水性分散体的制造方法、水性分散体、氟树脂涂料组合物及涂布物品技术

本发明专利技术涉及水性分散体的制造方法、水性分散体、氟树脂涂料组合物以及涂布物品，提供了分散有９８％累积粒径为１μｍ～１０μｍ且平均粒径为０．３μｍ～５μｍ的微小粒径的氟树脂颗粒的水性分散体的制造方法，该制造方法包括下述工序（１）和工序（２），在工序（１）中，在气体气氛下将氟树脂颗粒粉碎；在工序（２）中，使经上述工序（１）粉碎的氟树脂颗粒分散在水性介质中，并在５０ｋｇ／ｃｍ↑［２］～１００００ｋｇ／ｃｍ↑［２］的压力下使其通过宽５０μｍ～５００μｍ的通道，由此将氟树脂颗粒进一步粉碎。本发明专利技术还提供了氟树脂涂料组合物，其包含９８％累积粒径为１μｍ～１０μｍ且平均粒径为０．３μｍ～５μｍ的能够熔融加工的氟树脂颗粒、水、表面活性剂以及二醇系溶剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水性分散体的制造方法、水性分散体、氟树脂涂料组合 物以及涂布物品。
技术介绍
氟树脂具有耐热性、耐化学药品性，同时具有表面能量低于其他高 分子化合物、物质一般难以附着的性质。目前利用氟树脂的该性质将含 有氟树脂的涂料应用于需要不粘性的各种领域中。作为将氟树脂用作涂料用树脂时的使用方法的一个实例，可以举出 使氟树脂颗粒分散在水性介质中以制成水性涂料来使用的方法。这样的氟类涂料目前被用于各种用途，根据用途的不同，有时要求进行lpm 10pm的薄膜涂布。但是，对于上述那样的水分散系涂料来说，使涂膜的 膜厚为树脂颗粒的粒径以下是困难的，因此需要减小氟树脂颗粒的粒径， 并优选98%累积粒径(从由粒径换算得到的体积的最小点开始累计，累计 值为98%的点的粒径)为10拜以下、平均粒径为5拜以下的氟树脂颗粒。通过乳液聚合得到的氟树脂颗粒虽然很小，但在聚合时需要使用全 氟辛酸铵盐等氟系表面活性剂，因此氟系表面活性剂残留在所得到的水 性分散体中，在环境方面未必是优选的。此外，在由乳液聚合得到的氟 树脂颗粒分散液中，氟树脂颗粒的平均粒径小于0.3pm，因而涂膜易产生 裂纹，并且难以进行浓度浓縮，故当将其直接用作涂料时，存在涂布效 率较差的问题。另一方面，对由悬浮聚合得到的氟树脂颗粒进行粉碎时， 在通常的粉碎中，使98。/。累积粒径为30^im左右、平均粒径为15pm左右 为粉碎的极限程度。作为得到氟树脂的水性分散体的方法，有文献记载了使用通过在高压下使预乳化混合液与狭窄的流路内的平面部发生碰撞或使该混合液相 互碰撞来使所述混合液乳化的装置的方法(例如参见专利文献1)。但是， 该方法是使溶解于溶剂中的氟树脂与水进行分散乳化的方法，并未通过 对氟树脂颗粒进行微粒化来使其分散。此外，作为得到氟树脂的水性分散体的方法，有文献记载了通过在 高压下使氟树脂颗粒通过狭窄的喷嘴来进行分散以及利用使用介质的砂 磨机来进行分散的方法(例如参见专利文献2)。但是，在该方法中，若欲 对粒径较大的氟树脂颗粒进行分散，则存在喷嘴会发生堵塞的问题。此外，氟树脂目前还被用作用于办公自动化(OA)机器(例如，复印机、 打印机等)的耐热辊、带或膜表面的覆膜，但其存在由于磨损使得不粘性 降低的问题。于是，为了使不粘性的耐久性提高，人们尝试着将以氟树脂粉体为基剂(base)的水性涂料组合物被覆在耐热性树脂或橡胶上(例如，参见专利 文献3)，但是其存在氟树脂表层覆膜过厚、缺乏基材跟随性、由于基材 热膨胀等会导致出现裂纹等覆膜缺陷的问题。此外，从薄膜化方面考虑，人们尝试着将由利用乳液聚合而聚合得 到的氟树脂分散液所制备的涂料组合物被覆在基材上(例如，参见专利文 献4)，但是由于乳化剂(PFOA)规格的问题且由于其膜较薄、分子量低，因而存在不能得到具有驱动耐久性的覆膜的问题。专利文献1日本特开平05-112653号公报专利文献2日本特开平08-179543号公报专利文献3日本特开2001-54761号公报专利文献4日本特开2003-47911号公报
技术实现思路
