[發明專利]氟樹脂?金屬氧化物混合分散液及其制備方法

在審

• 申請號: 201710300175.8
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN107353545A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 塚本勝朗;中村雄三;細井雄飛;水上富士夫;黑田武利;寺尾雅樹
• 申請（專利權）人: 日本泰克斯株式會社
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18;C08K3/22;C08J3/05;C09D127/18
• 代理公司: 深圳市萬商天勤知識產權事務所(普通合伙)44279
• 代理人: 潘笑玲

技術領域

本發明涉及金屬、炭、塑料、玻璃、陶瓷、木材等各種材料和由這些材料組成的制品的表面涂覆用涂覆液，所述材料形成的纖維和粉體的浸漬液及其制備方法。

背景技術

與聚乙烯和聚丙烯等常規塑料和有機高分子相比，氟樹脂具有優異的耐熱性、耐寒性，對包括酸堿在內的各種化學藥品有良好耐性——即耐化性和耐腐蝕性，具有不燃性和良好的電絕緣性，介電損耗小，且非黏著性、非潤濕性、疏水疏油，摩阻低且彈性適度，因而被用于型材、容器、電線、溫度計、各種傳感器、墊圈、密封件和平底鍋等各種材料和制品的表面涂覆。

上述涂覆一般通過內襯氟樹脂膜、涂覆氟樹脂微粒分散液或浸漬等方式進行，市面上現有多種氟樹脂膜和分散液，而新制品的開發也正在進行（專利文獻1）。

然而，與其他的有機高分子相比，氟樹脂雖然具有不燃性和優異的耐熱性，但由于其質地較軟，導致成形時的尺寸不穩定，因此難以進行用于實現多功能和高性能的涂覆和修飾等表面處理。

此外，由于氟樹脂是極優秀的絕緣材料而極易帶電，在靜電序列中處于最易帶負電物質的位置，而帶電也會導致可燃氣體和溶劑起火爆炸和氟樹脂制品自身的電擊穿，所以對氟樹脂的防帶電和除靜電處理是十分重要的。

上述處理一般通過使氟樹脂及其制品接地或在氟樹脂中混入導電性物質來實現，但在很多情況下這種方式不易實施。

比如，為了實現多功能和高性能而需頻繁進行表面涂覆和修飾等操作或工藝，但氟樹脂極易發生高強度帶電而疏離涂覆液，因此涂覆無法實現的情況時有發生。

在涂覆無法實現時，即使進行接地其操作性也不佳，而混入炭黑（CB）、碳纖維（CF）、碳納米管（CNT）和金屬微粉等現有的導電性物質時，會出現由其混入帶來的表面不適于后續涂覆和修飾的情況。

同時，氟樹脂的非潤濕性和非黏著性雖然賦予了其不易污染的巨大優勢，但對于表面涂覆和修飾而言，由于涂覆液變得難以涂抹而產生了巨大的麻煩。

對于由有機高分子組成的塑料來說，為了提高其加工性能、耐候性、耐久性、剛性、耐沖擊性、滑動性能、耐摩耗性、難燃性、耐熱性、隔音性能、隔氣性等，或在進行防帶電處理和對摩擦性等表面性能進行改善時通常會混入添加劑（填充劑）。

填充劑種類多樣，可以為金屬氧化物或金屬，具體有滑石、云母、氧化硅（二氧化硅）、二氧化鈦、三氧化二鋁、氧化鎂、石墨、硫化鉬、碳酸鈣、鐵粉等的微粒和纖維等，可根據目的和具體處理的不同對其選擇使用（非專利文獻1-3）。

比如，用于強化力學和熱力學性能的目的時，選用滑石、二氧化硅、碳酸鈣、三氧化二鋁、蒙脫石或合成云母等，用于抑制電磁波和靜電時，選用CB、CNT或金屬粉末等，用于抑制諧波時，選用二氧化硅和氮化硼等，用于放熱處理時，選用氮化鋁、氮化硼和三氧化二鋁等，用于難燃化處理時，選用氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化銻、水滑石和二氧化硅等，用于屏蔽氣體時，選用蒙脫石和合成云母等，用于防結塊時，選用二氧化硅、滑石和碳酸鈣等，用于殺菌和抗菌目的時，選用載銀沸石和含銀二氧化硅等，在用于上述目的時，這些物質作為填充劑使用（非專利文獻2）。

用于氟樹脂的常見無機充填劑有玻璃纖維、碳纖維、石墨、炭、CNT、二硫化鉬、二氧化硅等，添加這些物質的主要目的是改善和提高耐摩耗性、耐壓縮性能、耐冷流性能、滑動性能、導電性能等。

而添加它們的目的并不是通過調整和改善潤濕性、黏著性和帶電性能來實現氟樹脂的多功能和高性能等表面改質，所以這些物質難以滿足表面改質的需求。

一般而言，氟樹脂粉體、薄膜和涂膜等固體成形體都是通過從其微粒的水性分散液中將水分蒸發之后干燥而得。在這種操作工藝中，較為理想的是將填充劑成分事先添加或混合于氟樹脂微粒的水性分散液（乳液）中而形成氟樹脂微粒與填充劑成分（添加劑）均勻混合的分散液。

然而，只有極為有限種類的添加劑能滿足添加或混合于氟樹脂微粒的水性分散液后，形成均勻混合的分散液這一要求。

專利文獻2-4公開了一種無機微粒的溶膠液，是一種能與氟樹脂乳液混合后均勻分散的添加劑，具體為二氧化硅、氧化鈦、沸石、氧化鋁（三氧化二鋁）、氧化鋅、五氧化二銻、碳化硅、氮化硅、氮化鋁、氧化鉛、氧化錫、氧化鎂等，并認為多種添加劑均適于與氟樹脂乳液均勻混合的分散液的制備。

然而，在所述專利文獻中的實施例中，在制備均勻混合的分散液時，完全限定在了二氧化硅上，未記述關于二氧化硅之外的所述無機微粒的溶膠液的實施例，也沒有有關用于混合的無機微粒溶膠的性質、組成和結構等方面的敘述，僅記述了無機微粒溶膠的物質名稱。