[发明专利]非原纤化的氟聚合物的可喷雾粉末

说明书

发明领域

本发明涉及非原纤化氟聚合物，更具体地涉及它的可喷雾的粉末。

发明背景

具有如良好的耐化学品性、优异的防粘性、良好的耐热性和电绝缘性等性能的氟聚合物树脂在许多应用中是希望的。已经发现可熔融流动的氟聚合物粉末可用于涂布烹饪器具如煎锅、炖锅、大米蒸锅、烤架和烤盘以及许多工业应用如用于复印机和打印机的熔凝辊或带及化学处理反应器。施涂粉末涂料来代替液体涂料的优点之一是不存在涉及环境问题和需要昂贵的补救措施的挥发性有机溶剂。

加拿大专利1,248,292(Buckmaster等)公开了用于制备干燥粉末的普通方法，其中氟聚合物的水性聚合分散体在搅拌的同时用凝胶剂进行化学处理，然后用水不混溶性的有机液体(通常卤代烃)处理。该处理使平均粒度一般为0.1-0.5微米的初级氟聚合物颗粒在长时间的搅拌过程中凝结(附聚)成平均粒度为200-3000微米的颗粒。该方法一般称为“溶剂辅助的凝结”。为使颗粒基本上不易碎，它们一般在接近氟聚合物的熔点的温度下被热硬化。

虽然所得颗粒对在如旋转流延或旋转衬层这类方法中的使用是有价值的，但它们很少用于涂料应用。该颗粒太大因而不能制备均匀涂料。为了使用，颗粒被粉碎成更小的粒度，这增加了成本并趋向于使热硬化的颗粒形成原纤维，从而引起用于施涂涂料的喷雾设备的堵塞。非热硬化的颗粒的粉碎产生了过度微细的粉末(颗粒低于1微米)，它们具有低劣的后处理和涂敷特性。

生产氟聚合物粉末的另一方法公开在U.S.专利3,953,412(Saito)中。该参考文献公开了四氟乙烯聚合物的水性分散体在四氟乙烯聚合物熔点以上的温度雾化成气体，从而使分散的固体凝聚和熔结，产生了平均粒度为100微米或100微米以下的熔结微粉末。Saito发明的熔结球形颗粒被描述为可用作润滑剂以及可用于模塑应用。这些近乎球形的颗粒适合于通过旋转模塑或流延来处理。但因为这些颗粒已经被熔结(即在接近聚合物熔点的温度下被热硬化)，因此难以进一步通过例如研磨改变粒度来产生用于某些喷雾应用的颗粒，因为颗粒是基本上不易碎的。

人们已经做了尝试来生产具有多种组分的共混氟聚合物粉末涂料，如在U.S.专利5,093,403(Rau等)中论述的与聚合物粘结剂共混的氟聚合物。在’403专利中，配方组分的颗粒尺寸由研磨或粉碎能力来决定并限制由共混物制造的涂料的组分均匀性。这种共混物在所使用的粉末的装运、处理和回收中也显示出分离现象。当使用粉末混合物进行静电喷雾时，混合物的各组分趋向于分离。当粉末被喷雾在基材上时，分离能够产生可变的粉末涂料组成。另一引人关注的问题是在静电喷涂时附带有飘逸的喷雾粉末(它不粘合到目标基材上)，称为“飞漆”。在飞漆中的分离妨碍了直接再循环至喷雾操作中。

对非原纤化氟聚合物的可喷雾粉末的均匀组合物仍然存在着需求，在没有使用卤代烃溶剂的处理步骤和/或不必熔结颗粒的情况下，该聚合物任选与能够生产的其它组分共混。

发明概述

在第一个实施方案中，本发明提供了包含非原纤化氟聚合物和至少一种其它组分的附聚初级粒子的易碎颗粒的可喷雾粉末，该粉末具有至少20g/100cc的堆积密度和5-100微米的平均粒度。可喷雾的粉末优选不含有水不混溶性液体，和更优选不含卤代烃液体。包括在其它组分之中的是无机填料、颜料、耐高温聚合物粘结剂。

在另一个实施方案中，本发明提供了包含第一种非原纤化氟聚合物和至少一种其它非原纤化氟聚合物组分的附聚初级粒子的易碎颗粒的可喷雾粉末。

本发明进一步提供了通过喷雾干燥非原纤化氟聚合物的初级粒子和至少一种其它组分的液体分散体以获得易碎颗粒来制备可喷雾粉末的方法。分散体优选不含有水不混溶性液体和更优选不含卤代烃液体。在优选的实施方案中，本方法包括制备非原纤化氟聚合物和任选至少一种其它组分的可喷雾粉末和致密化由喷雾干燥得到的附聚初级粒子的颗粒。致密化可以通过机械压缩或通过使颗粒与加热气体接触以形成流化床来进行。可以使用粉碎和热处理的任选步骤来获得用于特定应用的所需堆积密度和粒度。

本发明的另一实施方案提供了非原纤化氟聚合物的可喷雾粉末，它包括氟聚合物和至少一种其它组分的附聚初级粒子的易碎颗粒的均匀、不分离的混合物，其中粉末是可熔体加工的。

本发明的目的可以不用熔结粒子或使用卤代烃溶剂来达到。

附图简述

图1是由液体分散体，特别是水性分散体来生产本发明的可喷雾粉末的喷雾干燥系统的示意图。

图2是应用于喷雾干燥的粉末以产生本发明的可喷雾粉末的致密化系统的示意图。