CN104974661A - 聚醚砜超细微粉、其用途以及含有聚醚砜超细微粉的涂料及它们的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及材料领域和涂料领域。具体而言，本发明公开了聚醚砜超细微粉及其在制备涂料、作为塑料和玻璃的改性剂方面的用途，以及含有该聚醚砜超细微粉的涂料。本发明的聚醚砜超细微粉的粒径大于0.1μm且小于或等于5μm。与落在本发明粒径范围外的聚醚砜微粉相比，本发明的聚醚砜超细微粉不但保持了耐高温、强度高、耐腐蚀等优点，而且还具有如下优点：易与其它物料混匀，流动性更好，对水的亲和能力更高，在溶剂中不容易形成团聚物，溶解后性能稳定，且在制备涂料时可显著减少有机溶剂的用量，这不仅降低了生产成本，还有利于环境保护。此外，将本发明的聚醚砜超细微粉作为塑料和玻璃的改性剂时，显著改善了所得塑料板和玻璃制品的表面平整度。

Description

聚醚砜超细微粉、其用途以及含有聚醚砜超细微粉的涂料及它们的制备方法

技术领域

本发明涉及材料领域和涂料领域。具体而言，本发明涉及聚醚砜材料及其在制备涂料、作为塑料和玻璃的改性剂方面的用途，以及含有所述聚醚砜材料的涂料。 

背景技术

聚醚砜（polyether sulfone，PES）是由英国ICI公司在1972年开发出的一种综合性能优异的热塑性高分子材料。聚醚砜是近些年来得以广泛应用的特种工程塑料之一。它具有优良的耐热性能、理化性能（例如，易着色、强度高、耐腐蚀、pH适用范围广和抗氧化等）和绝缘性能等。 

特别是由于聚醚砜具有良好的耐热性、耐蒸气性、耐腐蚀性、易着色性和无毒性等而可被用作涂料的粘连剂，从而制备不粘涂料。 

然而，由于聚醚砜的疏水性质，在目前国内外以聚醚砜为主要成分的涂料中，基本上都需要采用有机溶剂作为聚醚砜的稀释溶剂。有机溶剂的大量使用不仅造成了生产成本居高不下，而且还在很大程度上造成了环境污染。为了降低涂料的生产成本并解决环保问题，迫切需要开发出水溶性的聚醚砜涂料体系。 

以专利文献1中公开的含聚醚砜的不粘涂料为例，即使不考虑本质上为有机溶剂的表面活性剂（Triton X-100）和防开花剂（DC Q2-5211）在涂料中的含量，该文献实施例1-6所公开的涂料中已然含有30wt%-40wt%的有机溶剂。 

同样地，专利文献2中所公开的聚醚砜水溶性涂料虽然已经在一定程度上减少了有机溶剂的用量，但是其有机溶剂的含量仍占到涂料总量的30wt%。 

为了改善聚醚砜的亲水能力，目前科研人员通常选择向PES化学结构中引入亲水性基团（如丙烯酸），并通过化学改性、等离子体改性、光化学改性和辐射接枝改性等技术来进行（参见非专利文献1中的记载）。 但是，这种操作不仅不能有效降低涂料的生产成本，甚至还会明显提高生产成本。并且，由于引入了新的亲水性基团，还可能导致聚醚砜性质发生改变，而使得聚醚砜不能在涂料中发挥良好的粘连作用。 

另一方面，由于聚醚砜具有出色的耐热性、抗蠕变性和轻质性等特性，使得其在现有技术中还被广泛用作塑料和玻璃的改性剂。将聚醚砜用作塑料改性剂可提高塑料的耐热性、韧性和强度等。例如，可将含羟基的聚醚砜加入到环氧树脂中作为改性剂，解决环氧树脂韧性差、耐热等级低等问题；也可将聚醚砜用于对双酚A型氰酸酯树脂体系进行改性以增高其韧性，使所得到的塑料体系的断裂韧性达到未改性时的4倍。但是，在现有技术中，当将聚醚砜用于塑料改性时，所得到的塑料板在表面上往往有明显突出的颗粒，从而影响了在对塑料板表面平整度要求较高的领域中的应用。 

对于玻璃改性来说，也存在同样的问题。聚醚砜具有与金属底材的附着力好、强度高、耐腐蚀等优点。在将其用于对玻璃进行改性时，利用静电喷涂等方法将其涂覆于待涂覆底材上，通过在约400℃下固化成膜后，能够取代传统的800-900℃下的高温搪玻璃工艺，从而可以延长设备寿命、降低搪玻璃的技术难度，并且使所得到的产品不易碎且更加耐酸碱腐蚀。但是，使用聚醚砜会使得玻璃表面显现出明显的颗粒，从而降低了玻璃的品质。 

