水性低温固化含氟密封件涂层的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水性低温固化涂层，更具体地，本发明涉及水性低温固化含氟密封件 涂层。
【背景技术】
[0002] 硅橡胶是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，不溶于水和任何溶剂，无毒无味， 化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。硅橡胶具有优异的耐热性、耐寒 性、介电性、耐臭氧和耐大气老化等性能，硅橡胶突出的性能是使用温度宽广，能在_60°C (或更低的温度)至+250Γ(或更高的温度)下长期使用，故广泛应用于领域，例如：油箱盖或 者发动机上的〇型圈等等。但硅橡胶的抗张强度和抗撕裂强度等机械性能较差，且耐油、耐 溶剂性能欠佳，故需要在硅橡胶的表面涂覆一层涂料，提高其耐油、耐磨、耐摩擦的性能。
[0003] 聚四氟乙烯(PTFE)具有润滑、耐磨、不黏、防腐、耐高温等性能，故经常应用于橡胶 涂料领域，但是聚四氟乙烯是具有分子结构的结晶性高聚物，熔点327°C，熔融 粘度380°C时为10nPa，临界表面张力18.5 X l(T3N/m，故不易被液体浸润（即不粘性），聚四 氟乙烯涂料树脂具有与基材的附着力低，与其他涂料组分不易亲和的负面作用。
[0004] 另外PTFE的高熔点，而使其涂料应用被限制在耐400°C高温的基材上，如金属类或 陶瓷类。克服PTFE树脂与基材附着力不高的副作用，需引入耐高温且氟树脂有较好的亲和 力的粘接树脂，在提高整个氟涂层与基材的附着力的过程中又不损害氟树脂本身的非粘附 性、防粘性及其他特性，因此使其应用领域受到了一定限制。
[0005] 针对上述问题，现亟需水性低温固化含氟密封件涂层，来解决低温固化并且在硅 橡胶上具有很好的附着力。
【发明内容】
[0006] 为了解决上述问题，本发明的一个方面提供水性低温固化含氟密封件涂层，按重 量份计算，至少包括：
[0007] 聚四氟乙烯 100 改性丙烯酸树脂 30~60 氨基树脂 4~15
[0008] 活性溶剂 20~60 表面活性剂 8~20 添加剂 0.5~10
[0009] 其中，所述改性丙烯酸树脂为有机氟改性丙烯酸树脂。
[0010] 在一种实施方式中，所述聚四氟乙烯数均分子量为2 X 104~1 X 107且平均粒径为 100~500nm。
[0011] 在一种实施方式中，所述聚四氟乙烯数均分子量为1 x 105~9X 106且平均粒径为 100~500nm。
[0012] 在一种实施方式中，所述有机氟和丙烯酸单体的重量比为(0.05~0.1): 1。
[0013] 在一种实施方式中，所述有机氟的结构式如下：
[0014]
[0015] 其中，RLRhfc和R4分别独自选自氟、氢、烷基中的一种或多种，且和R冲至 少有一个是氟。
[0016] 在一种实施方式中，所述有机氟为四氟乙烯、全氟丙烯、全氟丁二烯中的一种或多 种。
[0017] 在一种实施方式中，所述氨基树脂中伯胺的含量为3~10%。
[0018] 在一种实施方式中，所述氨基树脂中伯胺的含量为4~8%。
[0019] 在一种实施方式中，所述表面活性剂至少是十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钾、十 二烷基硫酸铵、十二烷基聚乙二醇醚硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、月桂醇聚氧乙 烯醚、异构十醇聚氧乙烯醚、十七醇聚氧乙烯醚羧酸盐、二苯基醚、N，N~双脂肪酰基乙二胺 二丙酸钠中一种或几种。
[0020] 本发明的另一方面提供一种水性低温固化含氟密封件涂层的制备方法，所述方法 包括下述步骤：
[0021] 按重量份将改性丙烯酸树脂、氨基树脂和引发剂混合均匀和一定量的溶剂丙二醇 甲醚，在氮气下，加热，分批依次加入粒径为300~500nm的聚四氟乙烯颗粒、粒径为200~ 300nm的聚四氟乙稀颗粒、粒径为100~200nm的聚四氟乙稀颗粒，冷却、干燥、研磨即得。
[0022] 参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
【具体实施方式】
[0023] 参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发 明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通 技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
[0024] 如本文所用术语"由…制备"与"包含"同义。本文中所用的术语"包含"、"包括"、 "具有"、"含有"或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合 物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或 此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0025] 连接词"由…组成"排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此 短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常 规杂质除外。当短语"由…组成"出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时， 其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
