[发明专利]制备水分散的聚醚酰亚胺微粉化颗粒的方法及涂覆并进一步成型由其制造的这些颗粒产品的方法

说明书

技术领域

本发明总体来说涉及热塑性涂层和薄膜，且更特别地涉及由微粉化(micronized)热塑性粉末的水性分散体制备涂层和薄膜并且可选地化学交联涂层的方法以及由其生产的制品。

背景技术

热塑性聚合物，如聚醚酰亚胺(PEI)和聚醚砜(PES)通常用作保护层(纤维、玻璃、金属等)以赋予绝缘，保护免受环境条件影响并且也用于制造热塑性复合材料(TC)。目前，使用不同的方法利用这些高性能聚合物用来涂覆材料。可以采用熔融方法，其中，用熔融聚合物涂覆制品并且随后冷却。熔融方法不利地涉及显著的资本投资并且还向制品提供了聚合物熔体的较差润湿性，导致涂覆制品的表面中的空隙。可以使用溶液浸渍方法，其中，通过溶解于有机溶剂中的聚合物润湿制品，接着随后除去溶剂。溶液浸渍方法不利地释放挥发性有机化合物。可以使用粉末浸渍方法，其中，用研磨聚合物粉末静电涂敷制品，并且随后熔融以形成聚合物涂层。研磨的高成本以及研磨过程中杂质的存在是粉末浸渍方法的缺点。对于通过不使用有机溶剂的溶液浸渍来制备热塑性涂层的方法存在未满足的需要。

由于热塑性聚合物优异的机械性能、介电性能和高热性能，热塑性聚合物，如聚醚酰亚胺(PEI)和聚醚砜(PES)通常用作膜以及保护层。这些聚合物也通常在炊具中用作粘结层(tielayer)。有机溶剂类涂覆方法在工业上通常用来形成膜并制备涂层。这种有机溶剂类涂覆方法的缺点是释放挥发性有机化合物，以及聚合物溶液的高粘度。对于使用具有较低的挥发性有机化合物(VOC)排放，以及降低的粘度的水分散性制剂制备膜和涂层的方法存在未满足的需要。

聚醚酰亚胺(PEI)是具有高的耐热性和优异的阻燃性能的热塑性聚合物，但是PEI的耐化学性不如热固性聚合物。因此，对于将增强耐化学性的PEI的交联的微粉化粉末和制品存在未满足的需要。

发明内容

第一实施方式满足了通过溶液浸渍而不使用有机溶剂以制备热塑性涂层的方法的需要。第一实施方式提供了新颖的方法，其包括用具有基本球形形态并且平均粒径小于或等于(≤)45微米的微粉化热塑性粉末的水性分散体润湿纤维，并且随后通过在大于或等于(≥)300℃(℃)下加热至少15分钟形成高性能聚合物涂层。该方法并不涉及挥发性有机化合物并且导致优良的界面粘附性。

第二实施方式满足了对于使用具有较低的挥发性有机化合物(VOC)排放，以及降低的粘度的水分散性制剂以制备膜和涂层的方法的需要。第二实施方式提供了新颖的方法用于制备微粉化热塑性粉末的水性分散体。微粉化热塑性粉末可以具有球形形态以及小于或等于(≤75)微米平均粒径。微粉化热塑性粉末的水性分散体可以包括聚结剂(coalescingagent)。在干燥过程中在小于或等于100℃温度下最终制剂可以形成保护涂层或连续膜。

第三实施方式满足了对于提供增强的耐化学性的PEI的交联的微粉化粉末和制品的需要。第三实施方式提供了化学表面交联微粉化颗粒的新颖的方法以及聚醚酰亚胺(PEI)的制品。表面交联提供了更好的耐化学性而不损害热稳定性并且提供了更好的隔离性能(barrierproperty)。

附图说明

参考以下描述和所附的权利要求书，以及附图，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，其中：

图1示出了通过乳液方法制备的聚醚酰亚胺粉末的扫描电子显微图；

图2示出了用聚醚酰亚胺涂覆的铜线的光学显微图；

图3示出了生产高性能热塑性塑料-涂覆的制品的一种可能的涂覆方法的示意图；

图4示出了制备高性能聚合物的水性分散体的示意性过程图；

图5示出了通过乳液方法制备的聚醚酰亚胺粉末的扫描电子显微图；

图6A示出了溶解于二氯甲烷(5％wt/wt)中的聚醚酰亚胺微粉化粉末；

图6B示出了浸泡在10％(w/v)的处于甲醇中的二胺(PXDA)中1小时并且随后溶解于二氯甲烷(5％wt/wt)中的微粉化聚醚酰亚胺颗粒；

图7示出了微粉化聚醚酰亚胺颗粒在空气中的热重分析；

图8示出了微粉化聚醚酰亚胺颗粒在氮气中热重分析；以及

图9示出了用于制备表面交联的PEI涂覆线/玻璃/纤维的方法的示意性过程图。

应该理解的是，各种实施方式并不限于附图中所示的布置(arrangement)和手段(instrumentality)。

具体实施方式