因此，对于本领域的技术人员来说，目前迫切需要开发出亲水能力更佳的聚醚砜材料，并采用该材料制备出水溶性的涂料。同时，当将该聚醚砜材料用于塑料和玻璃改性时，还能生产出具有令人满意的表面平整度的塑料和玻璃。 

引用文献列表 

非专利文献： 

1.邓波等，γ共辐射接枝丙烯酸改善聚醚砜粉体亲水性的研究，《辐射研究与辐射工艺学报》，23(6)，2005年12月 

专利文献： 

1.中国专利申请200810034222.X，公开日为2009年9月9日 

2.中国专利申请200810006647.X，公开日为2009年8月5日 

发明内容

本发明人通过深入研究开发出了一种微米级的聚醚砜超细微粉，并且首次发现，所述聚醚砜超细微粉不仅改善了聚醚砜对水的亲和能力，而且在将其用于制备水溶性涂料或用作塑料和玻璃的改性剂时，实现了预料不到的技术效果（如，显著减少了涂料中的有机溶剂用量，明显改善了塑料板和玻璃的表面平整度等）。 

基于本发明人的上述研究，本发明的一个目的在于提供一种聚醚砜超细微粉，其特征在于，所述聚醚砜超细微粉的粒径大于0.1μm且小于或等于5μm。 

本发明的另一目的在于，提供上述聚醚砜超细微粉在制备水溶性涂料、作为塑料和玻璃的改性剂等方面的用途。 

本发明的又一目的在于提供由上述聚醚砜超细微粉制备的水溶性涂料，所述涂料包括以下成分： 

具体而言，通过如下段落[1]至段落[28]中所述的内容对本发明的技术方案加以说明： 

[1].一种聚醚砜超细微粉，其特征在于，所述聚醚砜超细微粉的粒径大于0.1μm且小于或等于5μm。 

[2].如段落[1]所述的聚醚砜超细微粉，其特征在于，所述聚醚砜超细微粉的粒径大于0.1μm且小于或等于2μm。 

[3].如段落[2]所述的聚醚砜超细微粉，其特征在于，所述聚醚砜超细微粉的粒径大于0.1μm且小于或等于1μm。 

[4].如段落[3]所述的聚醚砜超细微粉，其特征在于，所述聚醚砜超细微粉的粒径大于0.1μm且小于或等于0.5μm。 

[5].如段落[4]所述的聚醚砜超细微粉，其特征在于，所述聚醚砜超细微粉的粒径大于0.1μm且小于或等于0.2μm。 

[6].如段落[5]所述的聚醚砜超细微粉，其特征在于，所述聚醚砜超细微粉的粒径大于0.1μm且小于或等于0.15μm。 

[7].如段落[1]-[6]中任一段所述的聚醚砜超细微粉，其特征在于，所述聚醚砜超细微粉的粒径为0.13μm。 

[8].段落[1]-[7]中任一段所述的聚醚砜超细微粉在制备水溶性涂料中的用途。 

[9].段落[1]-[7]中任一段所述的聚醚砜超细微粉在作为塑料改性剂中的用途。 

[10].段落[1]-[7]中任一段所述的聚醚砜超细微粉在作为玻璃改性剂中的用途。 

[11].如段落[9]或[10]所述的用途，相对于待改性的塑料或玻璃的重量，向所述塑料或玻璃中加入10wt%-30wt%、优选15wt%-25wt%的段落[1]-[7]中任一段所述的聚醚砜超细微粉。 

[12].一种水溶性涂料，所述涂料采用段落[1]-[7]中任一段所述的聚醚砜超细微粉制备，其特征在于，所述涂料包括以下成分： 

[13].如段落[12]所述的水溶性涂料，其特征在于，所述涂料包括以下成分： 

[14].如段落[12]或[13]所述的水溶性涂料，其特征在于，所述色浆选自于由钛青、钛黄、钛白、氧化铁黑、碳黑所组成的组中的一种或多 种，优选所述色浆为钛青。 

[15].如段落[12]-[14]中任一段所述的水溶性涂料，其特征在于，所述水为自来水、蒸馏水、双蒸水或超纯水。 

[16].如段落[12]-[15]中任一段所述的水溶性涂料，其特征在于，所述有机溶剂为酮、胺、酰胺、醇、酸、醚和酯中的一种或多种。 

[17].如段落[16]所述的水溶性涂料，其特征在于，所述酮为丙酮、异丙酮、吡咯烷酮、己酮、环己酮、丁酮；所述胺为醇胺、砜胺、二甲胺；所述酰胺为乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；所述醇为丙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇；所述酸为甲酸、乙酸、丙酸、乙二酸、丙二酸、苯甲酸；所述醚为乙醚、丙醚、异丙醚、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇丁基醚、二乙二醇丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚；所述酯为γ-丁内酯。 