[0026] 当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优 选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围 下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开 了范围"1至5"时，所描述的范围应被解释为包括范围"1至4"、"1至3"、"1至2"、"1至2和4至 5"、"1至3和5"等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端 值和在该范围内的所有整数和分数。
[0027] 单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。"任选的"或者"任意 一种"是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和 事件不发生的情形。
[0028] 说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体 数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相 应的，用"大约"、"约"等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似 用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以 组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
[0029] 此外，本发明要素或组分前的不定冠词"一种"和"一个"对要素或组分的数量要求 (即出现次数)无限制性。因此"一个"或"一种"应被解读为包括一个或至少一个，并且单数 形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
[0030] "聚合物"意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语 "聚合物"包含术语"均聚物"、"共聚物"、"三元共聚物"与"共聚体"。
[0031] "共聚体"意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语"共聚体"包括 术语"共聚物"（其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物)与术语"三元共聚物"（其一般 用以指由三种不同单体制备的聚合物）。其亦包含通过聚合更多种单体而制造的聚合物。 "共混物"意指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的聚合物。
[0032] 本发明的一个方面提供水性低温固化含氟密封件涂层，按重量份计算，至少包括： 聚四氟乙烯 1補 改性:丙烯酸树脂 30 氨基树脂 4M5:
[0033] 活性溶剂 20~60 表面活性剂 8~20 添加剂 0.5~10
[0034] 优选地，所述水性低温固化含氟密封件涂层按重量份计算，至少包括： 聚四氟乙烯 100 改性丙烯酸树脂 36~50 氨基树脂 5~1.0:
[0035] 活性溶剂 22~53 表面活性剂 ~16 添加剂 1~_8:
[0036] 聚四氟乙烯:
[0037] 本申请使用的术语"聚四氟乙稀"是指包含四氟乙烯单体单元的聚合物。
[0038]本申请使用的术语"四氟乙烯单体"包括具有化学式CF2 = CF2的四氟乙烯。
[0039]所述聚四氟乙烯的聚合方法没有特别限定，可以采用本领域技术人员已知的任何 方法来制备，包括乳液合成法和悬浮聚合等。
[0040] 可以用于本申请的聚四氟乙烯是市售的。
[0041] 聚四氟乙烯是完全对称而且无支链的线型高分子，聚四氟乙烯中碳、氟两种元素 以共价键相结合，而聚乙烯则是由碳氢两种元素相结合。聚四氟乙烯中，氟原子取代了聚乙 烯中的氢原子，由于氟原子半径明显大于氢原子半径，使得聚四氟乙烯中未成键原子间的 范德华力大于聚乙烯，有较大的排斥力，这就引起碳-碳链由聚乙烯的平面、充分伸展的曲 折构象渐渐扭转到聚四度乙烯的螺旋现象。该螺旋现象正好包围在聚四氟乙烯受化学侵袭 的碳链骨架外形成了一个紧密的完全氟代的保护层，这是的聚合物主链不受外界任何试剂 的侵袭。同时，碳-氟键极牢固，其键能达460.2kJ/mo 1，远比碳-氢键(41 OkJ/mo 1)和碳-碳键 (372kJ/mol)高的多，由于分子的化学键能越高，其分子越稳定。当氟稀经单体均聚或共聚 时，C-C主碳链呈锯齿形，这是由C的SP 3杂化，四价空间结构决定的，相邻氟原子由于斥力而 错开，沿碳链作螺旋分布，氟原子密集地包围且保护着碳一碳主链，使聚合物的价键不易被 光、热、化学试剂打开，因而性质稳定，提供了卓越的耐候性、耐化学介质性、阻燃性、耐腐蚀 性和良好的机械性能；同时分子的极化性质低，长链聚合物更因原子对称分布而具极低的 极化率和表面能，显示了非粘结性、抗污染性、低磨擦性和高绝缘性，这些性质使得氟树脂 满足了许多领域的特殊要求而得到广泛应用，用聚合物制备的氟树脂涂料亦表现出优良的 装饰性、防腐蚀性、耐候性、耐磨擦性、绝缘隔热性、耐沾污性。
[0042] 在一种实施方式中，所述聚四氟乙烯数均分子量为2 X 104~1 X 107;优选地，所述 聚四氟乙烯数均分子量为1 X 105~9 X 106;优选地，所述聚四氟乙烯数均分子量为为2