CN1957304A - 含沸石耐磨氟聚合物组合物 - Google Patents

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CN1957304A CNA2005800168707A CN200580016870A CN1957304A CN 1957304 A CN1957304 A CN 1957304A CN A2005800168707 A CNA2005800168707 A CN A2005800168707A CN 200580016870 A CN200580016870 A CN 200580016870A CN 1957304 A CN1957304 A CN 1957304A
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Abstract

本发明提供了包含氟聚合物和有效量的沸石，以使由该组合物形成的膜的耐磨性比由该氟聚合物本身形成的膜提高至少25％的耐磨面漆组合物。本发明还提供了通过形成氟聚合物与足以提高膜的耐磨性的有效量的沸石的膜，提高融合辊上氟聚合物膜涂层耐磨性的方法。

Description

含沸石耐磨氟聚合物组合物
                       发明领域
本发明涉及含有提高由该组合物形成的膜的耐磨性的添加剂的氟聚合物组合物。
                       发明背景
氟聚合物树脂对光、热、溶剂、化学浸蚀和电应力有优越的稳定性，赋予了由这些聚合物或涂有该聚合物膜的基材制成的制品理想的性能。这种树脂，特别是全氟聚合物树脂，在其低表面能和隔离/不粘着特性方面是公知的。诸如耐磨性的机械性能可通过在这些树脂中掺入添加剂改善，从而延长其使用寿命，但这种添加剂会削弱聚合物的隔离性能。
氟聚合物的一种重要应用是在静电照相复制中，其中带静电电荷的静电复印粉熔化在接受体(例如纸或膜)上，使静电潜影变成可见图像。在热金属融合辊上采用氟聚合物树脂膜涂层提供了具有隔离表面的耐热聚合物膜，以防止静电复印粉粘附在融合辊上，使更多的静电复印粉固定在接受体上，以产生高质量打印图像。热融合辊通常被加热到约200℃的高温，以熔化静电沉积在接受体上的静电复印粉颗粒，然后使附着在接受体上的所得熔融图像脱落。如果熔融静电复印粉颗粒仍粘附在融合辊上，它们就会沉积在后续提供的接受体上，得到不满意的图像。因此，氟聚合物树脂的融合辊涂覆应用体现了精确释放熔融静电复印粉的关键要求，这取决于该树脂的熔融特性，且要求粘附接受器的是粘性材料。虽然本申请中已成功采用氟聚合物树脂涂料，但该涂层的缺点是，既受到依次接触融合辊的接受器的磨损，甚至还更严重地受到摩擦融合辊表面，以便将接受器从融合辊移开的拾取器操纵杆的磨损。问题是如何提高涂层的耐磨性，而不对涂层的隔离性能产生负面影响。
US 4425448(Concannon等)中公开了掺入沸石作为添加剂。沸石是通常含有碱金属或碱土金属氧化物的可逆水合硅酸铝，有时会被其他金属或被氢离子交换。Concannon等在聚四氟乙烯(PTFE)涂料组合物中掺入少量(低于干膜重量的2.6wt％)沸石，尤其是群青蓝，以阻止PTFE树脂的氧化降解。此外，还已知，在用于蒸煮的氟聚合物底漆组合物中掺入诸如群青蓝的沸石，以便在涂覆这种薄底漆层，然后罩面涂覆透明面漆组合物时，实现对隐含的基材缺陷着色。
然而，公开了在氟聚合物中掺入沸石添加剂的优点的文献没有解决提高氟聚合物耐磨性的同时保持聚合物的隔离性能的问题，也没有公开对于融合辊覆盖层的任何应用。仍然需要具有耐磨性和隔离的结合特性的组合物，特别是在静电照相复制领域。
                      发明概述
本发明满足了在融合辊上形成氟聚合物膜涂层组合物，使由该组合物形成的膜的耐磨性提高，同时保持优异隔离性能的需要。提高融合辊上氟聚合物膜涂层耐磨性的方法包括在其形成膜涂层之前，在氟聚合物中掺入有效量的沸石，将由该组合物形成的膜的耐磨性比由氟聚合物本身形成的膜提高至少25％。
