCT 的改良型PTFE分散体和/或涂覆组合物。Olson的美国专利4，391，930公开了一种PTFE水分散体，其包含5-10%的非离子表面活性剂、2-8%的玻璃微珠和0. 1-0. 5%的水溶性电解质，其中包含钡盐。所述水溶性电解质据称有助于增进该PTFE水分散体的储存稳定性。English等人的美国专利申请 2007/0207273公开了含有少量水溶性盐的PTFE水分散体可提供快干的效果。前述文献并未教导水溶性盐可提高水分散体的CCT。人们需要具有高CCT的改良型含氟聚合物水分散体。本专利技术提供了含非离子表面活性剂的新型含氟聚合物水分散体，其包含有效量的水溶性碱土金属盐或胶态二氧化硅， 所述含氟聚合物水分散体具有显著提高的CCT。
技术实现思路
本专利技术提供含氟聚合物水分散体，其包含/括以下组分、或基本由以下组分组成或由以下的混合物制备(a)基于所述水分散体的总重，约45-约70重量％的聚四氟乙烯(PTFE)颗粒，其中所述聚四氟乙烯颗粒是不可熔融加工的；(b)约1-约15重量％的非离子表面活性剂；和(C)约1-约10重量％的水溶性碱土金属盐或约0. 1-约10重量％的胶态二氧化娃；其中组分(b)或(C)的重量％是基于所述聚四氟乙烯颗粒的重量。在一个实施方案中，在本专利技术的水分散体中，所述聚四氟乙烯颗粒(a)包含核/壳 PTFE、PTFEdj^i PTFE 或其混合物。在一个实施方案中，本专利技术的水分散体包含/括约50-约65重量％的聚四氟乙烯颗粒或基本由约50-约65重量％的聚四氟乙烯颗粒组成，所述重量％是基于所述水分散体的总重。在另一个实施方案中，在本专利技术的水分散体中，所述聚四氟乙烯颗粒具有 200-300nm的平均粒径。在一个实施方案中，本专利技术的水分散体优选包含/括约4-约12重量％，更优选约 6-约10重量％的非离子表面活性剂，或优选地基本由约4-约12重量％，更优选约6-约 10重量％的所述非离子表面活性剂组成，所述重量％是基于所述聚四氟乙烯颗粒的重量。在一个实施方案中，在本专利技术的水分散体中，非离子表面活性剂(b)包含/括至少一种脂族醇聚氧乙烯醚或其混合物，或基本由至少一种脂族醇聚氧乙烯醚或其混合物组成。在一个实施方案中，在本专利技术的水分散体中，非离子表面活性剂(b)是多于一种的脂族醇聚氧乙烯醚的混合物。在一个实施方案中，在本专利技术的水分散体中，非离子表面活性剂(b)是下式的化合物或其混合物R(OCH2CH2)nOH其中R是具有8-18个碳原子的支链烷基、支链烯基、环烷基或环烯基，和η的平均值为4-18。在另一个实施方案中，在本专利技术的水分散体中，非离子表面活性剂(b)是平均具有约4-约18个环氧乙烷(EO)单元的2，6，8_三甲基-4-壬醇聚氧乙烯醚或其混合物。在又一个实施方案中，在本专利技术的水分散体中，非离子表面活性剂(b)是2，6， 8-三甲基-4-壬醇聚氧乙烯醚的混合物，其HLB值为13. 1-14. 4，并且更优选为约13. 6-约 14. 2。在一个实施方案中，在本专利技术的水分散体中，水溶性碱土金属盐(C)是硝酸钙、硝酸锶、硝酸钡或其混合物。在一个实施方案中，本专利技术的分散体，基于所述聚四氟乙烯颗粒的重量，包含1-8 重量％的水溶性碱土金属盐(C)。在一个实施方案中，在本专利技术的水分散体中，胶态二氧化硅(C)具有约125-约 420m2/g的比表面积。在一个实施方案中，在本专利技术的水分散体中，胶态二氧化硅(c)是钠离子稳定的胶态二氧化硅，其25 °C下的pH值为8. 4-9. 9。在一个实施方案中，本专利技术的分散体，基于所述聚四氟乙烯颗粒的重量，包含1-8 重量％的胶态二氧化硅(C)。在一个实施方案中，本专利技术的水分散体基本不含玻璃微珠。本专利技术还提供涂覆组合物，其包含/括上述的水分散体，或基本由上述的水分散体组成，或从上述的水分散体制备。本专利技术还提供涂覆有上述水分散体或涂覆组合物的基材。在一个实施方案中，涂覆有本专利技术的水分散体或涂覆组合物的基材是多孔织物。在一个实施方案中，在涂覆有本专利技术的水分散体或涂覆组合物的基材中，非离子表面活性剂(b)已通过加热去除。本专利技术的水分散体兼具高CCT和高分散体稳定性。本专利技术的经涂覆基材不存在如变色的问题。此外，加工业者得益于高CCT和改进的可涂覆性，从而增进其产率和产量。参照以下的说明、实施例和随附的权利要求书，本专利技术各种其它的特征、考量和优点将更清楚明白。具体实施例方式除非另外说明，本文所提及的所有出版物、专利申请、专利和其它参考文献都以其整体援引加入本文，在此如同将其全文进行阐述。除非另外定义，本文所使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所属领域普通技术人员通常所理解的相同含义。在抵触的情况下，则以本说明书与包含其内之定义为准。除非另外说明，所有的百分比、份数、比值等都以重量计。在本文中，术语“由…制得”等同于“包含/括”。本文中所用的术语“包括”、“包含”、“具有”、“有”、“含有”或其任何其他变体意图涵盖非排它性包括。例如，包含/括一系列要素的组合物、工艺、方法、制品或设备并不一定只限于那些要素，而是还可以包括这些组合物、工艺、方法、制件或设备所未明确列举的或所固有的其他要素。术语“由…组成”不包括任何未明确列举的要素、步骤或成分。如果出现在权利要求中，该类术语将使权利要求限于所描述的材料而不包括未描述的材料，但仍包括与所述材料通常相关的杂质。当术语“由…组成”出现在权利要求的特征部分，而非紧接前序本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：廖蓉，毛学圃，R·G·赫克，
申请(专利权)人：杜邦公司，
类型：发明
国别省市：
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