八月瓜首页 > 专利查询 > >正文

用氟化聚合物涂布液晶聚合物

基本信息

  • 申请号 CN00810185.X 
  • 公开号 CN1364181A 
  • 申请日 2000/07/12 
  • 公开日 2002/08/14 
  • 申请人 纳幕尔杜邦公司  
  • 优先权日期  
  • 发明人 M·G·瓦戈纳 S·G·科蒂斯  
  • 主分类号  
  • 申请人地址 美国特拉华州威尔明顿 
  • 分类号  
  • 专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公司 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 刘元金 
  • 有效性 发明公开 
  • 法律状态
  •  

摘要

液晶聚合物部件可以用氟化聚合物涂布。
氟化聚合物涂布后的部件用于化学加工设备和烤箱器皿。
展开

权利要求书


1.一种由向热型液晶聚合物制作并且用一种氟化聚合物涂料涂 布的部件。

2.如权利要求1中所述的部件,其中所述部件是一种烤箱器皿 部件。

3.如权利要求1或2中所述的部件,其中所述氟化聚合物是一 种全氟化聚合物。

4.如权利要求3中所述的方法,其中所述全氟化聚合物是聚四 氟乙烯或四氟乙烯的一种共聚物。
展开

说明书

                   发明领域 液晶聚合物(LCP)制作的烤箱器皿可以用一种氟化聚合物来涂 布以得到一种具有所谓的不粘结表面的LCP烤箱器皿部件。
                   技术背景 向热型(可熔融加工的)液晶聚合物(LCP)因其具有许多良好 的性能而受到关注,包括良好的可熔融加工性能、耐高温性能、良好 的耐化学品性能、以及良好的阻燃性能。
这些性能和其它性能使得这 些聚合物特别适用于烤箱器皿和其它用途,其中某些性能或全部性能 都是重要的。
但是像许多用于烹饪和其它用途的其它材料一样,食物 或其它物品可能会玷污和/或粘在LCP表面上。
对于那些厨师来说众 所周知的是通常用一种食物不粘结在上面的材料如氟化聚合物来涂 布与食物接触的表面,尤其是在烹调和/或加热期间。
因为氟化聚合物与其它材料的粘结不太好,所以通常必须处理基 材的表面以改进氟化聚合物层的粘附,有时通过基材的表面处理和/ 或使用底漆来进行。
对于LCP领域内的技术人员而言,这看上去甚至 更困难,因为LCP相对地是化学稳定的,并且众所周知不能很好地与 其它物质粘结。
但已经发现LCP可以用氟化聚合物涂布来获得足够良 好的粘附以用于烤箱器皿和用于其它用途,即使LCP并非完全被涂布 (密封)和/或涉及大面积的表面,而只涂布在一个或多个表面。
日本专利申请3-95954描述了用氟化聚合物来涂布LCP薄膜载 体。
没有提及是否只涂布一个表面或者在涂布前先对LCP进行表面处 理。
                      发明概述 本发明涉及一种由向热型液晶聚合物制造、且用一种氟化聚合物 涂料涂布的部件。
此部件优选是一种烤箱器皿部件。
                      发明详述 本文使用的某些术语及其定义如下: “氟化聚合物”是一种含有直接结合在碳原子上的氟原子的合成 聚合物。
氟化聚合物优选含有至少约25重量%的氟,更优选至少约40 重量%的氟,且特别优选至少约50重量%的氟。
一类优选的氟化聚合 物是全氟化聚合物。
(向热型)“液晶聚合物”是一种当用美国专利4118372中所述 的“TOT”试验进行测试时,表现出各向异性的聚合物。
优选的LCP 是聚酯和聚(酯-酰胺),且更优选聚酯。
任何向热型LCP均可用于本方法中。
合适的向热型LCP,例如, 描述于美国专利3991013、3991014、4011199、4048148、4075262、 4083829、4118372、4122070、4130545、4153779、4159365、4161470、 4169933、4184996、4189549、4219461、4232143、4232144、4245082、 4256624、4269965、4272625、4370466、4383105、4447592、4522974、 4617369、4664972、4684712、4727129、4727131、4728714、4749769、 4762907、4778927、4816555、4849499、4851496、4851497、4857626、 4864013、4868278、4882410、4923947、4999416、5015721、5015722、 5025082、5086158、5102935、5110896、和5143956,以及欧洲专利 申请356226。
可使用的向热型LCP包括聚酯、聚(酯-酰胺)、聚(酯 -酰亚胺)、和聚甲亚胺。
优选的向热型LCP是聚酯或聚(酯-酰胺), 且特别优选部分或完全芳香化的聚酯或聚(酯-酰胺)。
芳香化是指 芳族基团与任何需要连接在芳族基团上的官能团(如醚、酯和酰胺) 一起形成LCP的主链(骨架),且脂肪族基团可以连接在芳环上,如 衍生自叔丁基对苯二酚的重复单元。
在许多情况下优选使用具有相对较高熔点的LCP,当用差示扫描 量热法在加热速度为10℃/分钟测量时,熔点优选高于约300℃,更 优选高于约325℃,甚至更优选高于约350℃,且甚至更优选高于约 400℃,并且其中在二次加热循环中吸热峰被指认为熔点。
氟化聚合物可以任何方式使用。
例如它可以是加热和加压层压到 LCP表面上的一种薄膜。
优选它是一种微粒材料,可以是一种粉末, 或是一种悬浮在(例如在乳液或分散体中)液体如水中的粉末,它通 过喷涂(在粉末的情况下静电喷涂)、用刮涂刀、或者其它可使用的 方法施涂在要涂布的LCP表面上。
通常通过挥发除去液体载体后(如 果存在),烘烤涂层直至它形成优选粘附在基材上的粘附膜,在此情 况下LCP表面是被处理过的。
对于含有相对较高量氟的氟化聚合物, 烘烤温度通常相对较高,对于大体上的烘烤时间如10-60分钟温度为 大于300℃。
因此在使用这种涂层的时候优选LCP具有相对较高的熔 点,以使要涂布的LCP部件不会改变其形状和/或尺寸。
这种氟化聚合物涂料在本领域内是已知的,例如参见C.P.Izzo, “塑料手册,弹性体和复合物(Handbook of Plastics,Elastomers and Composites)”,第三版,C.A.Harper主编,McGraw Hill出 版,纽约,1996年,第六章,并且有时包含有助于产生光滑、均匀和 粘附的涂层的其它材料。
这些其它材料可以包括一种或多种填料、颜 料、一种或多种其它聚合物、或者其它材料。
氟化聚合物涂料优选含 有至少10重量%的氟化聚合物,更优选至少约25重量%的氟化聚合 物,且特别优选至少约50重量%的氟化聚合物。
这些氟化聚合物涂料 和任何相关的所需材料如底漆都是市售的,如购于纳慕尔杜邦公司, 威明顿,特拉华州,美国。
它们可以是粉末涂料或分散体涂料(分散 于水中和/或一种溶剂中)。
它们也可以含有多于一种的氟化聚合物。
例如一种可使用的涂料是TeflonFEP树脂末道清漆(Finish Clear),产品号码#856-200,购于纳慕尔杜邦公司,威明顿,特拉 华州,美国。
涂布后的LCP制品在需要氟化聚合物表面性能的任何领域内均可 以使用,如用于应该是化学惰性、具有低的粘结与之接触的任何东西 的倾向、非污染性、无毒性等等的这种表面。
特别是用于烤箱器皿的 某些物品,其中氟化聚合物的不粘结性能已广为人知并且受到欢迎, 用于需要惰性表面和需要低摩擦性能的化学加工体系中。
在许多这些 应用中,如烤箱器皿,LCP良好的耐高温性能使之特别可用作制品的 基料,且在这种用途中在涂料中使用的氟化聚合物优选具有高于约 250℃的熔点,以使其在使用中不会熔化。
烤箱器皿是指可以放置在 烤箱和/或微波炉中以在通常用于烹饪和/或加热食物的温度下使用 的物品。
在微波炉中使用的物品不需要具有较高的耐高温性能,所以 在此LCP和/或氟化聚合物的熔点优选应该是大于150℃,更优选大于 200℃。
在其它用途中,如在化学加工中,LCP和氟化聚合物的所需熔 点将取决于在具体用途中所达到的温度。
优选的是烤箱器皿或其它部件并不用氟化聚合物完全涂布(密 封),而是涂布在一个或多个表面上。
例如烤箱器皿通常是碗状或罐 状,优选只涂布碗或罐的内表面。
换句话说,优选只涂布通常与食物 或食物配料相接触的表面,特别是在烹饪和/或加热时。
因此氟化聚 合物涂层优选与食物或暴露于该部件的其它材料接触。
在烤箱器皿用 途和其它用途中特别重要的是氟化聚合物在LCP上的粘附甚至在暴露 于水之后仍能保持,包括沸水,因为大多数食物中当然含有水。
要涂布的LCP部件优选为熔融成型的,即注塑、挤塑、熔融吹塑、 热成型等。
注塑部件是优选的LCP部件。
用于涂布的氟化聚合物包括聚四氟乙烯,四氟乙烯(TFE)的共 聚物如TFE/全氟(丙基乙烯基醚)、TFE/六氟丙烯、TFE/乙烯,以 及其它氟化聚合物如聚(氟乙烯),和聚(偏氟乙烯)。
优选的氟化 聚合物是聚四氟乙烯、TFE/全氟(丙基乙烯基醚)、和TFE/六氟丙烯, 特别优选的聚合物是TFE/全氟(丙基乙烯基醚)和TFE/六氟丙烯。