[18].如段落[16]所述的水溶性涂料，其特征在于，所述有机溶剂为乙酰胺与吡咯烷酮的体积比为1:1的混合溶液。 

[19].如段落[12]-[18]中任一段所述的水溶性涂料，其特征在于，所述水溶性涂料进一步含有防粘连剂、增稠剂、分散剂、表面活性剂、防开花剂、消泡剂、流平剂或上述组分的组合。 

[20].制备如段落[1]-[7]中任一段所述的聚醚砜超细微粉的方法，其特征在于，所述方法包括：在乳化剂存在的情况下，将聚醚砜粉末或颗粒通过研磨装置进行研磨。 

[21].如段落[20]所述的方法，其特征在于，所述乳化剂为OP-21或Triton X-100。 

[22].如段落[20]或[21]所述的方法，其特征在于，所述研磨装置为水磨机或陶瓷球。 

[23].如段落[20]-[22]中任一段所述的方法，其特征在于，所述研磨进行178小时至260小时。 

[24].制备如段落[12]-[19]中任一段所述的水溶性涂料的方法，其特征在于，所述方法包括：将段落[1]-[7]中任一段所述的聚醚砜超细微粉、色浆、水、有机溶剂放入容器内混合均匀，得到混合物；随后将所述容器置于高速分散机下，将所述混合物利用所述高速分散机进行分散；将分散后的混合物经由200-400目的筛子进行过滤；向过滤后的混合物中 加入聚四氟乙烯树脂，经搅拌器搅拌均匀后得到所述水溶性涂料。 

[25].如段落[24]所述的方法，其特征在于，将所述混合物利用所述高速分散机在800-960转/分钟的转速下进行分散。 

[26].如段落[24]或[25]所述的方法，其特征在于，将所述混合物利用所述高速分散机分散30分钟。 

[27].如段落[24]-[26]中任一段所述的方法，其特征在于，向所述过滤后的混合物中加入聚四氟乙烯树脂后，采用所述搅拌器在60-100转/分钟的速度下进行搅拌。 

[28].如段落[24]-[27]中任一段所述的方法，其特征在于，向所述过滤后的混合物中加入聚四氟乙烯树脂后，采用所述搅拌器搅拌20分钟。 

与现有技术中使用的聚醚砜相比，处于本发明所述粒径范围内的聚醚砜超细微粉在保持聚醚砜原有的耐高温、强度高和耐腐蚀等优点的同时，还进一步具有如下优点：更加容易与其它物料（如塑料、玻璃和聚四氟乙烯树脂等）混匀、流动性更好、更易与水混合均匀（即，对水的亲和能力增高）、且在溶剂中不易形成团聚物（即，在溶解后聚醚砜超细微粉的性能更加稳定）。 

同时，采用本发明的聚醚砜超细微粉制备的水溶性涂料中显著降低了有机溶剂的使用量（本发明水溶性涂料中的有机溶剂含量至多为25wt%）。此外，将本发明的聚醚砜超细微粉用作塑料和玻璃的改性剂时，还显著地改善了塑料和玻璃的表面平整度。 

具体实施方式

在本发明的一个实施方式中，聚醚砜超细微粉的粒径大于0.1μm且小于或等于5μm。 

在本发明的优选实施方式中，所述聚醚砜超细微粉的粒径大于0.1μm且小于或等于2μm。 

在本发明的进一步优选实施方式中，所述聚醚砜超细微粉的粒径大于0.1μm且小于或等于1μm、优选大于0.1μm且小于或等于0.5μm、更优选大于0.1μm且小于或等于0.2μm、进一步优选大于0.1μm且小于或等于0.15μm、特别优选为0.13μm。 

