DE60210152T2 - Wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren - Google Patents

Wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren Download PDF

Info

Publication number
DE60210152T2
DE60210152T2 DE60210152T DE60210152T DE60210152T2 DE 60210152 T2 DE60210152 T2 DE 60210152T2 DE 60210152 T DE60210152 T DE 60210152T DE 60210152 T DE60210152 T DE 60210152T DE 60210152 T2 DE60210152 T2 DE 60210152T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aqueous dispersions
dispersion
fluoropolymers
weight
range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60210152T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60210152D1 (de
Inventor
Tiziana Poggio
Enrico Marchese
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Solvay Specialty Polymers Italy SpA
Original Assignee
Solvay Solexis SpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solvay Solexis SpA filed Critical Solvay Solexis SpA
Publication of DE60210152D1 publication Critical patent/DE60210152D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60210152T2 publication Critical patent/DE60210152T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D127/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D127/02Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D127/12Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/18Homopolymers or copolymers or tetrafluoroethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D127/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D127/02Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D127/12Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C09D127/18Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/02Polyalkylene oxides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/3154Of fluorinated addition polymer from unsaturated monomers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren, die zum Beschichten von Metall und keramischen Oberflächen und bei der Imprägnierung von Textilien, Glas, Kohlenstoff oder Aramidfasern verwendbar sind.
  • Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren mit verbesserter Stabilität gegen Segregation bzw. Auftrennung und mit einer geringeren Schwankung in der Viskosität mit der Temperatur, wodurch sie besonders bei der Imprägnierung von Textilien und bei der Gewinnung von Beschichtungen mit verbesserten Eigenschaften auf Metallsubstraten ohne Färbungsprobleme geeignet sind.
  • Bekanntlich werden bei der Emulsionspolymerisation wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren erhalten, die einen Trockenpolymergehalt von im Allgemeinen nicht höher als 30–35 Gew.-% aufweisen. Bei der Polymerisation wird im Allgemeinen ein fluorierter ionischer Stabilisator verwendet, sodass die Koagulation der Polymerteilchen vermieden wird. Um Dispersionen mit kolloidaler Stabilität zu erhalten, ist es notwendig, dass die Menge an Trockenpolymer nicht höher als 30–35 Gew.-% ist.
  • Zum Beschichten von verschiedenen Substratarten, wie beispielsweise Metalle, Keramiken, oder für die Imprägnierung von Glas, Kohlenstoff oder Aramidfasern ist jedoch die Verwendung von Dispersionen von Fluorpolymeren mit einem höheren Trockenpolymergehalt vorteilhaft, insbesondere mit einem Trockenpolymergehalt gleich 60 Gew.-%. Die Dispersionen mit einem hohen Polymergehalt zeigen die besten Anwendungseigenschaften, d.h. einen guten Ausgleich zwischen der Abscheidung einer ausreichenden Materialmenge auf dem Substrat, einer geringen Men ge an Wasser, die während der Trocknungsphase verdampft werden muss und einer geeigneten Viskosität der Dispersion in Verbindung mit der Auftragungstechnik und dem zu beschichtenden, hergestellten Gegenstand.
  • Deshalb werden die aus der Polymerisation erhaltenen Dispersionen einem Aufkonzentrierungsschritt unterzogen, worin sie durch Anwendung von geeigneten Tensiden, im Allgemeinen nichtionischen, stabilisiert werden. Die Verwendung der Tenside erlaubt Dispersionen mit einem Trockenpolymergehalt von bis zu 70 Gew.-% herzustellen. Für die Dispersionskonzentration sind verschiedene Verfahren bekannt, die Verdampfung unter Vakuum (USP 3 316 201), Elektrodekantierung (GB-A 642 025), Ultrafiltration (USP 4 369 266) umfassen. Alternativ wird reversible Flockulierung der das nichtionische Tensid enthaltenden Dispersion durch Erhitzen über die Trübungspunkttemperatur des Tensids induziert (USP 3 037 953).
