[发明专利]快速干燥的含氟聚合物分散体涂料组合物

说明书

发明领域

本发明涉及水性含氟聚合物分散体涂料组合物和由该分散体来 形成涂层的方法。

发明背景

含氟聚合物被应用于广泛的多种基体上来赋予其防粘性、耐化学 品和耐热性、防腐蚀、可清洁性、低燃性和耐候性。在含氟聚合物中， 聚四氟乙烯(PTFE)均聚物和改性的PTFE的涂层具有最高的热稳定 性，但不同于四氟乙烯(TFE)共聚物，不能熔融加工来形成薄膜和涂 层。因此已经发展了其他的方法来应用PTFE均聚物和改性PTFE的 涂层。一种这样的方法是分散体涂覆，其将含氟聚合物以分散体形式 来使用，并且虽然主要是用于施用PTFE涂料，但是在某些应用中也 使用可熔融加工的TFE共聚物的分散体涂料。分散体涂覆方法典型的 是以比同样的聚合的分散体(as-polymerized dispersion)更浓的形式来 使用这样的含氟聚合物分散体。这些浓缩的分散体包含大量的例如 6-8重量％的表面活性剂。这样的分散体涂覆方法包括步骤：将浓缩 的分散体通过常规技术例如喷涂、辊涂或者幕帘涂覆施涂到基体上； 干燥该基体来除去挥发性成分；和烘焙该基体。当烘焙温度足够高时， 初级分散体粒子熔合并变成一体。高温烘焙来熔合所述的粒子经常被 称为烧结。

在许多应用中，例如在玻璃布涂覆中，含氟聚合物涂层的性能取 决于所施涂的薄膜厚度并且通常期望厚的涂层。但是，在单道施涂中， 如果含氟聚合物分散体施涂太厚，则该涂层将形成裂纹，并且涂层质 量将降低或者对于期望的应用而言是不能接受的。因此，当期望更厚 的涂层时，分散体涂覆方法本质上需要几道施涂来产生期望厚度的涂 层。在每道施涂之后，必须进行涂覆基体的干燥步骤来保证均匀除水 和没有残存的湿气眼(moisture pockets)。另外的施涂要付出经济代价， 并且要达到均匀的除湿，干燥步骤是特别敏感的且是耗时的。如果干 燥进行太快，则该分散体涂料将沸腾并在涂层中产生气泡。如果干燥 时间不足，则湿眼(wet pockets)将保持在分散体涂层中并在随后的加 热中引起薄膜破裂。

在某些含氟聚合物涂覆的基体的制造中使用微波干燥是已知的。 在用于垫圈和衬垫的含氟聚合物的涂覆线材的制造中，通过将芳族聚 酰胺纤维、玻璃纤维或者天然纤维进行编织并通过浸入到PTFE分散 体中来进行涂覆。该编织结构然后被干燥，但是不进行烧结。干燥时 间是这样的线材的全部制造时间的主要部分。

含氟表面活性剂典型用于含氟聚合物的分散聚合中，该含氟表面 活性剂作用是如Berry的U.S.专利2559752所述的非末端基团型 (non-telogenic)分散剂。除非被除去，否则含氟表面活性剂将存在于含 氟聚合物分散体中。因为环境的原因，已经发展了用于降低在水性含 氟聚合物分散体中的含氟表面活性剂含量的方法，由此来降低含氟表 面活性剂的散发和/或降低或者消除在含氟聚合物分散体的最终使用 加工中的捕集含氟表面活性剂的必要。Bladel等人的US6833403公开 了一种用于减少水性含氟聚合物分散体的含氟表面活性剂含量的方 法，其使用阴离子交换方法来处理稳定过的分散体。

但是，当使用例如Bladel等人的US6833403中所公开的方法来降 低分散体的含氟表面活性剂含量时，观察到在微波干燥操作中的干燥 时间显著增加。在其中干燥是速度限制步骤的方法中，含氟聚合物涂 层加工的整体生产率将会受到不利的影响。

发明简述

本发明提供一种制备含氟聚合物涂覆的基体的方法，其包括：

将水性含氟聚合物分散体涂料组合物施涂到基体上来形成在所 述基体上的湿涂层；所述的水性含氟聚合物分散体涂料组合物包含水 介质和含氟聚合物粒子，并具有小于大约300ppm的含氟表面活性剂 含量；所述的水性含氟聚合物涂料组合物包含有加入的水可溶性盐； 和

通过向所述湿涂层施加高频电磁辐射来干燥所述湿涂层，从而形 成所述含氟聚合物涂覆的基体；与其他没有所述加入的水可溶性盐的 同样的涂料组合物相比，所述加入的水可溶性盐有效地将在所述基体 上的所述的湿涂层干燥所需的时间降低至少大约5％。

详细说明

含氟聚合物分散体