水性低溫固化含氟密封件涂層的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水性低溫固化涂層，更具體地，本發(fā)明涉及水性低溫固化含氟密封件 涂層。
【背景技術(shù)】
[0002] 硅橡膠是一種高活性吸附材料，屬非晶態(tài)物質(zhì)，不溶于水和任何溶劑，無(wú)毒無(wú)味， 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，除強(qiáng)堿、氫氟酸外不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。硅橡膠具有優(yōu)異的耐熱性、耐寒 性、介電性、耐臭氧和耐大氣老化等性能，硅橡膠突出的性能是使用溫度寬廣，能在_60°C (或更低的溫度)至+250Γ(或更高的溫度)下長(zhǎng)期使用，故廣泛應(yīng)用于領(lǐng)域，例如：油箱蓋或 者發(fā)動(dòng)機(jī)上的〇型圈等等。但硅橡膠的抗張強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度等機(jī)械性能較差，且耐油、耐 溶劑性能欠佳，故需要在硅橡膠的表面涂覆一層涂料，提高其耐油、耐磨、耐摩擦的性能。
[0003] 聚四氟乙烯(PTFE)具有潤(rùn)滑、耐磨、不黏、防腐、耐高溫等性能，故經(jīng)常應(yīng)用于橡膠 涂料領(lǐng)域，但是聚四氟乙烯是具有分子結(jié)構(gòu)的結(jié)晶性高聚物，熔點(diǎn)327°C，熔融 粘度380°C時(shí)為10nPa，臨界表面張力18.5 X l(T3N/m，故不易被液體浸潤(rùn)（即不粘性），聚四 氟乙烯涂料樹脂具有與基材的附著力低，與其他涂料組分不易親和的負(fù)面作用。
[0004] 另外PTFE的高熔點(diǎn)，而使其涂料應(yīng)用被限制在耐400°C高溫的基材上，如金屬類或 陶瓷類?？朔TFE樹脂與基材附著力不高的副作用，需引入耐高溫且氟樹脂有較好的親和 力的粘接樹脂，在提高整個(gè)氟涂層與基材的附著力的過(guò)程中又不損害氟樹脂本身的非粘附 性、防粘性及其他特性，因此使其應(yīng)用領(lǐng)域受到了一定限制。
[0005] 針對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)亟需水性低溫固化含氟密封件涂層，來(lái)解決低溫固化并且在硅 橡膠上具有很好的附著力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)方面提供水性低溫固化含氟密封件涂層，按重 量份計(jì)算，至少包括：
[0007] 聚四氟乙烯 100 改性丙烯酸樹脂 30~60 氨基樹脂 4~15
[0008] 活性溶劑 20~60 表面活性劑 8~20 添加劑 0.5~10
[0009] 其中，所述改性丙烯酸樹脂為有機(jī)氟改性丙烯酸樹脂。
[0010] 在一種實(shí)施方式中，所述聚四氟乙烯數(shù)均分子量為2 X 104~1 X 107且平均粒徑為 100~500nm。
[0011] 在一種實(shí)施方式中，所述聚四氟乙烯數(shù)均分子量為1 x 105~9X 106且平均粒徑為 100~500nm。
[0012] 在一種實(shí)施方式中，所述有機(jī)氟和丙烯酸單體的重量比為(0.05~0.1): 1。
[0013] 在一種實(shí)施方式中，所述有機(jī)氟的結(jié)構(gòu)式如下：
[0014]
[0015] 其中，RLRhfc和R4分別獨(dú)自選自氟、氫、烷基中的一種或多種，且和R沖至 少有一個(gè)是氟。
[0016] 在一種實(shí)施方式中，所述有機(jī)氟為四氟乙烯、全氟丙烯、全氟丁二烯中的一種或多 種。
[0017] 在一種實(shí)施方式中，所述氨基樹脂中伯胺的含量為3~10%。
[0018] 在一種實(shí)施方式中，所述氨基樹脂中伯胺的含量為4~8%。
[0019] 在一種實(shí)施方式中，所述表面活性劑至少是十二烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸鉀、十 二烷基硫酸銨、十二烷基聚乙二醇醚硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇、月桂醇聚氧乙 烯醚、異構(gòu)十醇聚氧乙烯醚、十七醇聚氧乙烯醚羧酸鹽、二苯基醚、N，N~雙脂肪?；叶?二丙酸鈉中一種或幾種。