可将本发明的聚醚砜超细微粉用于制备水溶性涂料。由于在该水溶性涂料中显著降低了有机溶剂的用量，从而能够减轻对环境的污染，并且还由此降低了水溶性涂料的生产成本。 

在本发明的一个实施方式中，提供了由本发明聚醚砜超细微粉制备的水溶性涂料，所述涂料包括如下成分： 

在本发明的优选实施方式中，进一步提供了由本发明聚醚砜超细微粉制备的水溶性涂料，所述涂料包括以下成分： 

本发明上下文中的术语“色浆”是指用于对涂料进行着色且无毒的浓缩颜料浆。本发明中的色浆种类不受限制，优选为水性色浆，根据所期望的涂料颜色，本发明中的色浆可选用钛青、钛黄、钛白、氧化铁黑、碳黑中的一种或多种，优选本发明的色浆为钛青。 

本发明涂料中所使用的水涵盖了自来水、蒸馏水、双蒸水或超纯水等。 

本发明上下文中提到的有机溶剂可为如下溶剂中一种或多种：酮，如丙酮、异丙酮、吡咯烷酮（尤其是N-甲基吡咯烷酮）、己酮、环己酮、丁酮；胺，例如醇胺、砜胺、二甲胺；酰胺，例如乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺；醇，例如丙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇；酸，例如甲酸、乙酸、丙酸、乙二酸、丙二酸、苯甲酸；醚，例如乙醚、丙醚、异丙醚、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基 醚、乙二醇丁基醚、二乙二醇丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚；酯，例如γ-丁内酯等。本发明的有机溶剂优选为乙酰胺与吡咯烷酮的体积比为1:1的混合溶液。 

由于聚酰胺酰亚胺（PAI）的价格是PES超细微粉价格的3倍以上，采用PES超细微粉将大大降低生产成本。此外，由于处于本发明粒径范围内的聚醚砜超细微粉在溶解于水性溶剂后不易形成团聚物，所制备得到的水溶性涂料在长期放置时仍能保持性能稳定。同时，相比于传统上的聚酰胺酰亚胺涂料，本发明的水溶性涂料的耐碱性明显更高，并且涂覆本发明的水溶性涂料得到的膜层硬度也会更高。因此，本发明制备的水溶性涂料可用于替代传统的PAI涂料，用作不粘锅的涂料及其相关产品。 

由于在本发明制备的涂料中使用了大量的水作为溶剂，可在极大程度上改善有机溶剂造成的环境污染问题。 

在本发明的一个实施方式中，涉及本发明聚醚砜超细微粉在作为塑料和玻璃的改性剂等方面的用途。 

在将本发明的聚醚砜超细微粉用作塑料和玻璃的改性剂时，本发明人首次发现，通过使用处于本发明粒径范围内的聚醚砜超细微粉，不仅可以保留传统技术中将聚醚砜用作塑料和玻璃的改性剂时带来的优点（例如，改善塑料的耐热性、强度和韧性等，以及改善搪玻璃设备的寿命和解决产品易破碎、不耐腐蚀的问题等），而且还可以显著改善所制备的塑料制品或玻璃的表面平整度，使改性后的塑料和玻璃能够应用于更加广泛的领域中。 

在本发明的优选实施方式中，相对于待改性塑料或玻璃的重量，向所述塑料或玻璃中加入10-30wt%、优选15wt%-25wt%的本发明所述的聚醚砜超细微粉。 

可通过多种常规方法制备本发明的聚醚砜超细微粉。例如，可在乳化剂（例如OP-21，上海双达化工有限公司）存在的情况下，通过将聚醚砜粉末或颗粒与水一起利用水磨机进行持续水磨超细处理，获得本发明的聚醚砜超细微粉。或者，还可通过对溶液进行沉淀，并通过常规手 段（如，使用分子筛）进行脱水，获得PES超细微粉。 

作为示例性的方法，可经由如下步骤制备得到本发明的聚醚砜超细微粉：预先将550μm粒径的PES粉末粉碎成粒径为54.5μm的粉末，向粉碎后的粉末中加入Triton X-100，使用陶瓷球研磨至少178小时，由此获得粒径为5μm以下的PES微粉。研磨时间越长，所得PES微粉的粒径也就越小。为满足本发明的聚醚砜超细微粉粒径下限要求，采用陶瓷球研磨至多260小时。 

本发明的水溶性涂料可采用例如以下方法进行制备：将聚醚砜超细微粉、色浆、水、有机溶剂等按适当比例放入容器内混合均匀，从而得到混合物，随后将该容器置于高速分散机下，将上述得到的混合物利用高速分散机在约800-960转/分钟的转速下分散30分钟左右，然后将分散后的混合物经由200-400目的筛子进行过滤，再加入适当比例的聚四氟乙烯树脂，采用搅拌器经低速（约60-100转/分钟）搅拌20分钟后，即可得到本发明的水溶性涂料。 

