[发明专利]低烘烤温度的含氟聚合物涂层

说明书

本发明提供一种具有相对低的烘烤温度的低摩擦系数含氟聚合物单涂涂层。该含氟聚合物涂层包含耐高温聚合物粘合剂、具有通过ASTM D 4591的方法获得的低于255℃的熔点的低熔点四氟乙烯/六氟丙烯共聚物、和具有至少约50J/g的结晶热的低分子量聚四氟乙烯。

技术领域

本发明涉及具有低摩擦系数的低烘烤温度的含氟聚合物涂层。

背景技术

已知全氟聚合物树脂具有低表面能和所得低摩擦系数和不粘性，以及耐热性和耐化学性。聚四氟乙烯(PTFE)具有全氟聚合物的最低摩擦系数，因此作为不粘表面具有广泛的用途。然而，PTFE由于其非常高的分子量而加工困难并且成本昂贵，因此不具有熔体可流动性和可制造性，并且具有比其他全氟聚合物更高的熔点(约326℃)。氟化乙烯丙烯(FEP，四氟乙烯/六氟丙烯共聚物)有利地是熔体可流动的并且熔体可制造并且具有较低的熔点(约260℃)，这提供了更多的制造灵活性。然而，FEP具有比PTFE相对更高的摩擦系数，因此具有FEP表面的制品不能提供与表面涂覆有PTFE的制品相当低的摩擦系数和不粘性能。

由于它们的不粘性，还难以将全氟聚合物粘附到商业基底上，使得全氟聚合物涂层在使用时不会与基底分离或分层。存在多种“底漆”或“粘合剂”聚合物，其对基底具有良好的粘合性以及对全氟聚合物的良好粘合性，并且通常将这种聚合物的底漆层沉积在基底上，然后将全氟聚合物层沉积并附着于底漆层。组合层状涂层在本领域中称为“双涂”涂层，通过底漆聚合物很好地粘附到基底上并且还将一个聚合物层很好地粘附到另一个上。当不优选存在底漆层时，可使用“单涂”涂层。单涂涂层包括单一组合物涂层，该组合物是全氟聚合物和这种粘合剂聚合物的紧密物理混合物。基于对基底以及所需的最终涂层效用和性能的考虑来确定具体材料及其相对量。

全氟聚合物涂层的使用的进一步复杂化是某些聚合物和金属基底具有相对低的可接受温度暴露极限。在这种基底将受益于全氟聚合物涂层的应用中，基底的可接受的温度暴露的下限复杂化并因此增加了通过热处理用全氟聚合物涂层涂覆这种基底或其制品的成本或使其不可能。在全氟聚合物的熔点高于或接近基底可接受的温度暴露极限的情况下，通过这种熔融的全氟聚合物涂覆基底，或者用全氟聚合物颗粒涂覆基底(例如，通过溶液涂覆或粉末涂覆技术)随后在全氟聚合物的熔融温度处或高于该温度下烘烤全氟聚合物涂层可能不可逆地损坏基底。此处，“烘烤”和“烘烤温度”是指在导致全氟聚合物颗粒在熔融、熔体流动和熔融的全氟聚合物混合时聚结成均匀且连续的涂层的温度下处理涂层。

例如，镍钛合金(镍钛诺)是镍和钛的简单二元混合物，含有约50原子％(约55重量％的镍)。如果暴露温度低于退火温度或老化温度，则镍钛诺对永久温度引起的冶金变化是稳定的。对于许多镍钛诺合金，老化温度范围为200℃至500℃。由于镍钛诺的老化温度可能低于全氟聚合物的熔点，因此无法使用常规的熔融加工方法(例如，熔融挤出、粉末涂布，然后在全氟聚合物熔点附近或以上进行烘烤)，因此对于用全氟聚合物的连续低摩擦系数涂层涂覆镍钛诺表面是一项挑战。对于熔点接近或低于全氟聚合物熔点的类似涂料聚合物存在类似的挑战。

制备用于医疗领域的制品所面临的具体问题是将全氟聚合物涂覆到镍钛诺线材等上以改善线材(例如，诸如心导管导线的医疗线材)的表面摩擦特性，或者使用含颜料的全氟聚合物作为医用线材的表面层，使得医疗护理专业人员能够仅使用线材的颜色或图案化的外部设计来识别和区分彼此的医用线材。全氟聚合物涂层通常仅在全氟聚合物熔点处的温度或高于全氟聚合物熔点的温度下烘烤后才表现出优异的低表面摩擦性能。因此，在其制造方法中，这种涂覆有全氟聚合物的医用导线通常经过烘烤处理一段时间，其中烘烤温度等于或高于全氟聚合物的熔点。然而，这种方法的问题在于，当烘烤全氟聚合物涂覆的医用导线时，镍钛诺线材的物理性质(例如，弹性模量)受到负面影响。此外，当这种全氟聚合物涂覆的医用导线被烘烤时，如果全氟聚合物另外含有有色颜料，则不希望颜料的颜色褪色或不合需要地改变颜色，从而不能生产出所需的具有有色外护套的医用导线。

对于具有低烘烤温度的低摩擦系数含氟聚合物单涂涂层仍然存在商业需求，允许对具有相对低的可接受温度暴露极限的某些聚合物和金属基底进行均匀和连续涂覆。