[发明专利]包含离子含氟聚醚和反荷离子试剂的复合物的聚合物涂层

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含基材和在所述基材上的涂层的制品，所述涂层包含离子含氟聚醚和反荷离子试剂。本发明进一步涉及一种制备所述涂层的方法以及涉及离子含氟聚醚和反荷离子试剂的混合物用于制备涂层的用途。

背景技术

如今，聚合物被用于广泛的用途，包括服装、过滤器和不同技术领域的膜。不同的用途越来越需要聚合物的非固有的性能，并因此只能通过官能化(尤其是聚合物表面的官能化)来提供。

一种使聚合物表面官能化的方法是用(通常很薄的)官能剂的层涂覆表面。经过此处理，可以赋予聚合物例如不透水性、耐化学品性和阻燃性等性能。然而，至今为止大多数概念和涂层都集中在提高特定的性能，而没有考虑赋予基材各种所需的性能并对它们进行调整和平衡。

例如，在膨体聚四氟乙烯(ePTFE)基材的外表面上涂覆作为层的聚酯或聚氨酯涂层提高了耐化学品性能，例如，包含在防晒液、汗水、体脂肪和化妆品等中的化学品(US4,194,041和US6,074,738)。然而，这种涂层通常不能用于优化其他的重要性能，例如阻燃性或亲水性等。此外，如EP 615 779所公开，基于非离子全氟聚醚的涂层已被用于改进微孔聚合物基材的疏油性。

为了对基材永久地官能化，对涂层剂的进一步需求是其对基材必须具有良好的粘合，并且其不应该或者只是很小程度上不利地影响所需的聚合物的固有性能。例如，对于用于过滤的微孔聚四氟乙烯(PTFE)膜，涂层必须不容易被冲洗掉并且其不应损害通过所述孔的流体流。

此外，基于许多基材，尤其是氟化的聚合物基材的惰性和低的表面能，已知很难用离子或带电粒种(charged species)涂覆这些基材(例如，微孔ePTFE)的表面。这些基材与离子或带电粒种的粘合差使其不能用于许多工业应用。这就意味着不经过任何化学表面处理，如蚀刻、辐射、激光处理、等离子体活化和/或超临界CO₂预处理，通常就无法直接地和永久地在这些表面涂覆聚离子，如本征导电聚合物、金属离子、有机离子、带电粒子、盐和其他物质。然而，如果将这些化合物涂覆在基材上，尤其可以预期这些化合物会赋予基材特殊的性能。

进一步，那些已经开发出来用于提高其粘合能力的直接贡献于表面改性的方法，如蚀刻、等离子体或电晕处理、辐射等，对基材是有害的并且伴随表面脱氟以及降低含氟聚合物基材的机械强度。如果基材很薄，基材的机械强度甚至会降低到基材不能承受这种表面改性条件的程度。

US6,638,622，US6,940,692和US6,916955描述了用于合成含有羧酸基团的全氟聚醚的钠盐的方法以及这些盐作为保护记录磁盘和记录磁头免受腐蚀的用途。特别设计这些涂层来提供与具有高表面能的金属和金属氧化物表面的良好粘合。与高密度PTFE涂覆的表面相似，所述涂层具有10nm的最大厚度并且向表面提供优异的防水性能。

发明内容

本发明的一个目的是提供包含聚合物基材和涂层的制品，所述涂层能够赋予基材广泛的性能并可以对这些性能进行调整。同时，所述涂层对基材应该具有良好的粘合，应该容易制备和涂布，并且应该在基材上平坦和均匀地分布。

本发明的另一个目的是提供在基材上的包含离子或带电粒种的涂层，通常所述基材难以用这些物质涂覆。

目前已经惊奇地发现可以通过用以复合物形式包含两种组分的组合物涂覆聚合物基材来实现这些目的，所述两种组分为：离子含氟聚醚，即，含有离子基团的含氟聚醚；以及反荷离子试剂，其具有与含氟聚醚的离子基团相反的离子电荷。

因此本发明提供了一种包含聚合物基材和在所述基材上的涂层的制品，所述涂层包含离子含氟聚醚和反荷离子试剂的复合物。

一方面，主要基于在涂层中的复合的离子含氟聚醚的性能，包含离子含氟聚醚和反荷离子试剂两种组分的本发明的涂层概念提供了在聚合物基材上的涂层的优异的成膜性能和粘合性能。另一方面，所述概念同时使基材的多种不同的性能得到提高和调整，因为广泛的反荷离子试剂可用于形成复合物，并且其相对于含氟聚醚中的离子基团的比率可以变化。在任何情况下，这是基材与包含在涂层中的复合物相互作用的协同效应，包含在涂层中的复合物使本发明的制品与众不同。

根据本发明的制品可以提供改善的性能。已惊奇地发现应用本发明可以改进和调整基材的众多不同的性能。

可以提高和精细调整的聚合物基材的性能的例子可以提及防热和防爆性能、抗静电性能、亲水性、疏水性、疏油性和抗菌性。