在使用本发明的水溶性涂料时，既可以将其直接作为单层的不粘涂料（即，将其单独涂膜得到成品），还可以将其作为双层氟树脂不粘涂料的底涂（即，向工件喷涂该涂料并干燥成膜）后，再喷涂第二层含聚醚砜成分的其它氟树脂涂料。 

根据实际需要，还可进一步向本发明的水溶性涂料中添加其它组分。所述其它组分例如防粘连剂、增稠剂、分散剂、表面活性剂、防开花剂、消泡剂、流平剂或上述组分的组合。 

以粒径落在本发明保护范围外的聚醚砜粉末作为对照，通过下述方法对本发明的聚醚砜超细微粉的相关性能进行测试。 

1.与水的混合程度（即，对水的亲和能力）测试 

向100g含有1wt%润湿剂W22（环绮化工（广东）有限公司）的纯净水中加入40g-100g的聚醚砜微粉颗粒，将得到的混合液以100转/分钟的转速低速分散20分钟，然后静置沉淀，观察其分层情况。相对于所加入的聚醚砜微粉颗粒的总重量而言，沉降率<30wt%视为优（记为8-10分），沉降率≥30wt%且<50wt%视为良（记为5-7分），沉降率≥50wt% 且<70wt%视为合格（记为2-4分），沉降率≥70wt%视为差（记为0-1分）。2.制成涂料后的烘干成膜能力测试 

将不同粒径的聚醚砜微粉配成涂料，将所述涂料在180℃至400℃的高温下烘干成膜。 

将涂料烘干后基于如下评分标准对膜进行评价：涂膜出现黄变或龟裂记为0-3分，视为差；涂膜呈现原色、且膜柔韧而不断裂记为4-7分，视为合格；涂膜没有色变，膜柔韧且光滑记为8-10分，视为优。以5人观察小组的平均得分，对所制备的各涂料的烘干成膜能力进行评价。 

3.涂料粘度（流动性能）测试 

将不同粒径的聚醚砜微粉配成涂料。并在0℃至60℃的温度下，将岩田量杯浸入涂料，使岩田量杯的上部边缘低于涂料的水平面，在垂直提出岩田量杯的同时，按下秒表，测量流出线第一次断开时的时间，平行测定三次，取平均值。所述时间越短，涂料的粘度越小、流动性越高，也就说明涂料中所使用的聚醚砜超细微粉在水中分散的程度越高，聚醚砜超细微粉的分散也就越均匀。 

4.有机溶剂使用量的测试 

在0℃至60℃的温度下，将有机溶剂直接滴加至10g的聚醚砜微粉中。测定10g聚醚砜微粉完全溶解所需要的溶剂量（以g计）。 

5.涂料存储稳定性的测试 

将本发明的聚醚砜超细微粉配成涂料，在0℃至40℃的温度下，将25kg该涂料置于干燥避光的室内存放，以进行存储稳定性测试。当存储的涂料发生沉淀结块后，经轻轻滚动而不能重新均匀分散时，即为存储不稳定，此时视为存储失效，由此测定出各粒径聚醚砜微粉所制备的涂料的有效存储（即，保持存储稳定性）天数。 

6.膜密度及膜致密性测试 

将本发明的聚醚砜超细微粉配成涂料，将该涂料在180℃-400℃的高温下烘干成膜，并对成膜后的膜层表面进行检测。 

用显微镜观察，并测量膜层表面分子间的空隙（以μm示出）。微粉 颗粒间的空隙越大，成膜后的密度越小，膜致密性越差。当聚醚砜微粉颗粒间的空隙直径为5μm以下时，能够得到密度适宜的膜，且所述膜具有较好的致密性；而当聚醚砜微粉颗粒间的空隙直径大于5μm，虽然能够成膜，但膜的密度相对较小，且所述膜的致密性较差；当聚醚砜微粉颗粒之间形成团聚物时，难以成膜，即使勉强得到膜，所得到的膜也具有差的致密性。 

7.耐腐蚀性能测试 

将不同粒径的聚醚砜微粉配成涂料，将上述涂料在180℃至400℃的高温下烘干成膜，并对成膜后的膜层的耐腐蚀性进行检测。 

采用盐酸:水（v/v）=1:1或者氢氧化钠:水=1:1（v/v）的混合液作为测试溶液，向涂覆有上述膜的容器中加入该混合液并在100℃温度下煮沸加热，记录膜层出现腐蚀的时间。 

