[發明專利]一種不粘涂料用添加劑

有效

• 申請號: 201710796437.4
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107523153B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 張廣欣;汪星平;孫倍佳;裴金東;王寶雙;余曉斌;楊懷宇
• 申請（專利權）人: 巨化集團技術中心
• 主分類號: C09D127/18
• 分類號: C09D127/18;C09D7/62;C08F292/00;C08F214/26
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 胡根良

本發明公開了一種不粘涂料用添加劑，包含氟烯烴單體單元和多雙鍵納米二氧化硅的具有交聯網絡結構的雜化聚合物膠束B。且B組分雜化聚合物添加到A組分含氟烯烴單體單元的線性聚合物膠束中構成主要成膜物質的不粘涂料用添加劑的氟樹脂組合物分散液，其中還可含有具有線性的C組分氟聚合物膠束，一方面小粒徑填充了不易熔融流動的粒徑較大的A組分樹脂造成的空隙，另一方面雜化聚合物膠束呈三維網狀和貫穿結構，起到籠絡作用。本發明的優點在于：1)解決了成膜過程中的開裂問題，臨界開裂膜厚高于25μm；2)不含PFOA等對環境、人體有害的乳化劑；3)適用于廚衛不粘涂料中，涂層平整密實，具有改善的光澤度和使用耐久性等。

技術領域

本發明涉及一種不粘涂料用添加劑。

背景技術

不粘涂料是一種涂層表面不易被其它黏性物質所黏附或黏著后易被除去的特種涂料。這種涂料由于表面能極低、摩擦系數小、易滑動等特點而呈現好出不粘性。應用于廚衛行業中一般包括有機硅不粘涂料和含氟不粘涂料兩種。有機硅不粘涂料具有底材潤濕性、高硬度、熱硬度和耐溶劑性，并且固化溫度較低的特點，尤其可以制備出絢麗的顏色，但是有機硅涂層含有揮發性溶劑，耐磨性性較差，國內市場上的有機硅不粘鍋一般使用6-12個月不粘性便減小甚多。水性氟涂料具有不含或含少量溶劑、環保、污染小，安全性高的優點，最重要的是持續不粘性能具有壓倒性優勢，用于與食品接觸的多為水性聚四氟乙烯涂料。

聚四氟乙烯樹脂是水性氟不粘涂料中主要成膜物質，在實際應用中，通常希望一次涂覆中盡可能提高厚度，但是厚度過高涂層會出現裂紋，從而導致表面平整度、不粘性、耐腐蝕性等的急劇下降。在不出現裂紋的情況下單層聚四氟乙烯乳液所能達到的最高干膜厚度稱為臨界開裂膜厚(FTCC:film thickness of critical cracking)。臨界膜厚值越大，其不粘性能、光澤、耐介質性等性能更能得到體現，因此提高臨界開裂膜厚有非常重要的意義。

水性氟不粘涂層出現裂紋的原因主要有以下幾個方面。1)應力集中。在烘烤燒結干燥成膜的過程中收縮，聚四氟乙烯樹脂隨溫度變化的松弛作用并不同步，造成表面上產生局部不平衡的收縮，產生了應力集中，集中應力超鍋涂層的拉伸強度時則產生裂紋。2)結晶度高。聚四氟乙烯的結晶度很高，并且熔融后幾乎不流動，則會殘留較多的空隙或孔洞，也會造成表面的不平整和對涂層的不良影響。3)厚度過高。涂層厚度不能無限厚涂的，厚涂可以在一定程度上提高涂層的性能，但厚度過高則自然出現流平性和開裂等問題。

提高聚四氟乙烯成膜時的臨界開裂膜厚的方法有以下幾種：

(1)增強樹脂間的結合力。

采用納米粒子鑲嵌在聚四氟乙烯的粒子上面，在成膜時納米粒子束縛了聚四氟乙烯的分子鏈運動，消除了大顆粒之間的內應力，阻止了PTFE的大面積破壞。畢大武用溶膠-凝膠技術制備納米二氧化硅溶膠，填充聚四氟乙烯空隙，形成的分子間的氫鍵和網絡結構。專利CN102558721B公開了一種以水溶性堿金屬鹽或膠態二氧化硅作為填料添加入氟樹脂中以提高臨界開裂膜厚的方法。但是這種方法均是以氫鍵的范德華力為作用基礎，作用力偏小不牢固，最重要的是納米二氧化硅溶膠中含有大量的羥基會自行纏結作用，難以分散，而PTFE乳液不可以長時間的高剪切分散，造成了分散技術難度的提高，耗時并成本上升。

專利CN102002201B公開了一種納米改性聚四氟乙烯乳液的方法及其在不粘涂料中的應用，是在常溫常壓下將占聚四氟乙烯干重的2.5-15％的甲基三甲氧基硅烷加入到聚四氟乙烯乳液中水解并緩慢反應，在成膜過程中形成納米網狀粒子，對氟樹脂起到支撐、包覆和填充作用，增加了聚四氟乙烯的臨界開裂膜厚，另外也提高了不粘涂層的光澤度。CN201510855284.7公開了以納米二氧化硅分散液、陶瓷微粉、甲基三甲氧基硅烷、硝酸銀、硝酸鋁等組分制備了一種防開裂高韌性的不粘涂料。但甲基三甲氧基硅烷在水解時會產生甲醇有害物，并且不含氟的組分增多或完全無氟的不粘涂層的不粘性是與聚四氟乙烯基不粘涂層是沒有優勢的。

(2)降低結晶度，提高熔融流動性。