[发明专利]聚合物的电晕处理

说明书

                        技术领域

本发明涉及在含有氮和氢或氨或其混合物的气氛中用电晕放电对聚合物进行处理的方法。

                          背景

对聚合物膜表面进行电晕处理是已知的。本文所用的“电晕”是指在基本上为大气压下发生的放电，它不同于低于大气压的和真空的放电过程，也不同于欧洲专利公开No.603784低于大气压的和大气压的“辉光”放电。

对聚合物表面进行的电晕处理即“电晕底涂”的一个目的是提高聚合物表面与粘合剂的相互作用。电晕处理的另一个目的是提高表面的润湿性。在空气中电晕底涂聚合物膜以提高与粘合剂的相互作用和表面的可润湿性是熟知的商用工艺。空气电晕底涂通常在大气压下在环境气氛气体(即氮和氧以及痕量气体)的存在下进行。与低于大气压的和真空的工艺相比，电晕工艺通常更快、更便宜且更易于应用于线上工业化作业(in-line industrial process)。

                        发明的揭示

本发明的特点是一种处理制品的聚合物表面的方法，在含有氮气和约0.01-10％(体积)的选自氢、氨或其混合物的附加气体的气氛中使至少一个包含选自含氟聚合物、聚碳酸酯和聚酰亚胺中的聚合物材料的聚合物表面处于电晕放电中。

在本发明的较佳实施方案中，所述聚合物材料是聚合物膜形式。本发明特别有用于处理含氟聚合物膜表面。用于本发明的较佳含氟聚合物膜是含有聚四氟乙烯的膜。在其它实施方案中，聚合物膜可以是聚碳酸酯膜或聚酰亚胺膜。

进行该方法的气氛较好的可包含氮气和约0.1-1.0％氢、氨或其混合物。

在本发明的较佳实施方案中，电晕放电的特征是归一化能量(normalizedenergy)约为0.1-100，更好为约1-20焦耳/平方厘米。

本发明的方法还可以包括用粘合剂涂覆经电晕处理的表面的步骤。

本文中所用术语“电晕”是指在基本上为大气压下发生的放电，它不同于真空下发生的放电(其特征是在阳极和阴极间的空间中存在强烈、弥漫的辉光，有时被称为“辉光”放电)。

如本文中所述，本发明具有许多优点。本发明的电晕处理方法提供了一种有效的聚合物膜表面处理方法，它产生明显且有利的聚合物表面改性；它与需要复杂的产生真空装置的低于大气压的方法相比，花费和耗时更少。因为其低成本和高效率，它易于应用于线上工业化作业，这在以卷形供料的聚合物膜的加工中是特别重要的。而且，作为主要气氛组分的氮气成本低，使得本发明的方法对于用作大规模工业过程有吸引力。含氟聚合物膜由于其较高的热稳定性和化学稳定性而成为用于带子和表面包覆等许多用途的有吸引力的材料，该材料特别适用于本发明；向氮气电晕气氛中加入氢和/或氨在含氟聚合物表面上得到明显且有利的效果。

本发明的方法优于湿化学底涂方法。它不涉及任何湿化学底涂方法伴随的环境问题，不会导致象湿化学底涂那种程度的聚合物褪色。

从以下说明、附图和所附权利要求书可以看出本发明的其它优点。

                        附图的简要说明

图1绘出了经氮和氮/氢电晕放电处理过的聚四氟乙烯的X射线光电子能谱法(ESCA)碳1s(C1s)谱。

                        详细说明

本发明涉及一种在氮/氢或氮/氨气氛中电晕处理聚合物表面的方法。本发明的发明人出乎意料地发现了对于一些特定的聚合物，向氮气电晕气氛中加入氢或氨会使得聚合物表面对粘合剂的接受能力和表面可润湿性明显提高，在这种气氛中的电晕处理会使水接触角和表面组成发生变化，表示出有利的表面性能。在其它用途中，本发明可用于对表面作预备性处理，此中利用聚合物表面的改性即“底涂”来增强聚合物表面与涂料的相互作用，或者来提高涂料对聚合物表面的可润湿性。可使用本发明方法的涂料的例子包括粘合剂(热熔性粘合剂或溶剂基粘合剂)、颜料、着色剂、硬质涂料、抗静电涂料、耐候涂料、金属涂料、层合件等。

因此，本发明的特点是一种处理制品的聚合物表面的方法，该方法包括如下步骤：在含有氮气和约0.01-10％的选自氢、氨或其混合物的附加气体的气氛中使至少一个包含选自含氟聚合物、聚碳酸酯和聚酰亚胺中的聚合物材料的聚合物表面处于电晕放电中。