8.对塑料的改性程度测试 

在110℃-200℃下，在对塑料进行挤压成型前的搅拌阶段，向作为塑料的环氧树脂中加入聚醚砜微粉，搅拌混合，聚醚砜微粉可与塑料互溶。将掺有聚醚砜微粉的塑料挤压成1cm厚的塑料板后，查看塑料表面的平整程度，并基于如下评分标准进行评价：有明显突出的颗粒者记为0-3分，视为差；稍有沙粒感但不影响整体平整度者记为4-7分，视为合格；表面平整顺滑且细腻者记为8-10分，视为优。以5人观察小组的平均得分，对所得塑料板的表面平整度进行评价。 

9.对玻璃的改性程度测试 

将各粒径的聚醚砜微粉直接加入到已预热至400℃的玻璃熔浆中，对所述熔浆进行搅拌，在熔融状态下进行搪玻璃，并基于如下评分标准对所形成的产品进行评价：如果表面有明显突出的颗粒记为0-3分，视为差；稍有沙粒感但不影响整体平整度记为4-7分，称为合格；表面平整顺滑、细腻且色泽透明均匀记为8-10分，称为优。以5人观察小组的平均得分，对所得玻璃产品的表面平整度进行评价。 

10.与聚四氟乙烯树脂微粉的互溶程度的测试 

由于聚醚砜与聚四氟乙烯树脂均为强惰性材料，要达到二者互溶改性的效果，对聚醚砜微粉的粒径要求非常高。向熔融状态下的聚四氟乙烯树脂中加入各粒径的聚醚砜微粉，将其搅拌均匀后，以聚醚砜微粉是否能够粘附至聚四氟乙烯树脂表面作为标准进行评价。 

下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述，然而应当理解的是，本发明的保护范围并不局限于这些实施例。 

实施例 

根据上文描述的方法，对本发明的聚醚砜超细微粉性能进行测试。其中： 

（1）在与水的混合程度测试中，向100g含有1wt%润湿剂W22（环绮化工（广东）有限公司）的纯净水中加入100g聚醚砜微粉颗粒。将得到的混合液以100转/分钟的转速低速分散20分钟，然后静置沉淀，观察其分层情况。将所测得的聚醚砜微粉颗粒与水的混合程度示于下表1中。 

本发明人通过研究发现，处于本发明粒径范围内的聚醚砜超细微粉颗粒对水具有更好的亲和能力。 

（2）在制成涂料后的烘干成膜能力测试中，将不同粒径的聚醚砜微粉按以下配方配成涂料： 

将上述涂料在360℃的温度下烘干成膜。根据5人观察小组平均得分对涂料烘干成膜能力进行评价，并将结果列于下表1中。 

本发明人发现，通过采用处于本发明粒径范围内的聚醚砜超细微粉制备的各涂料在烘干成膜能力方面显著优于处于本发明粒径范围外的聚醚砜制备的涂料。 

（3）在涂料流动性能测试中，将不同粒径的聚醚砜微粉按以下配方配成涂料： 

将上述涂料在60℃的温度下进行测试。将所测得的断开时间列于下表1中。 

本发明人通过研究发现，比起采用处于本发明粒径范围外的聚醚砜微粉制备的涂料，采用本发明的聚醚砜超细微粉制备的涂料的流动性更高，这表明本发明所述的聚醚砜超细微粉在水中的分散程度更高且更加均匀。 

（4）在有机溶剂使用量的测试中，在20℃的温度下，将乙酰胺:吡咯烷酮=1:1（v/v）的混合溶剂直接滴加至10g的聚醚砜微粉。 

将所测得的有机溶剂使用量（以g计）示于下表1中。本发明人通过试验发现，比起处于本发明粒径范围外的聚醚砜微粉，本发明的聚醚砜超细微粉溶解所需要使用的有机溶剂的量明显下降。 