鉴于上述现状，本专利技术的目的在于，提供分散有具有微小粒径的氟 树脂颗粒的水性分散体的制造方法。此外，鉴于上述现状，本专利技术的目的还在于，提供一种氟树脂涂料 组合物，所述氟树脂涂料组合物可以以薄膜且平滑的方式形成耐磨损性、不粘合的耐久性优异的氟树脂被覆层。此外，本专利技术的目的还在于，提供一种以薄膜且平滑的方式具有耐 磨损性、不粘合的耐久性优异的氟树脂被覆层的涂布物品。本专利技术提供一种水性分散体的制造方法，其为分散有98%累积粒径为lpm l(Vm且平均粒径为0.3^im 5pm的氟树脂颗粒的水性分散体的 制造方法，该制造方法的特征在于，其包括下述工序(1)和工序(2)，在工 序(1)中，在气体气氛下将氟树脂颗粒粉碎；在工序(2)中，使经上述工序 (l)粉碎的氟树脂颗粒分散在水性介质中，并在50kg/cm2 10000kg/cm2 的压力下使其通过宽50|am 500|im的通道，由此将氟树脂颗粒进一步粉 碎。此外，本专利技术还提供一种水性分散体，其特征在于，所述水性分散 体是将98%累积粒径为lpm l(Vm、平均粒径为0.3pm 5|im的氟树脂 颗粒分散而成的。此外，本专利技术还提供一种氟树脂涂料组合物，其特征在于，所述氟 树脂涂料组合物包含98%累积粒径为lpm l(Vm且平均粒径为0.3pm 5pm的能够熔融加工的氟树脂颗粒、水、表面活性剂以及二醇系溶剂。此外，本专利技术还提供一种涂布物品，其特征在于，该涂布物品具有 由上述氟树脂涂料组合物形成的被覆层。下面详细说明本专利技术。根据本专利技术的制造方法，能够由98%累积粒径为100^im 2000(im且 平均粒径为25^im 100(Him的氟树脂颗粒得到分散有98%累积粒径为 lpm 10^im且平均粒径为0.3(im 5^im的氟树脂颗粒的水性分散体。以 往并不能以98%累积粒径为100|am 2000|am且平均粒径为25(im 1000nm的氟树脂颗粒为起始原料来得到分散有98%累积粒径为lpm 10(im且平均粒径为0.3pm 5^im的氟树脂颗粒的水性分散体，这样的分 散有粒径小的氟树脂颗粒的水性分散体几乎不为人们所知。在本专利技术的制造方法中，可以通过采用下述粉碎手段来得到分散有 98%累积粒径为lpm 10^im且平均粒径为0.3|im 5|am的氟树脂颗粒的 水性分散体，所述粉碎手段为在高压下通过狭窄的通道、进而在实施前处理后通过狭窄的通道、以干式粉碎为前处理、将这些进行组合的手 段。若将由本专利技术的制造方法得到的水性分散体用于涂料用途，则能够制备涂布效率优异的高浓度涂料，还能够得到10|am以下的薄膜，并且所 得到的涂膜具有优异的裂纹性和加工性。此外，本专利技术的氟树脂涂料组合物包含98%累积粒径为lpm l(^m 且平均粒径为0.3, 5pm的能够熔融加工的氟树脂颗粒，因此与由利用 现有的粉碎方法粉碎得到的氟树脂或者利用乳液聚合得到的分散液制作 出的涂料组合物相比较，本专利技术的氟树脂涂料组合物能够得到耐磨损性、 不粘合的耐久性优异的涂膜，并且该涂膜为平滑的薄膜。此外，本专利技术的涂布物品的特征在于，其具有由分散有98%累积粒 径为lpm 10nm且平均粒径为0.3^im 5(im的能够熔融加工的氟树脂颗 粒的涂料组合物形成的被覆层，因此与具有由通过利用现有的粉碎方法 粉碎得到的氟树脂或者利用乳液聚合得到的分散液制作出的涂料组合物 所形成的涂膜相比较，本专利技术的涂布物品的氟树脂被覆层为平滑的薄膜， 并且具有优异的耐磨损性、不粘合的耐久性。本专利技术的制造方法中，进行在气体气氛下粉碎氟树脂颗粒(以下称为 干式粉碎)的工序(l)。完成聚合的水性分散体和湿式粉碎后的水性分散体 即使在高压下通过狭窄的通道也不能高效地进行粉碎。发生该问题的原 因尚不明确，推测其原因可能是氟树脂颗粒较柔软且易纤维化，因此 认为其难以像无机系的颗粒那样被粉碎；以及，氟树脂的水性分散体如 果产生泡沫则难以消泡，若在聚合时和湿式粉碎时产生泡沫，则该泡沫 通过狭窄的通道时会吸收所施加的能量并阻碍粉碎。本专利技术的制造方法 通过采用干式粉碎作为前处理来解决所述问题，使得在高压下通过狭窄 通道的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性分散体的制造方法，其为分散有９８％累积粒径为１μｍ～１０μｍ且平均粒径为０．３μｍ～５μｍ的氟树脂颗粒的水性分散体的制造方法，该制造方法的特征在于，其包括下述工序（１）和工序（２），在工序（１）中，在气体气氛下将氟树脂颗粒粉碎；在工序（２）中，使经上述工序（１）粉碎得到的氟树脂颗粒分散在水性介质中，并在５０ｋｇ／ｃｍ↑［２］～１００００ｋｇ／ｃｍ↑［２］的压力下使其通过宽５０μｍ～５００μｍ的通道，由此将氟树脂颗粒进一步粉碎。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：米井康史，寺坂清太郎，浅井学，不破恒彦，鸟居宽，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]