[0020] 本發(fā)明的另一方面提供一種水性低溫固化含氟密封件涂層的制備方法，所述方法 包括下述步驟：
[0021] 按重量份將改性丙烯酸樹脂、氨基樹脂和引發(fā)劑混合均勻和一定量的溶劑丙二醇 甲醚，在氮?dú)庀?，加熱，分批依次加入粒徑?00~500nm的聚四氟乙烯顆粒、粒徑為200~ 300nm的聚四氟乙稀顆粒、粒徑為100~200nm的聚四氟乙稀顆粒，冷卻、干燥、研磨即得。
[0022] 參考以下詳細(xì)說(shuō)明更易于理解本申請(qǐng)的上述以及其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 參選以下本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方法的詳述以及包括的實(shí)施例可更容易地理解本發(fā) 明的內(nèi)容。除非另有限定，本文使用的所有技術(shù)以及科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通 技術(shù)人員通常理解的相同的含義。當(dāng)存在矛盾時(shí)，以本說(shuō)明書中的定義為準(zhǔn)。
[0024] 如本文所用術(shù)語(yǔ)"由…制備"與"包含"同義。本文中所用的術(shù)語(yǔ)"包含"、"包括"、 "具有"、"含有"或其任何其它變形，意在覆蓋非排它性的包括。例如，包含所列要素的組合 物、步驟、方法、制品或裝置不必僅限于那些要素，而是可以包括未明確列出的其它要素或 此種組合物、步驟、方法、制品或裝置所固有的要素。
[0025] 連接詞"由…組成"排除任何未指出的要素、步驟或組分。如果用于權(quán)利要求中，此 短語(yǔ)將使權(quán)利要求為封閉式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但與其相關(guān)的常 規(guī)雜質(zhì)除外。當(dāng)短語(yǔ)"由…組成"出現(xiàn)在權(quán)利要求主體的子句中而不是緊接在主題之后時(shí)， 其僅限定在該子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作為整體的所述權(quán)利要求之外。
[0026] 當(dāng)量、濃度、或者其它值或參數(shù)以范圍、優(yōu)選范圍、或一系列上限優(yōu)選值和下限優(yōu) 選值限定的范圍表示時(shí)，這應(yīng)當(dāng)被理解為具體公開了由任何范圍上限或優(yōu)選值與任何范圍 下限或優(yōu)選值的任一配對(duì)所形成的所有范圍，而不論該范圍是否單獨(dú)公開了。例如，當(dāng)公開 了范圍"1至5"時(shí)，所描述的范圍應(yīng)被解釋為包括范圍"1至4"、"1至3"、"1至2"、"1至2和4至 5"、"1至3和5"等。當(dāng)數(shù)值范圍在本文中被描述時(shí)，除非另外說(shuō)明，否則該范圍意圖包括其端 值和在該范圍內(nèi)的所有整數(shù)和分?jǐn)?shù)。
[0027] 單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)討論對(duì)象，除非上下文中另外清楚地指明。"任選的"或者"任意 一種"是指其后描述的事項(xiàng)或事件可以發(fā)生或不發(fā)生，而且該描述包括事件發(fā)生的情形和 事件不發(fā)生的情形。
[0028] 說(shuō)明書和權(quán)利要求書中的近似用語(yǔ)用來(lái)修飾數(shù)量，表示本發(fā)明并不限定于該具體 數(shù)量，還包括與該數(shù)量接近的可接受的而不會(huì)導(dǎo)致相關(guān)基本功能的改變的修正的部分。相 應(yīng)的，用"大約"、"約"等修飾一個(gè)數(shù)值，意為本發(fā)明不限于該精確數(shù)值。在某些例子中，近似 用語(yǔ)可能對(duì)應(yīng)于測(cè)量數(shù)值的儀器的精度。在本申請(qǐng)說(shuō)明書和權(quán)利要求書中，范圍限定可以 組合和/或互換，如果沒(méi)有另外說(shuō)明這些范圍包括其間所含有的所有子范圍。