（5）在涂料存储稳定性的测试中，将不同粒径的聚醚砜微粉按以下配方配成涂料： 

在20℃的温度下，将25kg上述涂料置于干燥避光的室内存放，进行存储稳定性测试。将所记录的有效存储天数列于下表1中。 

通过研究发现，比起采用处于本发明粒径范围之外的聚醚砜微粉制备的涂料，采用本发明聚醚砜超细微粉制备的涂料的有效存储天数明显 更长。 

（6）在膜密度及膜致密性测试中，将不同粒径的聚醚砜微粉按以下配方配成涂料： 

将上述涂料在360℃的高温下烘干成膜，并对成膜后的膜层表面进行检测。将测量得到的膜层表面的颗粒间的空隙示于下表1中。 

本发明人通过研究观察到，当聚醚砜微粉颗粒直径大于5μm时，随着聚醚砜微粉颗粒直径的增大，微粉颗粒间的空隙变大，膜密度降低，膜致密性变差。当聚醚砜微粉颗粒直径小于0.1μm时，由于粒径过小而使得聚醚砜微粉之间容易发生团聚，形成不规律分布的团聚物，从而影响了成膜。 

（7）在耐腐蚀性能测试中，将不同粒径的聚醚砜微粉按以下配方配成涂料： 

将上述涂料在360℃的高温下烘干成膜，并对成膜后的膜层进行检测。采用盐酸:水（v/v）=1:1的混合液作为测试溶液，在100℃下煮沸加热，记录膜层出现腐蚀的时间。 

本发明人发现，采用本发明聚醚砜超细微粉制备的涂料显示出明显更长的耐腐蚀时间。 

（8）在对塑料的改性程度测试中，在180℃下，向作为塑料的环氧树脂中加入聚醚砜微粉。根据5人观察小组平均得分对改性后的塑料表 面平整度进行评价，并将结果列于下表1中。 

本发明人发现，比起使用粒径处于本发明范围外的聚醚砜微粉，采用本发明聚醚砜超细微粉进行改性的塑料明显具有更好的表面平整度。 

（9）根据5人观察小组平均得分对改性后的玻璃产品表面平整度进行评价，并将结果列于下表1中。 

本发明人发现，比起使用粒径处于本发明范围外的聚醚砜微粉，采用本发明聚醚砜超细微粉进行改性的玻璃产品明显具有更好的表面平整度。 

并且，现有的高温搪玻璃工艺需要800-900℃的固化温度，使得耗能较大，且使搪玻璃设备折旧及损毁严重。而在采用本发明的聚醚砜超细微粉对玻璃进行改性后，能够使固化温度降至400℃。因此不但节能环保，相关搪玻璃技术的难度也会降低。所得到的搪玻璃产品不易碎、且能够耐酸碱腐蚀。并且，相比于原工艺所制得的产品而言，采用本发明的聚醚砜超细微粉改性后制得的搪玻璃产品的使用温度由160℃提高至300℃以上，从而可以制备耐高温的防火产品。 

（10）通过本发明人的研究发现，由于一般的聚四氟乙烯树脂微粉粒径大于5μm，只有当聚醚砜微粉的粒径比聚四氟乙烯树脂粒径更小时，聚醚砜微粉才能均匀地粘附至处于熔融状态下的聚四氟乙烯的表面，并形成均匀的结合体。 

根据下表中的结果可以看出，处于本发明粒径范围内的聚醚砜超细微粉能较均匀地粘附至处于熔融状态下的聚四氟乙烯的表面（虽然粒径为5μm的聚醚砜超细微粉的粘附性能略有下降，但是仍然基本上能实现对聚四氟乙烯的表面的均匀粘附）。 

将上述测试项目1-10中得到的不同粒径聚醚砜超细微粉性能指标的相关数据列于下表1中。 

表1：不同粒径聚醚砜超细微粉性能指标的比较 

由上表中列出的测试项目1-10的结果可明显得出，相对于粒径落在本发明保护范围外的聚醚砜粉末，处于本发明粒径范围（大于0.1μm且小于或等于5μm）内的聚醚砜超细微粉，对水具有出色的亲和能力，更易与水混合且在溶剂中不容易形成团聚物；所使用的有机溶剂的量得以显著降低；由本发明聚醚砜超细微粉制备的涂料具有优良的成膜能力。同时，本发明涂料在长期存储时更加稳定；由本发明涂料形成的膜具有更加出色的耐腐蚀性能；当将本发明的聚醚砜超细微粉用作塑料和玻璃的改性剂时，明显改善了塑料板和玻璃的表面平整度。此外，本发明的聚醚砜超细微粉更易与其它物料（如，聚四氟乙烯树脂等）混匀。 

特别是对于粒径范围为大于0.1μm且小于或等于1μm的聚醚砜超细微粉来说，相对于本发明的其它粒径范围，处于该粒径范围内的聚醚砜超细微粉更易与其它物料（如，聚四氟乙烯树脂等）混匀，且更易与水混合均匀中，并且在溶剂中不容易形成团聚物，溶解后性能更加稳定。 

