用于利用糖基乳化剂从水性含氟聚合物分散体减少氟化乳化剂的方法技术

本发明专利技术提供了用于浓缩含氟聚合物分散体的方法。本发明专利技术还提供了浓缩分散体和涂布有此类分散体的基材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于利用糖基乳化剂从水性含氟聚合物分散体减少氟化乳化剂的方法
本公开涉及用于通过利用糖基乳化剂通过利用糖基乳化剂浓缩含氟聚合物分散体来减少其氟化乳化剂的含量来纯化含氟聚合物分散体的方法，并涉及包含糖基乳化剂的浓缩含氟聚合物分散体及其应用并且包括施用它们的方法。
技术介绍
含氟聚合物已被人们久知并已因若干理想的性质诸如耐热性、耐化学性、耐候性、UV稳定性、低摩擦和抗粘着特性等而用于广泛的应用中。通常已知的或商业上使用的含氟聚合物包括聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯(TFE)和六氟丙烯(HFP)的共聚物(此类共聚物也称为FEP聚合物)、四氟乙烯和全氟烷氧基共聚物的共聚物(此类共聚物也称为PFA)、乙烯和四氟乙烯的共聚物(此类共聚物也称为ETFE聚合物)、四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯(VDF)的共聚物(此类共聚物也称为THV)和聚偏二氟乙烯聚合物(PVDF)以及其他。例如已通过使用含氟聚合物涂布或浸渍基材来将含氟聚合物用于改进基材的耐热性和耐化学性，或用于向基材提供抗粘特性或低摩擦特性。如果含氟聚合物作为液体配方(例如作为水性分散体)提供，则可通过液体涂布技术将含氟聚合物施加至基材。含氟聚合物分散体可通过水性乳液聚合法而便利地制得，水性乳液聚合法采用氟化单体、一种或多种自由基反应引发剂和合适的乳化剂。CF3-(CF2)n-COO-(n为6至8的整数)型的氟化链烷酸，特别是全氟辛酸(n＝6)及其盐，在过去数十年中已成为含氟单体的水性乳液聚合法中精选的乳化剂。近来，还采用了其它类型的氟化乳化剂，例如氟化聚醚酸。氟化聚醚酸一般可为比氟化链烷酸更可生物降解的。存在对改善特性和含氟聚合物分散体的处理的持续需求，该含氟聚合物分散体包含少量的更可生物降解的氟化聚醚乳化剂。
技术实现思路
因此，下文提供了一种用于浓缩含氟聚合物分散体的方法，该方法包括提供包含氟化聚醚乳化剂的水性含氟聚合物分散体，以及使该分散体在存在约至少1重量％，优选地约1重量％至约15重量％(基于分散体的含氟聚合物含量计)的糖基乳化剂的情况下经受热处理以诱导相分离为水性含氟聚合物富集分散体和水性含氟聚合物耗尽相。在另一方面，提供了一种浓缩水性含氟聚合物分散体，该浓缩水性含氟聚合物分散体包含i)基于分散体计的至少45重量％的含氟聚合物；ii)至少一种糖基乳化剂，该糖基乳化剂的量基于所述分散体的含氟聚合物含量计为至少约1重量％，优选地至少约1重量％至15重量％；iii)酯官能化聚结剂和/或选自硫酸酯、磺酸酯和膦酸酯的阴离子表面活性剂；其中该分散体包含基于分散体的总重量计0ppm至1000ppm的氟化聚醚乳化剂。在另一方面，提供了一种基材，该基材涂布有浓缩分散体。具体实施方式在详细解释本公开的任何实施例之前，应了解在本申请中本公开不限于在如下描述中提及的细节。本专利技术可具有其他实施例，并且能够以多种方式实践或实施。另外还应理解，本文中所用的用语和术语的目的在于说明，并且不应认为限制性的。“包括”、“含有”、“包含”或“具有”的使用意指非限制性的，并且意指涵盖其后所列举的项目(及其等同形式)以及另外的项目。词语“由……组成”用于意指其后所列举的项目(及其等同形式)，但无任何另外的项目。“一个(种)(a/an)”的使用意指涵盖“一个(种)或多个(种)”。本文所列举的任何数值范围意为缩写，并明确包括该范围的下限值至上限值的所有值。例如，从1％至50％的浓度范围意为缩写，并明确地包括在1％和50％之间所有的值，诸如，例如2％、40％、10％、30％、1.5％、3.9％，等等。含氟聚合物和含氟聚合物分散体根据本公开的含氟聚合物分散体包括含氟聚合物颗粒的水性分散体。得自聚合的含氟聚合物分散体(所谓的原始分散体)通常具有10重量％至30重量％(基于分散体的总重量计)的聚合物含量。分散体的含氟聚合物含量可通过浓缩来增加。浓缩分散体的固体含量通常为大于约40重量％(例如，约45重量％)并至多约70重量％。尽管可使用任何含氟聚合物，优选的聚合物包括含有至少约15摩尔％或至少约30摩尔％或至少约51摩尔％的TFE的那些。典型含氟聚合物包括四氟乙烯(TFE)均聚物或TFE共聚物，其中共聚单体含量为至多约20重量％并优选地至多约1重量％。合适的共聚单体包括完全氟化的、部分氟化的或非氟化的烯烃共聚单体。实例包括但不限于含氟烯烃，诸如偏二氟乙烯(VDF)、六氟丙烯(HFP)、四氟乙烯(TFE)、1,2,3,3,3-五氟丙烯(1-HPFP)、1,1,3,3,3-五氟丙烯(2-HPFP)、三氟氯乙烯(CTFE)、氟乙烯(VF)以及它们的组合。另外，共聚单体包括但不限于含氟乙烯基醚和烯丙基醚，诸如全氟(烷基乙烯基)醚、全氟(烷氧基乙烯基醚)、全氟(聚氧化烷基乙烯基醚)、全氟(烷基烯丙基醚)、全氟(烷氧基烯丙基醚)、全氟(聚氧化烷基烯丙基醚)。在一些实施例中，烷基链含有1至10个碳原子。