[0029] 此外，本發(fā)明要素或組分前的不定冠詞"一種"和"一個(gè)"對(duì)要素或組分的數(shù)量要求 (即出現(xiàn)次數(shù))無(wú)限制性。因此"一個(gè)"或"一種"應(yīng)被解讀為包括一個(gè)或至少一個(gè)，并且單數(shù) 形式的要素或組分也包括復(fù)數(shù)形式，除非所述數(shù)量明顯旨指單數(shù)形式。
[0030] "聚合物"意指通過(guò)聚合相同或不同類型的單體所制備的聚合化合物。通用術(shù)語(yǔ) "聚合物"包含術(shù)語(yǔ)"均聚物"、"共聚物"、"三元共聚物"與"共聚體"。
[0031] "共聚體"意指通過(guò)聚合至少兩種不同單體制備的聚合物。通用術(shù)語(yǔ)"共聚體"包括 術(shù)語(yǔ)"共聚物"（其一般用以指由兩種不同單體制備的聚合物)與術(shù)語(yǔ)"三元共聚物"（其一般 用以指由三種不同單體制備的聚合物）。其亦包含通過(guò)聚合更多種單體而制造的聚合物。 "共混物"意指兩種或兩種以上聚合物通過(guò)物理的或化學(xué)的方法共同混合而形成的聚合物。
[0032] 本發(fā)明的一個(gè)方面提供水性低溫固化含氟密封件涂層，按重量份計(jì)算，至少包括： 聚四氟乙烯 1補(bǔ) 改性:丙烯酸樹脂 30 氨基樹脂 4M5:
[0033] 活性溶劑 20~60 表面活性劑 8~20 添加劑 0.5~10
[0034] 優(yōu)選地，所述水性低溫固化含氟密封件涂層按重量份計(jì)算，至少包括： 聚四氟乙烯 100 改性丙烯酸樹脂 36~50 氨基樹脂 5~1.0:
[0035] 活性溶劑 22~53 表面活性劑 ~16 添加劑 1~_8:
[0036] 聚四氟乙烯:
[0037] 本申請(qǐng)使用的術(shù)語(yǔ)"聚四氟乙稀"是指包含四氟乙烯單體單元的聚合物。
[0038]本申請(qǐng)使用的術(shù)語(yǔ)"四氟乙烯單體"包括具有化學(xué)式CF2 = CF2的四氟乙烯。
[0039]所述聚四氟乙烯的聚合方法沒(méi)有特別限定，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何 方法來(lái)制備，包括乳液合成法和懸浮聚合等。
[0040] 可以用于本申請(qǐng)的聚四氟乙烯是市售的。
[0041] 聚四氟乙烯是完全對(duì)稱而且無(wú)支鏈的線型高分子，聚四氟乙烯中碳、氟兩種元素 以共價(jià)鍵相結(jié)合，而聚乙烯則是由碳?xì)鋬煞N元素相結(jié)合。聚四氟乙烯中，氟原子取代了聚乙 烯中的氫原子，由于氟原子半徑明顯大于氫原子半徑，使得聚四氟乙烯中未成鍵原子間的 范德華力大于聚乙烯，有較大的排斥力，這就引起碳-碳鏈由聚乙烯的平面、充分伸展的曲 折構(gòu)象漸漸扭轉(zhuǎn)到聚四度乙烯的螺旋現(xiàn)象。該螺旋現(xiàn)象正好包圍在聚四氟乙烯受化學(xué)侵襲 的碳鏈骨架外形成了一個(gè)緊密的完全氟代的保護(hù)層，這是的聚合物主鏈不受外界任何試劑 的侵襲。同時(shí)，碳-氟鍵極牢固，其鍵能達(dá)460.2kJ/mo 1，遠(yuǎn)比碳-氫鍵(41 OkJ/mo 1)和碳-碳鍵 (372kJ/mol)高的多，由于分子的化學(xué)鍵能越高，其分子越穩(wěn)定。當(dāng)氟稀經(jīng)單體均聚或共聚 時(shí)，C-C主碳鏈呈鋸齒形，這是由C的SP 3雜化，四價(jià)空間結(jié)構(gòu)決定的，相鄰氟原子由于斥力而 錯(cuò)開，沿碳鏈作螺旋分布，氟原子密集地包圍且保護(hù)著碳一碳主鏈，使聚合物的價(jià)鍵不易被 光、熱、化學(xué)試劑打開，因而性質(zhì)穩(wěn)定，提供了卓越的耐候性、耐化學(xué)介質(zhì)性、阻燃性、耐腐蝕 性和良好的機(jī)械性能；同時(shí)分子的極化性質(zhì)低，長(zhǎng)鏈聚合物更因原子對(duì)稱分布而具極低的 極化率和表面能，顯示了非粘結(jié)性、抗污染性、低磨擦性和高絕緣性，這些性質(zhì)使得氟樹脂 滿足了許多領(lǐng)域的特殊要求而得到廣泛應(yīng)用，用聚合物制備的氟樹脂涂料亦表現(xiàn)出優(yōu)良的 裝飾性、防腐蝕性、耐候性、耐磨擦性、絕緣隔熱性、耐沾污性。
[0042] 在一種實(shí)施方式中，所述聚四氟乙烯數(shù)均分子量為2 X 104~1 X 107;優(yōu)選地，所述 聚四氟乙烯數(shù)均分子量為1 X 105~9 X 106;優(yōu)選地，所述聚四氟乙烯數(shù)均分子量為為2