用于不粘涂层底漆的含水组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含水组合物，其包含聚酰亚胺或者聚酰胺‑酰亚胺或者聚酰胺‑酰胺酸，以及路易斯碱，极性非质子溶剂和相对于所述的组合物总重量为至少15％的水，特征在于该路易斯碱是氨基硅烷或者硅氮烷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术总体而言涉及用于氟碳树脂基不粘涂层底漆的含水组合物(或中间组合物)。本专利技术还涉及一种制备这样的组合物的方法，引入了这样的组合物的不粘涂层底漆组合物，制备这样的底漆组合物的方法，以及制造物品的方法，该物品包含其上施涂了这样的底漆组合物的金属基底。基于聚四氟乙烯(PTFE)的非粘涂层被广泛用于炊具领域。它们是由至少一种含有全氟树脂和结合树脂的层制成的。这个底漆层然后用一个或多个PTFE层来涂覆，多个层中PTFE的量是渐增的。结合树脂(其使得这种底漆和其他氟化层能够粘附到基底上)通常是聚酰胺-酰亚胺(PAI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)和聚醚醚酮(PEEK)树脂。在其中期望获得浅色底漆的具体情况中，优选PES、PPS或者PEEK树脂。但是，这些树脂不易于使用，因为它们不容易溶解，除非在极性非质子溶剂中，它们的大多数在REACH规定中被列为危险的或者甚至有毒的产品。这些树脂在实践中可以以粉末形式使用。但是，获得小粒度的粉末是困难和昂贵的，这反过来使得难以将这些聚合物研磨到尺寸小于d50＝10μm。结果，这些树脂在底漆层中的分布是不均匀的，并且导致使用过程中的粘附性损失。就此而言，以溶液或者水可稀释粉末提供的PAI树脂更易于使用。但是，它们混入了大量的溶剂。需要使用极性非质子溶剂(N-乙基吡咯烷酮(NEP)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基乙烯脲(DMEU))导致了对环境和健康产生影响，这是意义重大的。当它们以水可稀释粉末来供给时，不再存在与溶剂使用相关的限制，但是这些PAI树脂还表现出不足的热稳定性。实际上，在PTFE烧结步骤(在高于370℃和优选在415℃的温度进行)中，小部分的PAI树脂分解，即便这种现象对于由此获得的涂层的大部分性能没有影响，这也是一个缺点。此外，使用不稳定的胺来使得PAI树脂可用于液相中也导致了当在含水介质中使用时，产生了大量的挥发性有机化合物，其导致由此获得的涂层的不可接受的黄变。另一方面，聚酰胺酸接枝的二氧化硅的制备是现有技术已知的(PengLiu，IranianPolymerJournal14，(11)2005，968-972)。虽然这些接枝的二氧化硅表现出改进的温度依赖的行为，但是一方面起始化合物是现有的二氧化硅，另一方面二氧化硅全部的改性是在溶剂介质中进行的。在溶剂介质中使用这些二氧化硅(参见结论)意味着其没有解决环境限制的问题。CorningGlassWorks的专利文献EP0386379和FR2625450都以类似方式描述了PAI和氨基硅烷的混合物。在所述的过程中，将氨基硅烷与已经处于水溶液中的PAI前体混合；换言之，PAI前体中已经引入了用于成盐的胺以及(考虑到实施例所述的PAI的选择)溶剂，该溶剂是制备液体混合物所必需的。因此这些专利文献既没有消除可能导致黄变的挥发性胺的存在，也没有消除潜在有毒的极性非质子溶剂的存在。为了解决这些缺点，本申请人开发了一种含水组合物，其基于聚酰亚胺或者聚酰胺-酰亚胺或者聚酰胺-酰胺酸，并且含有氨基硅烷或硅氮烷。使用氨基硅烷或硅氮烷能够获得处于含水乳液中的聚酰胺-酰胺酸聚合电解质，无需使用高亲核性化合物例如胺，这类化合物将氧化并将导致形成严重黄变的涂层。除了减少黄变之外，由此获得的涂层的其他性能也得以显著改进。这也可以通过依靠硅醇“固化在”PAI树脂上而产生杂合体。这是可能的，因为氨基硅烷在某种意义上预分散到PAI链上。此外，这也使得可以通过在配料中产生二氧化硅纳米域而改进由此获得的涂层的耐磨性，该纳米域通过彼此缩合的硅醇来获得。这也使得可以获得纳米填充的聚合物膜的明显增强的热稳定性。热稳定性可以例如通过观察至少20℃的玻璃化转变温度偏移和在40℃氮气下标准中间产物和本专利技术的中间产物之间最小的热降解曲线的偏移来测量。这种纳米填充的PAI膜表现出与金属基底的良好附着性，其更是由于与金属基底键合的一部分硅醇而进一步明显改进。聚合物例如PAI(聚酰胺-酰胺酸的情况中更是如此)包含了许多反应性端基，特别是例如羧基和酰胺基的端基，其能够与氨基硅烷或者硅氮烷的含氮反应性基团反应。