[发明专利]一种不粘涂料用添加剂

说明书

本发明公开了一种不粘涂料用添加剂，包含氟烯烃单体单元和多双键纳米二氧化硅的具有交联网络结构的杂化聚合物胶束B。且B组分杂化聚合物添加到A组分含氟烯烃单体单元的线性聚合物胶束中构成主要成膜物质的不粘涂料用添加剂的氟树脂组合物分散液，其中还可含有具有线性的C组分氟聚合物胶束，一方面小粒径填充了不易熔融流动的粒径较大的A组分树脂造成的空隙，另一方面杂化聚合物胶束呈三维网状和贯穿结构，起到笼络作用。本发明的优点在于：1)解决了成膜过程中的开裂问题，临界开裂膜厚高于25μm；2)不含PFOA等对环境、人体有害的乳化剂；3)适用于厨卫不粘涂料中，涂层平整密实，具有改善的光泽度和使用耐久性等。

技术领域

本发明涉及一种不粘涂料用添加剂。

背景技术

不粘涂料是一种涂层表面不易被其它黏性物质所黏附或黏着后易被除去的特种涂料。这种涂料由于表面能极低、摩擦系数小、易滑动等特点而呈现好出不粘性。应用于厨卫行业中一般包括有机硅不粘涂料和含氟不粘涂料两种。有机硅不粘涂料具有底材润湿性、高硬度、热硬度和耐溶剂性，并且固化温度较低的特点，尤其可以制备出绚丽的颜色，但是有机硅涂层含有挥发性溶剂，耐磨性性较差，国内市场上的有机硅不粘锅一般使用6-12个月不粘性便减小甚多。水性氟涂料具有不含或含少量溶剂、环保、污染小，安全性高的优点，最重要的是持续不粘性能具有压倒性优势，用于与食品接触的多为水性聚四氟乙烯涂料。

聚四氟乙烯树脂是水性氟不粘涂料中主要成膜物质，在实际应用中，通常希望一次涂覆中尽可能提高厚度，但是厚度过高涂层会出现裂纹，从而导致表面平整度、不粘性、耐腐蚀性等的急剧下降。在不出现裂纹的情况下单层聚四氟乙烯乳液所能达到的最高干膜厚度称为临界开裂膜厚(FTCC:film thickness of critical cracking)。临界膜厚值越大，其不粘性能、光泽、耐介质性等性能更能得到体现，因此提高临界开裂膜厚有非常重要的意义。

水性氟不粘涂层出现裂纹的原因主要有以下几个方面。1)应力集中。在烘烤烧结干燥成膜的过程中收缩，聚四氟乙烯树脂随温度变化的松弛作用并不同步，造成表面上产生局部不平衡的收缩，产生了应力集中，集中应力超锅涂层的拉伸强度时则产生裂纹。2)结晶度高。聚四氟乙烯的结晶度很高，并且熔融后几乎不流动，则会残留较多的空隙或孔洞，也会造成表面的不平整和对涂层的不良影响。3)厚度过高。涂层厚度不能无限厚涂的，厚涂可以在一定程度上提高涂层的性能，但厚度过高则自然出现流平性和开裂等问题。

提高聚四氟乙烯成膜时的临界开裂膜厚的方法有以下几种：

(1)增强树脂间的结合力。

采用纳米粒子镶嵌在聚四氟乙烯的粒子上面，在成膜时纳米粒子束缚了聚四氟乙烯的分子链运动，消除了大颗粒之间的内应力，阻止了PTFE的大面积破坏。毕大武用溶胶-凝胶技术制备纳米二氧化硅溶胶，填充聚四氟乙烯空隙，形成的分子间的氢键和网络结构。专利CN102558721B公开了一种以水溶性碱金属盐或胶态二氧化硅作为填料添加入氟树脂中以提高临界开裂膜厚的方法。但是这种方法均是以氢键的范德华力为作用基础，作用力偏小不牢固，最重要的是纳米二氧化硅溶胶中含有大量的羟基会自行缠结作用，难以分散，而PTFE乳液不可以长时间的高剪切分散，造成了分散技术难度的提高，耗时并成本上升。

专利CN102002201B公开了一种纳米改性聚四氟乙烯乳液的方法及其在不粘涂料中的应用，是在常温常压下将占聚四氟乙烯干重的2.5-15％的甲基三甲氧基硅烷加入到聚四氟乙烯乳液中水解并缓慢反应，在成膜过程中形成纳米网状粒子，对氟树脂起到支撑、包覆和填充作用，增加了聚四氟乙烯的临界开裂膜厚，另外也提高了不粘涂层的光泽度。CN201510855284.7公开了以纳米二氧化硅分散液、陶瓷微粉、甲基三甲氧基硅烷、硝酸银、硝酸铝等组分制备了一种防开裂高韧性的不粘涂料。但甲基三甲氧基硅烷在水解时会产生甲醇有害物，并且不含氟的组分增多或完全无氟的不粘涂层的不粘性是与聚四氟乙烯基不粘涂层是没有优势的。

(2)降低结晶度，提高熔融流动性。