本发明还涉及包含氟聚合物和有效量的沸石的面漆涂层组合物，将由该组合物形成的膜的耐磨性比由所述氟聚合物本身形成的膜提高至少25％。优选的沸石是碱金属硅酸铝，更优选群青色颜料。
本发明还涉及含有氟聚合物、有效量的导电颗粒材料和有效量的沸石，使由所述组合物形成的膜的耐磨性比由所述氟聚合物本身形成的膜提高至少25％的导电面涂层组合物。
在融合辊涂层应用中，该组合物通常含有有效量的少量导电颗粒材料，以防止电荷堆积在融合辊上，这些电荷会在静电复印粉颗粒接触融合辊并被辊熔化前从接受体上吸引静电复印粉颗粒。该添加剂对氟聚合物树脂涂层耐磨性的影响可以忽略，从而可包含在测定氟聚合物本身耐磨性的磨损试验中的氟聚合物中。
                      发明详述
本发明能同时提供良好耐磨性和良好隔离性能的改进方法和组合物将通过将该组合物用作复印机和激光打印机中融合辊的膜涂层来最好地说明。例如，在复印机中的静电照相复制中，将均匀带电的成像辊暴露在激光下，产生一系列静电图像。然后将静电复印粉涂覆在成像辊上的每个图像上，产生一系列与静电图像对应的静电复印粉图像。将静电复印粉图像转移到诸如纸或膜的接受体上。从成像辊分离出带有静电复印粉图像的接受体，并送入熔化装置中。熔化装置通常由两个辊组成，接受体从这两个辊形成的辊隙间穿过。上辊一般是涂有氟聚合物的金属辊，以下称为“融合辊”。第二辊(以下称为“支撑辊”)与融合辊一起形成辊隙，通常由诸如硅橡胶的柔性弹性材料制成。融合辊一般通过安装在融合辊芯部的内部热源加热。
在热金属融合辊上采用氟聚合物树脂膜涂层提供了具有隔离表面的耐热聚合物膜，以防止静电复印粉粘附在融合辊上，使更多静电复印粉固定在接受体上，以产生高质量打印图像。然而，通过复印机的大量纸张，以及拾取器操纵杆在融合辊表面的压力都对现有技术的氟聚合物涂层有磨损作用，造成涂层磨损，从而失去其作为隔离表面的作用。如实施例中所示，含有效量沸石的本发明的氟聚合物树脂组合物令人吃惊地将由该组合物形成的膜的耐磨性比用氟聚合物本身形成的膜提高了至少25％，优选至少50％。本发明意外发现，通过在氟聚合物树脂中加入有效量的沸石，使由该组合物形成的膜的耐磨性比由氟聚合物本身形成的膜提高了多达200％。此外，尽管沸石添加剂掺入量再增加，也保持了氟聚合物膜涂层的隔离性能。
氟聚合物
本发明的膜的组合物中的氟聚合物独立选自三氟乙烯、六氟丙烯、一氯三氟乙烯、二氯二氟乙烯、四氟乙烯、全氟丁基乙烯、全氟(烷基乙烯醚)、1，1-二氟乙烯和乙烯基氟的聚合物和共聚物和它们的混合物，以及所述聚合物与非氟聚合物的混合物。
用于本发明的氟聚合物优选可熔融加工。“可熔融加工”指该聚合物可以熔融状态加工(即可用熔体制成表现出足够强度和韧性，可用于预期用途的诸如膜、纤维和管等的成形制品)。这种可熔融加工的氟聚合物的实例包括四氟乙烯(TFE)与聚合物中存在的足够量的至少一种氟化可共聚单体(共聚单体)的共聚物，使基本上低于TFE均聚物聚四氟乙烯(PTFE)熔点的该共聚物的熔点降低到例如不高于315℃的熔点。这种氟聚合物包括聚氯三氟乙烯、四氟乙烯(TFE)或氯三氟乙烯(CTFE)的共聚物。与TFE共聚的优选的共聚单体是诸如六氟丙烯(HFP)的带有3-8个碳原子的全氟烯烃，和/或其中直链或分支的烷基含有1-5个碳原子的全氟(烷基乙烯醚)(PAVE)。优选的PAVE单体是其中烷基含有1、2、3或4个碳原子的单体，且该共聚物可用几种PAVE单体构成。优选的TFE共聚物包括FEP(TFE/HFP共聚物)、PFA(TFE/PAVE共聚物)、TFE/HFP/PAVE，其中PAVE是PEVE和/或PPVE和MFA(其中PAVE的烷基带有至少2个碳原子的TFE/PMVE/PAVE)。可熔融加工的共聚物可通过在共聚物中掺入一定量的共聚单体制成，以提供根据ASTM D-1238在具体共聚物的标准温度下测量一般为约1-100g/10min的熔体流动速率的共聚物。一般来说，通过US 4380618中描述的修改的ASTM D-1238方法在372℃下测量的熔体粘度将在102Pa.s-约106Pa.s，优选103-约105Pa.s之间。其他可熔融加工的氟聚合物是乙烯或丙烯与TFE或CTFE，特别是ETFE、ECTFE和PCTFE的共聚物。其他可用的聚合物是聚偏氟乙烯(PVDF)和1，1-二氟乙烯的共聚物，以及聚氟乙烯(PVF)和乙烯基氟的共聚物的成膜聚合物。
虽然氟聚合物成分优选是可熔融加工的，但包括不能熔融加工的改性PTFE的聚四氟乙烯(PTFE)可与可熔融加工的氟聚合物一起使用，或代替这种氟聚合物。“改性PTFE”指含有少量改善烘烤(熔化)期间的成膜能力的共聚单体改性剂，例如全氟烯烃，特别是六氟丙烯(HFP)或其中烷基含有1-5个碳原子的全氟(烷基乙烯基)醚(PAVE)，优选全氟(乙基乙烯基)醚(PEVE)和全氟(丙基乙烯基)醚(PPVE)的PTFE。这种改性剂的量对于赋予PTFE熔融加工性是不够的，一般不超过0.5mol％。PTFE，也为简化起见，可具有单一熔体粘度，通常为至少1×109Pa.s，但可用不同熔体粘度的PTFE混合物形成氟聚合物成分。这种高熔体粘度指PTFE在熔融状态下不流动，因此不能熔融加工。
本领域普通技术人员会认识到，可用各种氟聚合物的混合物实施本发明。
本发明的组合物包括涂覆在融合辊上形成涂层的组合物，以及该涂层，或更一般地说是诸如在融合辊表面形成的膜的组合物。关于用于形成涂层的组合物，本发明中所用的这些氟聚合物为平均粒度从1μm以下至约100μm的颗粒形式。许多氟聚合物通过水分散体聚合反应制备，其中聚合用氟聚合物颗粒的直径一般在0.01-0.3μm范围。这里公开的粒度是平均粒度。氟聚合物成分也可以诸如5-100μm，优选10-20μm直径的大粒度存在。这种大粒度可通过分散体的凝结，或通过US 6518349B1(Felix等)中描述的包括非必需的研磨步骤的喷雾干燥制备，以获得期望的粒度。在一个优选实施方案中，亚微米颗粒(分散体颗粒)和较大颗粒(粉末颗粒)都存在。
尽管用于本发明的氟聚合物是可熔融加工的，但含有该氟聚合物的组合物的膜一般可通过先提供作为液体介质的组合物，其中氟聚合物颗粒分散在有机溶剂或水或它们的混合物中，将该液体组合物涂覆在待涂覆基材上，然后干燥和烘烤该涂层，在基材上形成隔离涂层。优选该分散体既含有上述两种粒度范围，例如约15wt％-约30wt％亚微米粒度，和约10wt％-约20wt％较大粒度的氟聚合物颗粒。
液体介质可以是水或有机溶剂或它们的混合物。有机溶剂的实例包括N-甲基吡咯烷酮、丁内酯；高沸点芳族溶剂，包括诸如甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇的醇，诸如丙酮和甲基乙基酮(MEK)的酮，以及它们的混合物。
在另一个实施方案中，本发明的组合物可以是粉末涂覆诸如融合辊表面的表面，以形成膜的粉末形式。在这两个实施方案中，用液体介质和粉末涂料涂覆，氟聚合物的熔融加工性使氟聚合物颗粒在烘烤期间熔化在一起，形成连续膜(涂层)。
沸石
本发明涉及含沸石的氟聚合物组合物，使用该组合物形成的膜的耐磨性高于仅用氟聚合物形成的膜。用包含氟聚合物和沸石的组合物形成的膜的耐磨性至少提高25％，优选至少50％，更优选至少100％，最优选至少200％。
当该组合物形成膜时，基于膜的干重的沸石总量为至少3wt％，优选3wt％-25wt％，更优选3wt％-12wt％。
沸石是一般含有碱金属或碱土金属氧化物的可逆的水合硅酸铝，这些氧化物有时可用其他金属或氢离子交换。一般结构的定义是
               Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y]mH2O
其中M是n价阳离子，n为1或2。x与y之比可从1到本领域公知的大数变化。沸石包括许多天然存在的矿物和合成材料。以似长石公知的一类矿物与沸石最相关，包括在这里的术语沸石的含义中。具有开放结构和大空腔的包括钠沸石和群青的似长石与沸石最相关。优选的沸石是群青蓝，一种碱金属硅酸铝。用于本发明的沸石的粒度一般小于5微米，一般在0.5-3微米。
在该组合物中添加群青蓝提供了光洁涂层和吸引人的、很容易识别的蓝色膜涂层。
这种颜料还使涂覆期间组合物的热吸收性增加，优于现有技术的透明涂层，缩短了加工时间，这将在下面更详细描述。
导电颗粒
本发明的组合物除氟聚合物和沸石外还可含其他添加剂。优选用于融合辊的涂料组合物含有有助于静电聚集耗散的导电颗粒材料。在本发明优选实施方案中，本发明组合物中包含诸如云母的导电颗粒材料。云母通过云母片上诸如氧化锑或氧化锡的涂层赋予导电性。该组合物可作为选择地含有石墨或Ketjen Black作为导电添加剂。“导电”指用Pinion计测量的颗粒材料的表面电阻率小于108欧姆/平米。避免静电聚集的导电颗粒材料的有效量取决于所用颗粒材料。例如，当颗粒材料是导电碳时，仅需要约1-2wt％。当该材料是导电云母(涂覆导电材料的云母)时，一般需要约3-8wt％。这些重量均基于组合物的总干重，与烘烤重量相同。导电碳和导电云母可用于同一组合物中，以减少导电碳的用量，减小其对组合物颜色的影响。
云母为小片状颗粒形式。优选的小片状颗粒具有约10-200微米，优选20-100微米的平均粒度，不超过50％的薄片颗粒具有大于约300微米的平均粒度。涂有氧化物层的云母颗粒是US 3087827(Klenke和Stratton)、3087828(Linton)和3087829(Linton)中所描述的。
在特别优选的实施方案中，本发明的组合物是氟聚合物、沸石和导电颗粒的液体分散体。当该组合物形成膜时，沸石和导电颗粒材料的总量占这些成分加上氟聚合物的总重的至少5wt％，优选5-30wt％，最优选8-15wt％。该组合物可含如此大量的沸石和导电材料是因为它们的密度低于氟聚合物的密度，使氟聚合物的体积百分比远小于这些添加剂。因此，虽然本发明的组合物含有约85wt％-约92wt％氟聚合物，但该成分的体积百分比要高得多。
膜的形成
本发明涉及增加融合辊上的氟聚合物膜涂层的耐磨性的方法，包括在用氟聚合物形成膜涂层前，在氟聚合物中掺入有效量的沸石，使得足以将由所述组合物形成的膜的耐磨性比由所述氟聚合物本身形成的膜提高至少25％，优选至少50％。
在一个实施方案中，本发明组合物的膜通过借助诸如喷涂、滴涂、辊涂或刮涂的常规手段，将该组合物以液体分散体形式直接涂覆在基材上，然后在310℃-430℃温度下加热并熔化，产生厚度0.3密耳(7.6微米)-2密耳(50微米)，优选0.7密耳(18微米)-1.4密耳(36微米)的膜涂层形成。
在一个优选实施方案中，本发明的分散体在先用含耐热聚合物粘合剂的底漆组合物底涂基材后涂覆，所述粘合剂的存在能使底漆层附着在基材上。这种粘合剂组合物可非必需地含有氟聚合物。该粘合剂成分由加热熔化后形成膜且也对热稳定的聚合物组成。该成分在防粘罩面漆、在基材上附着含氟聚合物的底漆层，以及在底漆层中形成膜并成为部分底漆的底漆应用中是公知的。该粘合剂通常是不含氟的，并与氟聚合物粘合。
非氟化热稳定聚合物的实例包括聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚酰亚胺(PI)、聚苯硫(PPS)、聚醚砜(PES)、聚亚芳基-醚酮，以及作为聚苯氧(PPO)公知的聚(1，4-(2，6-二亚甲基苯基)氧化物)。这些聚合物也是无氟和热塑性的。所有这些树脂在至少140℃的温度下都是热稳定的。
在作为选择的实施方案中，通过将本发明的粉末组合物直接静电涂覆在基材，优选融合辊上，或涂覆在底涂基材上，然后在310℃-430℃温度下加热并熔化获得膜。
当本发明的组合物作为面漆涂覆在底漆上时，底漆层一般具有约4微米-约15微米的厚度，而面漆一般具有约12微米-约50微米的厚度。可涂覆多层面漆。
本发明组合物的膜在可承受烘烤温度的任何基材上形成，例如融合辊情况下的金属和陶瓷，其实例包括铝、阳极化铝、冷轧钢板、不锈钢板、搪瓷、玻璃和耐高温陶瓷。该基材可以是光滑的、蚀刻过的或喷过砂的。
在优选实施方案中，将含沸石的氟聚合物分散体涂覆在金属融合辊上，并用红外加热器烘烤。组合物中沸石的存在使涂层吸热率比透明氟聚合物涂层高。吸热率提高缩短了烘烤时间，使涂层固化更快，能以更快的速度制备融合辊，这是工业生产的重要优点。
融合辊应用中所用导电面漆组合物的良好隔离性能可通过用诸如600粒度的细石英砂研磨该组合物形成的膜表面的额外步骤改善。当该膜形成诸如融合辊的辊表面时，可使辊旋转，在旋转期间沿表面研磨得到需要的光洁度。这种研磨消除了沸石的“凸起”并覆盖氟聚合物，使表面光滑并降低可能损害膜的隔离性能的粗糙度。所得经研磨的膜既提高了耐磨性，也提供了良好隔离性能。膜表面需要的光洁度一般由目测确定，即膜表面应具有一般没有地形学的光滑表面。
具有用本发明组合物形成的膜表面的优选产品包括融合辊和皮带、管子、传送带；化学加工装置，包括罐、料槽、辊表面、刀片、铁底盘、炊具、烤具等。
                      试验方法
磨损试验-推力法
用ASTM D3072中指定的FALEX corporation，Sugar Grove，IL提供的Falex磨损试验机测定涂层的磨耗指数。将一个固定的铝垫圈试样放置在下试样保持器上。该垫圈的结构由ASTM D3072指定。将一个带涂层的旋转圆片试样安装在与下固定铝垫圈试样接触的旋转轴上。然后加上21.8kg负载。试样旋转速度设定为500rpm。每5000圈后停止试验，记录重量损失。试验继续进行到30000圈或基材开始显现(基材变得可见)为止。磨耗指数由每毫克总重量损失的总摩擦圈数确定(圈数/毫克磨损)。
磨损试验-滚筒磨损
用打算模拟复印机中纸张对融合辊的磨损的耐磨性试验测定涂层的磨损率。小心地精确测量试验辊的直径。将试验辊以旋转结构安装。通过沿0.25英寸(0.64cm)接触路径在纸张上施加610g重量，将2.25英寸(5.7cm)宽的标准现金记帐纸带按压在辊上。试验辊以60rpm旋转。每旋转10次后，将纸带移动0.29英寸(0.74cm)，使新纸贴着磨损表面。温度为室温，空调到约75(24℃)。10000圈后或露出基材时停止试验并记录旋转次数。测量磨损区上辊子的直径。磨损率以每微米磨损量的循环次数计。
隔离试验
涂料组合物在融合辊上的隔离试验在商用复印机Ricoh AF 350上进行。通过没有静电复印粉污染的复印次数判断涂层。静电复印粉污染是融合辊隔离静电复印粉能力差的结果，静电复印粉堆积在辊子上，导致复印质量差。
                      实施例
在以下实施例中，通过在800(427℃)下烘烤30分钟，并用粒度40的氧化铝喷砂到约70-125微英寸Ra的粗糙度，清洗待涂覆基材。用得自位于Glendale Heights，IL的DeVilbiss的MSA-510型喷枪涂覆液体涂料。
对于实施例1，在钢质圆片试样上涂覆底漆层，然后在66℃下烘烤5分钟。旋转圆片结构由ASTM D3072规定。底漆层的干膜厚(DFT)为约10微米。涂两遍面漆，在66℃下烘烤5分钟，然后在149℃下烘烤10分钟。涂覆后的盘最后在399℃下烘烤5分钟。涂层的总干膜厚(DFT)为约100微米。通过推力磨损重量损耗方法试验该涂覆试样。
实施例中所用底漆具有以下烘烤前的组分：
              表1、液体底漆
  成分   wt％
  氟聚合物
  PTFE分散体   12.8
  PFA分散体   8.8
  FEP分散体   9.5
  聚合物粘合剂
  聚酰胺酰亚胺   4.6
  胶体二氧化硅   2.9
  溶剂
  水   50.4
  其他有机物*   7.3
  颜料   3.4
  分散剂   0.3
  合计   100
*其他有机物可包括诸如N-甲基-2-吡咯烷酮、MIBK(甲基异丁基酮)的溶剂，诸如重石脑油、二甲苯等的烃，糠醇、三乙醇胺或它们的混合物。
PTFE分散体：59-61％固体PTFE，粒度：170-210nm，熔点：(第一熔点)337℃，(第二熔点)317℃
PFA分散体：58-62％固体PFA，粒度：185-245nm，PPVE含量：2.9-3.6wt％，MFR：1.3-2.7g/10min@372℃
FEP分散体：54.5-55.5％固体FEP，粒度：160-220nm，HFP含量：9.3-12.4wt％，MFR：11.8-21.3g/10min@372℃
           实施例1、氟聚合物和UMB的耐磨性
如上所述制备经清洗并涂覆底漆的许多圆片基材。在有底漆的基材上涂覆面漆。实施例1中形成的面漆具有以下表2中所示组分。群青蓝(UMB)加料率在干膜的0wt％-20.0wt％间变化。通过上述推力磨损重量损失法测试的试样对不同UMB含量的磨损试验结果示于表3。
                       表2、群青蓝改性的面涂层组合物
  干膜中的群青蓝添加比wt％   0.0   4.0   8.0   12.0   16.0   20.0
  氟聚合物
  PFA分散体   37.9   37.9   37.9   37.9   37.9   37.9
  PFA粉   12.3   12.3   12.3   12.3   12.3   12.3
  溶剂
  水 24.5 23.0 21.3 19.5 17.5 15.3
  有机物*   17.4   17.4   17.4   17.4   17.4   17.4
  添加剂
  导电云母   1.89   1.89   1.89   1.89   1.89   1.89
  群青蓝***   0.00   1.55   3.22   5.06   7.06   9.27
  其他添加剂**   0.203   0.203   0.203   0.203   0.203   0.203
  分散剂   5.49   5.49   5.49   5.49   5.49   5.49
  合计   Wt％   100   100   100   100   100   100
*其他有机物可包括诸如N-甲基-2-吡咯烷酮、二甘醇一丁基醚的溶剂，诸如重石脑油、二甲苯等的烃，油酸、三乙醇胺或它们的混合物。
**其他添加剂包括不导电云母、炭黑
***群青蓝和水混合形成分散体
PFA分散体：58-62％固体PFA，粒度：185-245nm，PPVE含量：2.9-3.6wt％，MFR：1.3-2.7g/10min@372℃
PFA粉：含3.5-4.6wt％PPVE、熔体流动速率为9.7-17.7g/10min、平均粒度为20微米的TFE/PPVE氟聚合物树脂。
表3、推力磨损试验结果
膜中的群青蓝添加比wt％    0(对照物)  4.0   8.0  12.0  16.0  20.0
磨耗指数(每1mg磨损的周期数)   263.2  444.7   416.2  681.8  909.1  937.5
以下比较例A和实施例2中形成的面漆具有以下烘烤前的组分：
表4、比较例A和2的面漆组合物
干膜中的群青蓝添加比，wt％     0(对照物)AWt％     6.42Wt％
成分
氟聚合物PFA分散体PFA粉 37.912.3 36.311.7
溶剂水有机物* 24.817.4 25.716.7
颜料导电云母群青蓝其他颜料** 1.9-0.2 1.82.4-
分散剂     5.5     5.4
合计     100.0     100.0
*其他有机物可包括诸如N-甲基-2-吡咯烷酮、二甘醇一丁基醚的溶剂，诸如重石脑油、二甲苯等的烃，油酸、三乙醇胺或它们的混合物。
**其他颜料包括不导电云母、炭黑
PFA分散体：58-62％固体PFA，粒度：185-245nm，PPVE含量：2.9-3.6wt％，MFR：1.3-2.7g/10min@372℃
PFA粉：含3.5-4.6wt％PPVE、熔体流动速率为9.7-17.7g/10min、平均粒度为20微米的TFE/PPVE氟聚合物树脂。
                  比较例A-对照涂层
在铝试验辊(10.5英寸，26.7cn长；1.125英寸，2.9cm直径)上涂覆上述底漆层，然后在150℃烘烤5分钟。底漆层的干膜厚(DFT)为8-12微米。涂覆不含群青蓝和micropulp的面漆A，然后在800(427℃)烘烤10分钟。涂层的总干膜厚(DFT)为35-45微米。该涂层在上述辊磨损试验中的试验结果为1068周期/微米磨损。通过在商业复印机Ricoh AF 350上试验，对该涂层进行上述隔离试验。由于涂层磨损，在约35000次复印后产生静电复印粉污染。
                  实施例2-群青蓝改性
如上所述在铝测试辊(10.5英寸，26.7cm长；1.125英寸，2.9cm直径)上涂覆一层底漆，然后在150℃下烘烤5分钟。底漆层的干膜厚(DFT)约8-12微米。涂覆含群青蓝的面漆2，然后在800(427℃)烘烤10分钟。涂层的总干膜厚(DFT)为35-45微米。该涂层在上述辊磨损试验中试验时结果为3814周期/微米磨损。通过在商业复印机Ricoh AF 350上试验，对该涂层进行上述隔离试验。由于涂层磨损，在约50000次复印后产生静电复印粉污染。
         表5、融合辊磨损试验概览
  比较例A   实施例2
  对照物   群青蓝
  群青蓝的wt％，膜   0   6.4
  每微米的循环数   1068   3814

Claims (15)

1、提高融合辊上氟聚合物膜涂层的耐磨性的方法，包括在由其形成所述膜涂层之前，在氟聚合物中掺入足以将由所述组合物形成的膜的耐磨性比由所述氟聚合物本身形成的膜提高至少25％的有效量的沸石。
2、权利要求1的方法，其中由包含氟聚合物和有效量的沸石的组合物形成的膜的耐磨性比由所述氟聚合物本身形成的膜提高至少50％。
3、包含氟聚合物和有效量的沸石，以使由所述组合物形成的膜的耐磨性比由所述氟聚合物本身形成的膜提高至少25％的面漆组合物。
4、包含氟聚合物、有效量的导电颗粒材料和有效量的沸石，以使由所述组合物形成的膜的耐磨性比由所述氟聚合物本身形成的膜提高至少25％的导电面漆组合物。
5、权利要求3的组合物，其中所述沸石含量为干膜组合物的至少3wt％，所得组合物在形成膜涂层用于融合辊时不会附着复印机静电复印粉。
6、权利要求5的组合物，其中所述沸石含量为至少约3wt％-约25wt％。
7、权利要求5的组合物，还含有有效量的导电颗粒材料。
8、权利要求3的组合物，其中所述沸石是碱金属硅酸铝。
9、权利要求5的组合物，其中所述硅酸盐是群青蓝颜料。
10、融合辊用膜涂层形式的权利要求3的组合物。
11、分散在液体介质中的权利要求3的组合物。
12、粉末形式的权利要求3的组合物。
13、权利要求3的组合物的膜。
14、作为融合辊上的膜涂层的权利要求12的膜。
15、权利要求3的组合物在融合辊上形成膜涂层的用途。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103289260A (zh) * 2013-05-07 2013-09-11 浙江大学 超细沸石粉填充ptfe复合材料的制备方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005257989A (ja) * 2004-03-11 2005-09-22 Nitto Kogyo Co Ltd 定着用回転体
US7601401B2 (en) * 2004-11-19 2009-10-13 E.I. Du Pont De Nemours And Company Process for applying fluoropolymer powder coating as a primer layer and an overcoat