  • Die konzentrierte Dispersion muss sehr gute Stabilitätseigenschaften gegen Segregation aufweisen, um Nachteile während der verschiedenen Arbeitsschritte (Transport, Lagerung, Formulierung, Auftragung) zu vermeiden und um eine ausreichend lange Lebensdauer bzw. Standzeit der Verbindung bzw. Compound zu erlauben. Es ist tatsächlich bekannt, dass aufgrund des Unterschiedes der Dichte zwischen Fluorpolymeren (Dichte etwa 2 g/ml) und Wasser (Dichte 1 g/ml) Segregationsphänomene leicht auftreten und zur Bildung von nicht wieder dispergierbaren Aggregaten führen können (Kuchenbildung). Dies beeinträchtigt die Möglichkeit der Verwendung von konzentrierten Dispersionen. Außerdem muss die konzentrierte Dispersion gute Benetzbarkeitseigenschaften für die zu beschichtende Oberflächen und geringe Viskositätsschwankungen in dem Anwendungstemperaturbereich aufweisen, sodass eine sorgfältige Steuerung des Beschichtungsverfahrens möglich ist. Auf diese Weise werden während der Auftragung der anschließenden Schichten von Fluorpolymer Probleme der Erzeugung von Mängeln, wie Koagulum, Blasenbildung, vermieden, die Grenzen für die haupt sächliche Anwendung dieser Dispersionen, insbesondere bezüglich Hochproduktivitätsauftragungstechniken, wie Imprägnierung, Gießen, darstellen.
  • Ein Verfahren zum Stabilisieren von konzentrierten Dispersionen von Fluorpolymeren besteht in der Verwendung von nichtionischen Tensiden der Klasse von Alkylphenolen oder polyethoxylierten Alkoholen. Beispielsweise beschreibt USP 3 301 807 die Aufkonzentrierung und Stabilisierung von PTFE-Dispersionen durch die Verwendung von Tensiden der Klasse von polyethoxylierten Alkylphenolen. Die Verwendung von diesen Stabilisatoren zeigt verschiedene Nachteile vor allem bezüglich der Zersetzung des Tensids während der Fluorpolymersinterphase. Die Rückstände der Tensidzersetzung sind tatsächlich für das Färben der hergestellten Gegenstände, die mit den vorstehend auf konzentrierten PTFE-Dispersionen behandelt wurden, verantwortlich. Außerdem kann es durch Anwenden von polyethoxylierten Alkylphenolen als Stabilisatoren während der Auftragung der Dispersion zur Bildung von Rauch kommen, der schädliche, flüchtige Substanzen enthält.
  • In USP 5 985 966 wird eine wässrige Dispersion von Fluorpolymeren, die mit einem phenolischen Tensid stabilisiert wurden, beschrieben, dessen hydrophiler Teil neben der Polyoxyethylenkette eine ionische Gruppe -SO3M (M = Na, K oder NH4) enthält. Die so stabilisierte Dispersion zeigt gute Scherstabilität, was sie für die Verwendung für die Oberflächenbeschichtung auch durch Mehrschichtabscheidung geeignet macht. Die in diesem Patent beschriebenen Dispersionen erlauben jedoch nicht die erforderliche Farbe und Transparenteigenschaften des abgeschiedenen Films zu erhalten. Tatsächlich ist die Tensidzersetzung während des Fluorpolymersinterns für das Verfärben der beschichteten hergestellten Gegenstände verantwortlich.
  • In USP 5 219 910 wird die Verwendung von oxidierten Alkylaminen als Stabilisatoren zum Gewinnen von konzentrierten Dispersionen von Fluorpolymeren mitgeteilt, die in der Lage sind, einen Film von fluoriertem Material mit verbesserten Farbeigenschaften und einem geringeren Gehalt an organischen Rückständen nach dem Sintern zu erzeugen. Die oxidierte Alkylamine enthaltenden konzentrierten Dispersionen zeichnen sich jedoch durch eine zu starke Schaumbildung aus, was während des Abscheidungsverfahrens die Bildung einer inhomogenen Schicht mit dem Vorliegen von Löchern nach sich zieht. Deshalb werden vom industriellen Standpunkt mit diesen Dispersionen keine befriedigenden Qualitätsbeschichtungen erhalten.