比较例 

本发明人通过下述实验证明了本发明的水溶性涂料在耐碱性、耐盐腐蚀性和硬度方面均明显优于传统的聚酰胺酰亚胺（PAI）涂料： 

（1）盐水浸泡实验 

将按照传统方法制备的聚酰胺酰亚胺涂料和本发明的水溶性涂料1至3采用同样的涂布方法分别涂布工件，待固化形成膜后，分别采用5wt%NaCl水溶液进行浸泡实验，记录膜出现腐蚀的时间。 

本发明的水溶性涂料1至3分别通过采用粒径为2.5μm的聚醚砜超细微粉按如下配方进行配制： 

（i）水溶性涂料1： 

（ii）水溶性涂料2： 

（iii）水溶性涂料3： 

本发明人发现，按照传统方法制备的聚酰胺酰亚胺涂料在盐水浸泡实验中最多可坚持7天；而本发明的水溶性涂料1至3在盐水浸泡实验中坚持的时间接近，平均可坚持15天。 

（2）耐碱性实验 

将按照传统方法制备的聚酰胺酰亚胺涂料和本发明的水溶性涂料1至3（与上述盐水浸泡实验中采用的涂料配方相同）采用同样的涂布方法分别涂布工件，待固化形成膜后，分别采用3wt%氢氧化钠溶液进行浸泡实验，记录膜出现腐蚀的时间。 

本发明人发现，按照传统方法制备的聚酰胺酰亚胺涂料在耐碱性实验中最多可坚持5天；而本发明的水溶性涂料1至3在耐碱性实验中坚持的时间接近，平均可坚持15天。 

（3）抗磨性实验 

将按照传统方法制备的聚酰胺酰亚胺涂料和本发明的水溶性涂料1至3（与上述盐水浸泡实验中采用的涂料配方相同）采用同样的涂布方法分别涂布工件，待固化形成膜后，使该工件接受负重（5kg）转动摩擦来进行抗磨性实验，记录膜出现磨损时的摩擦转速。 

本发明人发现，按照传统方法制备的聚酰胺酰亚胺涂料在抗磨性实验中可经受约300转/分钟的负重摩擦转速；而本发明的水溶性涂料1至3在抗磨性实验中性能接近，平均可经受1000转/分钟以上的负重摩擦转速。 

以上内容是结合具体实施方式对本发明所作出的详细说明，但是不能据此认定本发明的保护范围只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干修改或替换，这些修改或替换都应当视为落入了本发明的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种聚醚砜超细微粉，其特征在于，所述聚醚砜超细微粉的粒径大于0.1μm且小于或等于5μm。

2.权利要求1所述的聚醚砜超细微粉在制备水溶性涂料中的用途。

3.权利要求1所述的聚醚砜超细微粉在作为塑料改性剂中的用途。

4.权利要求1所述的聚醚砜超细微粉在作为玻璃改性剂中的用途。

5.如权利要求3或4所述的用途，相对于待改性的塑料或玻璃的重量，向所述塑料或玻璃中加入10-30wt%、优选15wt%-25wt%的权利要求1所述的聚醚砜超细微粉。

6.一种水溶性涂料，所述涂料采用权利要求1所述的聚醚砜超细微粉制备，其特征在于，所述涂料包括以下成分：

7.如权利要求6所述的水溶性涂料，其特征在于，所述涂料包括以下成分：

8.如权利要求6或7所述的水溶性涂料，其特征在于，所述水溶性涂料进一步含有防粘连剂、增稠剂、分散剂、表面活性剂、防开花剂、消泡剂、流平剂或上述组分的组合。

9.制备如权利要求1所述的聚醚砜超细微粉的方法，其特征在于，所述方法包括：在乳化剂存在的情况下，将聚醚砜粉末或颗粒通过研磨装置进行研磨处理。

10.制备如权利要求6-8中任一项所述的水溶性涂料的方法，其特征在于，所述方法包括：将权利要求1所述的聚醚砜超细微粉、色浆、水、有机溶剂放入容器内混合均匀，得到混合物；随后将所述容器置于高速分散机下，将所述混合物利用所述高速分散机进行分散；将分散后的混合物经由200-400目的筛子进行过滤；向过滤后的混合物中加入聚四氟乙烯树脂，经搅拌器搅拌均匀后得到所述水溶性涂料。