溶解在极性非质子溶剂(NEP、NMP、DMEU、二甲基亚砜(DMSO)等)或者处于水中的湿粉末形式的PAI是在水中，通过与氨基硅烷或硅氮烷反应来乳化的。在这个方法过程中，氨基硅烷或者硅氮烷基团分别经由它们的NH2和NH端基将自身接枝到PAI链上。还可以是一部分的氨基硅烷通过它们的烷氧基(甲氧基或者乙氧基或者硅醇)基团将自身直接接枝到聚酰胺-酰胺酸上。当水溶液被制成并且由于仍然游离的羧基的存在而具有给定的介质局部酸度时，观察到烷氧基硅烷基团水解成硅醇，因此进一步增强了与水的相容性。如果需要，则该配料包含烷氧基硅烷混合物。在该组合物干燥过程中和在水和醇蒸发后，通过溶胶凝胶类型缩合反应(其产生了在PAI有机基质中的二氧化硅纳米填料的阵列)和通过酰亚胺基团的环化获得了整体的交联。这使得可以获得有机-无机杂合结构，并且在PAI基质中形成极好分散的纳米二氧化硅阵列。本专利技术的目标因此更具体是一种含水组合物(或中间组合物)，其包含聚酰亚胺或者聚酰胺-酰亚胺或者聚酰胺-酰胺酸以及路易斯碱，极性非质子溶剂，和相比于所述组合物的总重量为至少15％的水，特征在于路易斯碱是氨基硅烷或硅氮烷。有利地，氨基硅烷或者硅氮烷在所述组合物中的存在浓度是0.1-10重量％，相比于所述组合物的总重量。有利地，该氨基硅烷是3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)。有利地，该硅氮烷是六甲基二硅氮烷。有利地，该极性非质子溶剂的存在浓度是1-70重量％，相比于所述组合物的总重量。有利地，该极性非质子溶剂是N-乙基吗啉、N-乙基吡咯烷酮或者二甲基亚砜。本专利技术的另一目标是一种不粘涂层底漆组合物，其包含上面所定义的本专利技术的含水组合物和氟碳树脂分散体。该氟碳树脂可以选自聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯和全氟(丙基乙烯基醚)的共聚物(PFA)、四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物(FEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、MVA(TFE/PMVE共聚物)、三元共聚物TFE/PMVE/FAVE、ETFE及其混合物。优选使用聚四氟乙烯(PTFE)、或者聚四氟乙烯(PTFE)和四氟乙烯与全氟(丙基乙烯基醚)的共聚物(PFA)的混合物(PTFE/PFA)、或者聚四氟乙烯(PTFE)和六氟丙烯与四氟乙烯的共聚物(FEP)的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含水组合物，其包含：‑聚酰亚胺或者聚酰胺‑酰亚胺或者聚酰胺‑酰胺酸，‑路易斯碱，‑极性非质子溶剂，和‑相对于所述组合物总重量为至少15％的水，特征在于该路易斯碱是氨基硅烷或者硅氮烷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.20 FR 13633551.一种含水组合物，其包含：
-聚酰亚胺或者聚酰胺-酰亚胺或者聚酰胺-酰胺酸，
-路易斯碱，
-极性非质子溶剂，和
-相对于所述组合物总重量为至少15％的水，
特征在于该路易斯碱是氨基硅烷或者硅氮烷。
2.根据权利要求1的组合物，其中该氨基硅烷或硅氮烷在所述组合物中
的存在浓度是0.1-10重量％，相对于所述组合物的总重量。
3.根据权利要求1和2任一项的组合物，其中该氨基硅烷是3-氨基丙基三
乙氧基硅烷(APTES)。
4.根据权利要求1和2任一项的组合物，其中该硅氮烷是六甲基二硅氮
烷。
5.根据前述任一项权利要求的组合物，其中该极性非质子溶剂的存在浓
度是1-70重量％，相对于该组合物的总重量。
6.根据前述权利要求任一项的组合物，其中该极性非质子溶剂是N-乙
基吗啉。
7.一种不粘涂层底漆组合物，其包含前述权利要求任一项所定义的含水
组合物和氟碳树脂分散体。
8.根据权利要求7的组合物，其中该氟碳树脂选自聚四氟乙烯(PTFE)、
四氟乙烯和全氟(丙基乙烯基醚)的共聚物(PFA)、四氟乙烯和六氟丙烯的共聚
物(FEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、MVA(TFE/PMVE共聚物)、三元共聚物
TFE/PMVE/FAVE、ETFE及其混合物。...

【专利技术属性】
技术研发人员：芭芭拉·冈缇兰，让路克·佩里莱恩，
申请(专利权)人：SEB公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR