一种可熔性聚四氟乙烯涂料及其制备方法、涂膜工件与流程

本发明属于涂料，具体涉及可熔性聚四氟乙烯涂料及其制备方法、涂膜工件。

背景技术：

1、氟树脂材料中，四氟乙烯(tfe)和全氟烷基乙烯基醚(pave)通过自由基共聚技术，生产具有优异的耐热性、耐溶剂型、高纯度等特性产品，因此被广泛应用于化工、电子、医疗等领域。

2、在上述应用领域中，尤其是作为高性能的涂层材料时，由于使用的引发剂、聚合过程中链转移以及pave发生的β-断裂等原因，使pfa在一定情况下产生-cof、-cooh等不稳定基团，而在使用过程中会造成分子链持续断裂，且产生hf等加剧分子链断裂，造成漆膜力学性能，耐腐蚀性等性能下降，降低产品使用寿命。

技术实现思路

1、针对现有技术中可熔性聚四氟乙烯存在的不稳定端基造成涂料性能下降的问题，本发明提供了一种可熔性聚四氟乙烯涂料及其制备方法、涂膜工件。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

3、本发明提供了一种可熔性聚四氟乙烯涂料，包括可熔性聚四氟乙烯涂料，其特征在于，包括酰胺基封端的可熔性聚四氟乙烯化合物，所述酰胺基封端的可熔性聚四氟乙烯化合物包括结构式1、结构式2、结构式3所示的化合物中的一种或多种，

4、

5、其中，rf为制备的可熔性聚四氟乙烯，r选自c6-c19的脂肪族取代基或c6-c19的芳香族取代基。

6、本发明提供的可熔性聚四氟乙烯涂料，酰胺基封端的可熔性聚四氟乙烯化合物包括结构式1、结构式2、结构式3所示的化合物中的至少一种，结构式1所示的化合物是对可熔性聚四氟乙烯进行接枝，结构式2和结构式3所示的化合物是可熔性聚四氟乙烯与异氰酸酯微交联的产物。通过将可熔性聚四氟乙烯涂料中的结构式1、结构式2或结构式3所示的化合物与塑料涂料复合使用，接枝改性或生成微网络结构，增强与底漆或基材的粘接，最大程度保留可熔性聚四氟乙烯的力学性能、耐溶剂、耐高低温、使用寿命的优点。

7、可选的，所述r为异氰酸酯化合物中与异氰酸酯基相连的c6-c19的脂肪族取代基或c6-c19的芳香族取代基，所述c6-c19的脂肪族取代基或c6-c19的芳香族取代基选自二环己基甲烷、甲基环己基、亚甲基-3,5,5-三甲基环己基、六亚甲基、三甲基六亚甲基、间苯二甲基、甲苯、二苯基甲烷中的一种或多种。

8、可选的，所述可熔性聚四氟乙烯涂料还包括第一分散剂，所述第一分散剂为乳化剂和/或全氟类阴离子表面活性剂的混合物。

9、另一方面，本发明还提供一种如上任意一项所述的可熔性聚四氟乙烯涂料的制备方法，包括以下步骤：

10、获取含有羧基的可熔性聚四氟乙烯树脂rfcooh；

11、向所述可熔性聚四氟乙烯树脂中加入封端化合物，所述封端化合物含有至少一个异氰酸酯官能团，得到酸酐化合物，将所述酸酐化合物加热得到酰胺基封端的可熔性聚四氟乙烯化合物。

12、可选的，获取含有羧基的可熔性聚四氟乙烯树脂rfcooh的步骤包括：将溶剂、第二分散剂、链转移剂和所述全氟烷基乙烯基醚加入反应容器中，得到混合溶液；

13、升温至反应温度，向所述混合溶液中通入四氟乙烯至反应压力后，将引发剂加入所述混合溶液进行反应；

14、向所述混合溶液中补加四氟乙烯和引发剂，维持所述反应容器的压力在反应压力范围内，直至反应结束，得到带有-cof的可熔性聚四氟乙烯乳液；

15、向带有-cof的可熔性聚四氟乙烯乳液中加入水进行水解反应，得到含有羧基的可熔性聚四氟乙烯树脂rfcooh。

16、可选的，所述溶剂包括1,3-双(三氟甲基)苯、三氟甲基苯、氢氟醚、乙基全氟丁基醚、甲基全氟丁基醚、乙基九氟丁基醚和氟化烃中的一种或多种；

17、所述氟化烃包括全氟烃、全氟胺、全氟吗啉中的一种或多种；所述全氟烃包括全氟环丁烷、全氟甲基环丁烷、全氟环己烷中的一种或多种；所述全氟胺包括全氟三丁基胺；所述全氟吗啉包括全氟-n-甲基吗啉、全氟-n-异丙基吗啉中的至少一种；

18、所述第二分散剂包括全氟聚醚羧酸或其盐、全氟聚醚甲酸铵、全氟聚醚甲酸中的一种或多种；

19、所述链转移剂包括甲烷、乙烷、丙烷、环己烷、氢气中的一种或多种。

20、可选的，所述水解反应中水的添加量为全氟烷基乙烯基醚摩尔添加量的0.001％-5％；加入的所述封端化合物中异氰酸酯基官能团的含量为水解反应中水的摩尔添加量的1.05-1.2倍。

21、可选的，所述封端化合物包括二环己基甲烷二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、间苯二甲基异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的一种或多种。

22、另一方面，本发明还提供一种涂膜工件，包括基体、底漆层和氟树脂层，所述底漆层设置于所述基体表面，所述氟树脂层设置于所述底漆层背离所述基体的一面；所述氟树脂层由上任意一项所述的可熔性聚四氟乙烯涂料涂覆形成，或所述氟树脂层由上任意一项所述的可熔性聚四氟乙烯涂料的制备方法制备而得的可熔性聚四氟乙烯涂料涂覆形成。

23、可选的，所述底漆层由塑料树脂涂覆形成，所述塑料树脂包括聚丙烯酸树脂涂料、聚氨酯涂料、聚酰胺涂料、聚酰亚胺涂料、聚醚涂料中的一种或多种。

24、本发明提供的可熔性聚四氟乙烯涂料的制备方法，通过含有异氰酸酯的封端化合物对含有羧基的可熔性聚四氟乙烯树脂进行封端改性，得到接枝或微交联的产物，使得可熔性聚四氟乙烯涂料具有耐高低温、耐溶剂、力学性能好、使用寿命长、抗黄变、抗老化、抗盐雾、低离子的优点。

技术特征：

1.一种可熔性聚四氟乙烯涂料，其特征在于，包括酰胺基封端的可熔性聚四氟乙烯化合物，所述酰胺基封端的可熔性聚四氟乙烯化合物包括结构式1、结构式2、结构式3所示的化合物中的一种或多种，

2.根据权利要求1所述的可熔性聚四氟乙烯涂料，其特征在于，所述r为异氰酸酯化合物中与异氰酸酯基相连的c6-c19的脂肪族取代基或c6-c19的芳香族取代基，所述c6-c19的脂肪族取代基或c6-c19的芳香族取代基选自二环己基甲烷、甲基环己基、亚甲基-3,5,5-三甲基环己基、六亚甲基、三甲基六亚甲基、间苯二甲基、甲苯、二苯基甲烷中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的可熔性聚四氟乙烯涂料，其特征在于，所述可熔性聚四氟乙烯涂料还包括第一分散剂，所述第一分散剂为乳化剂和/或全氟类阴离子表面活性剂的混合物。

4.如权利要求1-3任意一项所述的可熔性聚四氟乙烯涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的可熔性聚四氟乙烯涂料的制备方法，其特征在于，获取含有羧基的可熔性聚四氟乙烯树脂rfcooh的步骤包括：将溶剂、第二分散剂、链转移剂和所述全氟烷基乙烯基醚加入反应容器中，得到混合溶液；

6.根据权利要求5所述的可熔性聚四氟乙烯涂料的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括1,3-双(三氟甲基)苯、三氟甲基苯、氢氟醚、乙基全氟丁基醚、甲基全氟丁基醚、乙基九氟丁基醚和氟化烃中的一种或多种；

7.根据权利要求5所述的可熔性聚四氟乙烯涂料的制备方法，其特征在于，所述水解反应中水的添加量为全氟烷基乙烯基醚摩尔添加量的0.001％-5％；加入的所述封端化合物中异氰酸酯基官能团的含量为水解反应中水的摩尔添加量的1.05-1.2倍。

8.根据权利要求4所述的可熔性聚四氟乙烯涂料的制备方法，其特征在于，所述封端化合物包括二环己基甲烷二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、间苯二甲基异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的一种或多种。

9.一种涂膜工件，其特征在于，包括基体、底漆层和氟树脂层，所述底漆层设置于所述基体表面，所述氟树脂层设置于所述底漆层背离所述基体的一面；所述氟树脂层由权利要求1-3任意一项所述的可熔性聚四氟乙烯涂料涂覆形成，或所述氟树脂层由权利要求4-8任意一项所述的可熔性聚四氟乙烯涂料的制备方法制备而得的可熔性聚四氟乙烯涂料涂覆形成。

10.根据权利要求9所述的涂膜工件，其特征在于，所述底漆层由塑料树脂涂覆形成，所述塑料树脂包括聚丙烯酸树脂涂料、聚氨酯涂料、聚酰胺涂料、聚酰亚胺涂料、聚醚涂料中的一种或多种。

技术总结本发明提供了一种可熔性聚四氟乙烯涂料、涂膜工件及其制备方法，可熔性聚四氟乙烯涂料包括酰胺基封端的可熔性聚四氟乙烯化合物，所述酰胺基封端的可熔性聚四氟乙烯化合物包括结构式1、结构式2、结构式3所示的化合物中的一种或多种，其中，R<subgt;F</subgt;为制备的可熔性聚四氟乙烯，R选自C6‑C19的脂肪族取代基或C6‑C19的芳香族取代基。由本发明提供的可熔性聚四氟乙烯涂料，提升了涂料的稳定性、力学性能、耐候性、耐溶剂性、使用寿命。技术研发人员：孟祥青,陈志锋,张荣涓,荆翔宇受保护的技术使用者：福建海德福新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13