[发明专利]不粘涂层底漆组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及基于聚酰亚胺树脂和/或聚酰胺‑酰亚胺树脂的不粘涂层混合底漆组合物。本发明还涉及制备这样的组合物的方法。最后，本发明涉及包含这样的组合物的不粘涂层以及一种制造包含这样的不粘涂层的物品的方法。

本发明总体而言涉及基于聚酰亚胺树脂和/或聚酰胺-酰亚胺树脂的不粘涂层底漆组合物。本发明还涉及制备这样的组合物的方法。最后，本发明涉及包含这样的组合物的不粘涂层以及一种制造包含这样的不粘涂层的物品的方法。

基于氟碳树脂、特别是聚四氟乙烯(PTFE)的不粘涂层通常用于烹饪物品领域。它们由至少一个底漆层制成，所述底漆层含有氟碳树脂和一种粘合剂树脂。然后用一个或多个基于氟碳树脂、特别是PTFE的层涂覆该底漆层，在所述多个层中，氟碳树脂的量逐渐增加。

粘合剂树脂——其使得该底漆层和其他含氟层粘附到基材上——通常为聚酰胺-酰亚胺(PAI)、聚酰亚胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)或聚醚醚酮(PEEK)类型。

在其中意图用浅颜色的底漆层的具体情况下，优选PES、PPS或者PEEK树脂。

然而，这些树脂不易于使用，因为它们的可溶性差，除非在极性非质子溶剂中，根据REACH法规，所述极性非质子溶剂大多数标记为有害的或者甚至有毒的产品。这些树脂在实践中适于以粉末形式使用。然而，获得小粒度的粉末是困难和昂贵的，因此难以将这些聚合物研磨至小于10μm的平均粒度。因此，这些树脂在底漆层中的分布是不均匀的，并导致使用时附着力损失。

就此而言，以溶液或者作为可在水中稀释的粉末提供的粘合剂树脂更易于实施。然而，它们含有大量溶剂。

当以可在水中稀释的粉末的形式供给时，溶剂制约必定不再是问题，但是这些粘合剂树脂表现出不足的热稳定性，即使这不影响所得涂层的大部分性能。实际上，在烧结氟碳树脂、特别是PTFE的步骤(在高于370℃的温度、优选在415℃下进行)中，少量粘合剂树脂、特别是PAI树脂分解。此外，在粘合剂树脂、特别是PAI树脂的水相实施中，使用不稳定的胺导致产生不可忽略量的挥发性有机化合物并导致所得涂层的不可接受的黄变。

另一方面，用聚酰胺酸接枝的二氧化硅的制备是已知的(Peng Liu,Iranianpolymer Journal 14,(11)2005,968-972)。这些接枝的二氧化硅表现出改进的热稳定性；然而，一方面，起始化合物是现有的二氧化硅，另一方面，所有改性都是在溶剂介质中进行的，并且推荐它们用于溶剂介质。

专利文献EP0386379和FR2625450都以类似方式记载了PAI树脂和氨基硅烷的混合物。在这些文献所述的方法中，将氨基硅烷与PAI树脂前体混合，所述PAI树脂前体已经在水溶液中，即其已经包含用于形成盐的胺以及——考虑到两个实施例中PAI树脂的选择——溶剂，该溶剂是液体形式的混合物所必需的。

这些专利文献没有消除能够引起黄变的挥发性胺的存在或潜在有毒的极性非质子溶剂的存在。

最后，且非常常规地，底漆组合物的配制在实践中需要引入胶体二氧化硅以增强所得到的底漆膜。使用量的范围为10至20重量％(以干膜为基准表示)。少量的添加不会产生足够的增强，而在实践中难以添加更大的量。但即使在这些水平下，也可以观察到二氧化硅颗粒彼此聚集，这导致在底漆膜中形成对膜的不透性有害的纳米空隙，并导致异常大量的腐蚀点出现。

为了克服这些缺点并获得在保持良好的弹性、良好的耐腐蚀性并显著减少变色或黄变的同时显示出热稳定性和增强的机械抗性的不粘涂层，申请人开发了基于聚酰亚胺树脂和/或聚酰胺-酰亚胺树脂的不粘涂层底漆组合物，其通过聚酰亚胺树脂和/或聚酰胺-酰亚胺树脂与偶联剂和烷氧基硅烷和/或金属烷氧基化物之间的反应获得，所述偶联剂使PI和/或PAI树脂与烷氧基硅烷和/或金属烷氧基化物结合。这样的反应通过溶胶-凝胶型反应导致随后的交联，并且随着在原位形成完美地分散在PI和/或PAI树脂基体中的纳米尺度二氧化硅域的网络，产生有机-无机混合结构。

所得有机-无机混合结构材料是纳米复合材料，其设计为以下相的协同组合：