  • EP 818 506 beschreibt die Verwendung von ethoxylierten Alkholen als Stabilisatoren für Fluorpolymerdispersionen. Die Stabilisatoren enthalten 65% bis 70 Gew.-% Ethylenoxid und haben einen Trübungspunkt im Bereich von 45°C–85°C. Die Farb- und Transparenteigenschaften des erhaltenen Films erweisen sich als gut. Jedoch haben durch den Anmelder ausgeführte Tests (siehe die Vergleichsbeispiele) gezeigt, dass die Verwendung der Stabilisatoren das Gewinnen von konzentrierten Fluorpolymerdispersionen mit einer begrenzten Stabilität gegen Segregation und einer deutlichen Viskositätsschwankung mit der Temperatur nach sich zieht. Starke Viskositätsschwankungen mit der Temperatur ergeben Schwierigkeiten während der Abscheidung der Dispersion beim Auftragungsschritt, da es sehr schwierig ist, Beschichtungen mit einer homogenen Dicke zu erhalten. Außerdem führt eine begrenzte Stabilität gegen Segregation zur Gewinnung von Dispersionen, die nicht für lange Zeit gelagert werden können.
  • Deshalb wurde der Bedarf für wässrige konzentrierte Dispersionen von Fluorpolymeren, die die vorstehenden Nachteile von bekannten Dispersionen des Standes der Technik überwinden und die nachstehende Kombination von Eigenschaften aufweisen, verspürt:
    • – eine verbesserte Stabilität gegen Segregation, insbesondere eine stark verminderte Segregationsgeschwindigkeit bezüglich der Dispersionen vom bekannten Stand der Technik.
    • – eine begrenzte Viskositätsschwankung mit der Temperatur, was einen besseren Abscheidungsvorgang der Dispersion zum Gewinnen von Beschichtungen mit einer homogenen Dicke bedeutet.
    • – hoher Weißgrad und Transparenzindex des abgeschiedenen Films.
  • Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind deshalb wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren, die als Stabilisator 1 bis 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2,5 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf das Fluorpolymer, von einem nichtionischen Tensid enthalten, das die nachstehende Struktur aufweist: CH3(CH2)nO(C3H6O)p(CH2CH2O)mH (I),worin n, m, p ganzen Zahlen sind, und
    n im Bereich 8–20, vorzugsweise 12–15, liegt;
    m im Bereich 5–20, vorzugsweise 7–12, liegt;
    p im Bereich 1–8 liegt, vorzugsweise ist es 1 oder 2.
  • Die erfindungsgemäßen wässrigen Dispersionen von Fluorpolymeren haben eine Konzentration an Trockenpolymer im Bereich 10%–75 Gew.-%, vorzugsweise 50–70 Gew.-% in Form von kolloidalen Fluorpolymerteilchen, wobei der mittlere Durchmesser der Fluorpolymerteilchen im Bereich von 5–300 nm liegt.
  • Die untere Konzentrationsgrenze des Stabilisators wird durch 1 Gew.-%, bezogen auf das Polymer, wiedergegeben. Es wurde vom Anmelder gefunden, dass bei Konzentrationen unter der Grenze die Dispersion sich mechanisch nicht sehr stabil verhält. Bei Konzentrationen, die höher als 30 Gew.-%, bezogen auf das Polymer, liegen, wird die Dispersionsviskosität für Beschichtungsauftragungen zu hoch. Es ist bevorzugt, eine Stabilisatorkonzentration im Bereich von 2,5–7 Gew.-% anzuwenden und in jedem Fall das vollständige Bedecken der Polymerteilchenoberfläche in Verbindung mit deren Durchmesser zu garantieren.
  • Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Fluorpolymere sind ausgewählt aus:
    • 1) Homopolymeren von Tetrafluorethylen (TFE) oder dessen Copolymeren mit einem oder mehreren Monomeren, die mindestens eine Ungesättigtheit vom Ethylentyp in einer Menge von 0 bis zu 3 Molprozent, vorzugsweise 0,01 bis 1 Molprozent, enthalten;
    • 2) Thermoplastische Copolymere von TFE mit einem oder mehreren Monomeren, die mindestens eine Ungesättigtheit vom Ethylentyp aufweisen;
    • 3) Homopolymeren von Chlortrifluorethylen (CTFE) oder dessen thermoplastischen Copolymeren mit einem oder mehreren Monomeren, die mindestens eine Ungesättigtheit vom Ethylentyp enthalten;
    • 4) Homopolymeren von Vinylidenfluorid (VDF) oder dessen thermoplastischen Copolymeren mit einem oder mehreren Monomeren, die mindestens eine Ungesättigtheit vom Ethylentyp enthalten.