US7910527B2 (en) * 2006-03-21 2011-03-22 University Of Florida Research Foundation Wear resistant lubricious composite
CN102127347A (zh) * 2010-01-14 2011-07-20 3M创新有限公司 用于玻璃的含氟聚合物涂料以及包含它的制品
US20140170409A1 (en) * 2011-05-13 2014-06-19 University Of Florida Research Foundation, Inc Low-wear fluoropolymer composites
US9982209B2 (en) * 2012-05-14 2018-05-29 University Of Florida Research Foundation, Inc Low-wear fluoropolymer composites
CN115232555B (zh) * 2022-08-15 2023-06-27 佛山市顺德区安木森新材料有限公司 一种蒸汽发生涂层的涂料组合物及蒸汽发生涂层

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1165182B (de) * 1961-06-28 1964-03-12 Du Pont Pigment auf der Basis von durchscheinenden glimmerartigen Schuppen und Verfahren zu dessen Herstellung
US3087829A (en) * 1961-06-28 1963-04-30 Du Pont Micaceous pigment composition
US3087828A (en) * 1961-06-28 1963-04-30 Du Pont Nacreous pigment compositions
US4425448A (en) * 1982-05-20 1984-01-10 E. I. Du Pont De Nemours & Co. Polytetrafluoroethylene resin with degradation retarder
US5376307A (en) * 1990-08-09 1994-12-27 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fluorocarbon paint composition
EP0591531A1 (en) * 1992-04-03 1994-04-13 Nippon Carbide Kogyo Kabushiki Kaisha Fluororesin laminated metal and method of manufacturing said metal
CN1236912C (zh) * 2000-08-17 2006-01-18 华福涂料公司 多涂层无粘性涂料层系和采用此方法涂敷的制品

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103289260A (zh) * 2013-05-07 2013-09-11 浙江大学 超细沸石粉填充ptfe复合材料的制备方法
CN103289260B (zh) * 2013-05-07 2015-11-04 浙江大学 超细沸石粉填充ptfe复合材料的制备方法

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WO2005119375A1 (en) 2005-12-15

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