适合用作共聚单体的全氟(烷基乙烯基)醚(PAVE)或烯丙基醚(PAAE)包括下式所示的那些：CF2＝CF-(CF2)p-O(R′O)n(R"O)mRf其中R′和R"为具有2-6个碳原子的不同的直链或支链全氟亚烷基基团，m和n独立地为0-6，其中n+m之和可为0或至少为1，并且Rf为具有1-6个碳原子的全氟烷基基团并且p表示1或0。在一些实施例中，残基(R’O)n(R”O)mRf中碳原子的数量不大于10或不大于12。全氟(烷基乙烯基)醚的具体实施例包括全氟(甲基乙烯基)醚(PMVE)和全氟(丙烯乙烯基)醚(PPVE)。含氟聚合物也可包含衍生自非氟化或部分氟化共聚单体的单元或重复单元。非氟化共聚单体包括α-烯烃，例如乙烯和丙烯。部分氟化共聚单体包括但不限于乙烯基氟或偏二氟乙烯。也可使用任何如上指定的含氟单体的组合以及如上指定的含氟单体与烃类烯烃的组合。特别可用的是不可熔融加工的含氟聚合物。不可熔融加工的含氟聚合物具有0.1g/10分钟或更小的MFI(372/5)。具有至多1重量％的共聚单体含量的TFE均聚物和TFE共聚物通常为不可熔融加工的。通常，含氟聚合物具有高分子量。具有高分子量的PTFE聚合物也称为PTFE细粉。分子量可根据ASTM-D-4895通过标准比重(SSG)确定。表面活性剂(如果存在的话)在测量SSG之前可通过ASTMD-4441的萃取过程而移除。在一些实施例中，典型含氟聚合物，特别是可熔融加工含氟聚合物可具有约2.150至约2.200的SSG。含氟聚合物分散体可利用例如授予Kuhls等人的EP0030663A2、授予Cavanaugh等人的WO03/059992或授予Zipplies等人的EP1533325A1(这些专利以引用方式并入本文)中所描述的自由基引发剂通过水性乳液聚合反应获得。水性乳液聚合反应通常在氟化乳化剂诸如全氟化链烷酸的存在下进行。优选地，聚合反应在氟化聚醚酸(其可为直链的或支链的)的存在下进行。氟化聚醚酸可以是全氟化或部分氟化的。典型实例包括根据下述通式的氟化聚醚：[Rf-O-L-A]M其中L为完全氟化的(全氟化的)或部分氟化的亚烷基基团，Rf为部分或完全氟化的烷基基团，其中该烷基链插入有至少一个悬链氧(醚)原子。A表示酸残基，例如羧酸酯、磺酸酯、硫酸酯、亚硫酸酯、磷酸酯或本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于浓缩含氟聚合物分散体的方法，所述方法包括提供包含氟化聚醚乳化剂的水性含氟聚合物分散体，以及使所述分散体在存在至少约1重量％，优选地约1重量％至约15重量％(基于所述分散体的所述含氟聚合物含量计)的糖基乳化剂的情况下经受热处理以诱导相分离为水性含氟聚合物富集分散体和水性含氟聚合物耗尽相。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.17 EP 13168169.41.用于浓缩含氟聚合物分散体的方法，所述方法包括提供包含含氟聚合物和氟化聚醚乳化剂的水性含氟聚合物分散体，其中所述氟化聚醚乳化剂具有如下通式：[Rf-O-L-A]M其中L为完全氟化的或部分氟化的亚烷基基团，Rf为部分或完全氟化的烷基基团，其中所述烷基链插入有至少一个醚氧原子，A表示酸残基，并且M表示酸基团A的包括质子的反离子或反离子的组合；以及在基于所述分散体的所述含氟聚合物含量计存在1重量％至15重量％的糖基乳化剂的情况下热处理所述分散体，其中所述热处理诱导相分离为水性含氟聚合物富集分散体和水性含氟聚合物耗尽相，且其中所述糖基乳化剂促进所述氟化聚醚乳化剂在水性含氟聚合物耗尽相中的富集。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述糖基乳化剂包含环状多元醇单元和含有6至26个碳原子的直链或支链无环长链单元。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述糖基乳化剂包含具有六元环的环状多元醇单元。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述糖基乳化剂包含烷基糖苷或烯基糖苷，其中所述糖苷包含至少一个吡喃糖单元和至少一个具有8至16个碳原子的直链或支链无环烷基或烯基链，其中所述链可插入有一个或多于一个醚氧原子以形成醚或多醚残基。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述糖基乳化剂包含不同糖基乳化剂的共混物，所述共混物包含a)第一群体的糖基乳化剂，所述糖基乳化剂包含环状多元醇单元和含有8至10个碳原子的直链或支链无环链；和b)第二群体的糖基乳化剂，所述糖基乳化剂包含环状多元醇单元和具有10至16个碳原子的直链或支链无环链。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一和第二群体的糖基乳化剂选自烷基葡糖苷和烯基葡糖苷。7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述热处理包...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂尔曼·C·兹普利斯，阿尔内·塔勒，埃贡·奥伯迈尔，克劳斯·辛策，迈克尔·C·达达拉斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US