  • Die Comonomere mit Ethylenungesättigtheit, die verwendet werden können, sind sowohl vom hydrierten als auch vom fluorierten Typ.
  • Unter den hydrierten Comonomeren können wir erwähnen: Ethylen, Propylen, Acrylmonomere, beispielsweise Methylmethacrylat, (Meth)acrylsäure, Butylacrylat, Hydroxyethylhexylacrylat, Styrolmonomere, wie beispielsweise Styrol.
  • Unter den fluorierten Comonomeren können wir erwähnen:
    • – C3-C8-Perfluorolefine, wie Hexafluorpropen (HFP);
    • – hydrierte C2-C8-Fluorolefine, wie Vinylfluorid (VF), Vinylidenfluorid (VDF), Trifluorethylen, Hexafluorisobuten, Perfluoralkylethyen CH2=CH-Rf, worin Rf ein C1-C6-Perfluoralkyl darstellt;
    • – C2-C8-Chlor- und/oder Brom- und/oder Jodfluorolefine, wie Chlortrifluorethylen (CTFE);
    • – CF2=CFORf (Per)fluoralkylvinylether (PAVE), worin Rf ein C1-C6-(Per)fluoralkyl, beispielsweise CF3, C2F5, C3F7, darstellt;
    • – CF2=CFOX (Per)fluor-oxyalkylvinylether, worin X bedeutet: ein C1-C12-Alkyl oder ein C1-C12-Oxyalkyl oder ein C1-C12-(Per)fluoroxyalkyl mit einer oder mehreren Ethergruppen, beispielsweise Perfluor-2-propoxypropyl; Fluordioxole, vorzugsweise Perfluordioxole.
  • Die thermoplastischen TFE-Copolymere sind vorzugsweise:
    • – TFE-Copolymere, die 7 bis 27 Gew.-% Hexafluorpropen enthalten;
    • – Copolymere, die 0,5 bis 18 Gew.-%, insbesondere 2 bis 10 Gew.-%, von einem oder mehreren Perfluoralkylvinylethern und/oder fluorierten Dioxolen enthalten, vorzugsweise ausgewählt aus Methyl-, Ethyl-, Propylvinylether, 2,2,4-Trifluor-5-trifluormethoxy-1,3-dioxol (TDD), Perfluor-2,2-dimethyl-1,3-dioxol (PDD).
  • Die erfindungsgemäße Dispersion kann ausgehend von dem Polymerisationslatex durch Zugabe von einem nichtionischen Tensid mit Struktur (I) erhalten werden. Um nach der Zugabe des Stabilisators eine konzentrierte Dispersion zu erhalten, kann die Konzentrierung der Dispersion ausgeführt werden. Hierzu kann eine der nachstehenden Techniken angewendet werden: Verdampfung unter Vakuum, Elektrodekantierung, Ultrafiltration.
  • Bezüglich der Polymerisation von Fluorpolymeren kann sie in wässrigem Medium gemäß auf dem Stand der Technik gut bekannten Verfahren in Gegenwart von Radikalstartern, sowohl vom anorganischen Typ (Alkali- oder Ammoniumpersulfate, -perphosphate, -perborate oder -percarbonate) als auch vom organischen Typ (Peroxydibernsteinsäure), gegebenenfalls in Kombination mit Eisen-, Kupfer- oder Silbersalzen oder von anderen leicht oxidierbaren Metallen ausgeführt werden. In dem Reaktionsmedium fluorierte ionische Tenside der Formel: Rf-XM+ liegen vor, worin Rf eine C5-C16-(Per)fluoralkylkette oder eine (Per)fluorpolyoxyalkylenkette darstellt, X -COO oder -SO3 darstellt, M+ ausgewählt ist aus: H+, NH4 +, einem Alkalimetallion. Unter den am üblichsten verwendeten erinnern wir an: Ammoniumperfluoroctanoat, (Per)fluorpolyoxyalkylene, die mit einer oder mehreren Carboxylgruppen beendet sind, usw.