LCP可以含有其它材料,这些材料通常是与这些聚合物熔融混合 的,诸如填料/增强剂如滑石、玻璃纤维、玻璃片、钙硅石、粉碎的 玻璃纤维、玻璃球、硫酸钙、云母和二氧化钛,着色剂和颜料如炭黑 和二氧化钛,稳定剂如抗氧化剂,以及其它材料。
一种或多种这些材 料可以传统用量存在。
在用氟化聚合物涂布前,LCP可以用任意传统 方法来成型,特别是熔融成型如注塑、压模、吹塑、挤塑以及热成型。
在某些实施例中,所使用的聚合物具有如下组成(重复单元), 4,4′-双酚/对苯二酚/对苯二甲酸/2,6-萘二羧酸/4-羟基苯甲酸,摩 尔比为50/50/87.5/12.5/300。
该聚合物可以用美国专利5525700中 所描述的方法来合成。
在实施例中使用下列材料: Jetfil575C滑石,购于Luzenac America公司(Englewood, CO,美国)。
TionaRCL4二氧化钛,一种氯化法金红石型二氧化钛,用氧化 铝和一种有机物进行表面处理,购于SMC公司(巴尔的摩,马里兰州, 美国)。
Ultranox626,一种含有抗氧化剂的磷化合物,购于GE精细化 学品公司。
氟化聚合物涂层在LCP上的粘附通过用剃刀片以“X”形切穿氟 化聚合物涂层来检测。
一片Scotch#810搭链,3/4英寸(1.91厘 米)宽,购于3M公司(圣保罗,MN,美国),贴在包括“X”形切口 的区域上,用手指压紧,然后再剥除。
如果很少或没有氟化聚合物涂 层被除去或剥松,就认为粘附是良好的。
实施例1 在一个40mm的ZSK维尔纳-普夫莱德雷尔双螺杆挤出机中将LCP 树脂与滑石、二氧化钛、Ultranox626亚磷酸盐稳定剂进行化合, 该挤出机有一个传统的输送原料区、一个将原料捏合或混合的区、和 一个低压区以在真空下将任何挥发性物质从聚合物熔体中排出、以及 一个死区。
当化合后的组合物通过死区时,用水喷雾将其淬火,然后 用传统的线料切粒机将其切成粒料。
挤出机机筒和死区的温度保持在 约340℃。
在将粒料模塑之前,于真空炉中用氮气吹扫在100-130℃ 下将粒料干燥过夜大约16小时。
LCP组合物包含(均为重量百分数) 54.7%LCP、40.0%Jetfil575C滑石、5.0%TionaRCL4二氧化钛、 和0.30%Ultranox626。
在6盎司(171克)的单螺杆注模机中将这 些圆盘模塑,机筒温度为345℃,喷嘴温度为345-350℃,模塑温度 为115℃,螺杆速度为120rpm,注射推进时间为1.5秒,注射时间为 5秒,保留时间为10秒,开模时间约为3秒。
注射推进压力为35Mpa, 注射压力为28Mpa,背压为350Kpa。
四个注塑成型的圆盘,直径为10.2厘米,厚0.16厘米,在循环 空气炉中于250℃加热老化8小时,然后在315℃加热30分钟。
圆盘 用EMC涂料公司(Newport,特拉华州,美国)出品的EMC-128涂料 体系涂布,此涂料体系据信含有TeflonFEP,这是TFE和六氟丙烯 的一种共聚物,其熔点大约为275℃,由纳慕尔杜邦公司(威明顿, 特拉华州,美国)出品。
将涂布在LCP上的氟化聚合物涂层于310℃ 的温度下烘烤30分钟。
涂布氟化聚合物之前,LCP表面先用Teflon黑色底漆(Primer Black,产品号#420-703,购于纳慕尔杜邦公司, 威明顿,特拉华州,美国)涂布。
氟化聚合物涂层较好地粘附在LCP 上。
其中一个圆盘浸泡在沸水中2小时,浸泡后氟化聚合物在LCP上 的粘附没有明显的改变,或者说圆盘的外观没有明显改变。
实施例2 所使用的聚合物具有如下组成(重复单元):4,4′-双酚/对苯 二酚/对苯二甲酸/2,6-萘二羧酸/4-羟基苯甲酸,摩尔比为 50/50/85/15/300。
按照与实施例1的LCP相同的方法将其加工。
它 含有45重量%的玻璃纤维和5重量%的二氧化钛。
通过类似于实施例1 的板的方法模塑成10厘米×10厘米×3毫米厚的板。
两块板在250 ℃于空气中加热老化8小时。
其中一块板按照实施例1用氟化聚合物 涂布,另一块板以同样的方式涂布只是不使用底漆。
第三块板在250 ℃于氮气中加热老化8小时,然后以类似的方式用氟化聚合物涂布。
在所有三块板中均得到了氟化聚合物涂层在LCP上的良好粘附。
展开

查看更多专利详情信息请先登录或注册会员

相关专利类别推荐

获取手机验证码,即可注册成为会员

专利详情咨询

咨询内容

姓名

手机

验证码

用户登录

手机号

手机验证码

提示

不能再减了!!!

提交成功

八月瓜客服中心已经收到您的信息,正在为您派遣知识产权顾问。知识产权顾问会携带贴心的服务以闪电搬的速度与您联系。

扫一扫关注八月瓜微信 创业一手掌握