  • Alternativ wird die Polymerisation in Gegenwart einer Mikroemulsion von Perfluorpolyoxyalkylenen gemäß USP 4 789 717 und USP 4 864 006 ausgeführt.
  • Die Polymerisationsreaktion wird im Allgemeinen bei Temperaturen im Bereich von 25°–150°C unter einem Druck von bis zu 10 MPa ausgeführt.
  • Ohne durch beliebige Theorie gebunden sein zu wollen, ist der Anmelder der Meinung, dass die Teilchenstruktur des Tensids der Erfindung sich mit der Stabilisierungsstärke der Dispersion erhöht und insbesondere, dass durch Erhöhen des hydratisierten Radius der kolloidalen Polymerteilchen die Segregationsgeschwindigkeit sinkt. Außerdem beeinflusst die Teilchenstruktur des Tensids der Erfindung das rheologische Verhalten der konzentrierten Dispersion positiv, da die Viskosität eine begrenzte Schwankung in einer Funktion zur Temperatur im Bereich von 20°–40°C, der üblicherweise für Beschichtungsauftragungen verwendet wird, zeigt.
  • Die konzentrierte Dispersion von Fluorpolymeren der vorliegenden Erfindung zeigt eine verbesserte Stabilität gegen Segregation, da sie eine Segregationsgeschwindigkeit unter etwa 50% (siehe die Beispiele) bezüglich einer Dispersion, stabilisiert mit polyethoxyliertem Octylphenol (kommerziell bekannt als TRITON® X100), was bei der Herstellung von auf PTFE basierenden Dispersionen verwendet wird, zeigt. Außerdem zeichnet sich die erfindungsgemäße Dispersion durch eine begrenzte Viskositätsschwankung mit der Temperatur aus, wodurch sie besonders zum Gewinnen von homogenen Beschichtungen ohne Mängel der Beschichtung auf Substraten von verschiedener Beschaffenheit geeignet ist, selbst bei Mehrschichtabscheidung von Fluorpolymeren. Außerdem ergeben die erfindungsgemäßen Stabilisatoren keine Färbungsprobleme.
  • Die erfindungsgemäße Dispersion von Fluorpolymeren kann als solche oder in speziellen Formulierungen für die Beschichtung von Metall, Keramikträgern oder bei der Imprägnierung von Fasern und Textilien von verschiedenen Materialien verwendet werden. Hinsichtlich der Abscheidung können Tauch-, Gießtechniken, Walz-, Film- oder Sprühauftragung verwendet werden.
  • Die erfindungsgemäße Dispersion kann gegebenenfalls die nachstehenden Komponenten in auf dem Fachgebiet bekannten Mengen enthalten:
    • – Wasser, organische Lösungsmittel, wie beispielsweise Ethyl- oder Isopropylalkohol;
    • – Anhaftungsförderer, Farbstoffe, Pigmente;
    • – Metalloxide zur Verbesserung der mechanischen Beschichtungseigenschaften;
    • – Salze, beispielsweise Kaliumchlorat mit dem Zweck der Verbesserung der Dispersionsfilmbildung;
  • Weitere Duftsubstanzen, beispielsweise Pinenderivate, beispielsweise polyethoxyliertes β-Pinen, können zugegeben werden, um einen angenehmen Geruch zu verleihen. Die Menge an Duftsubstanzen liegt beispielsweise im Bereich, bezogen auf PTFE + Wasser der Dispersion, von 0,05–5 Gew.-%.
  • Um außerdem die Benetzungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Dispersion zu verbessern, können die nachstehenden Komponenten gegebenenfalls in einer Menge, vorzugsweise im Bereich von 500–3000 ppm, bezogen auf die Gesamtdispersion (Wasser + Fluorpolymer), zugegeben werden:
    • – anionische, vorzugsweise fluorierte Tenside, wie beispielsweise Ammoniumperfluoroctanoat, Verbindungen der Struktur F-(CF2-CF2)n-CH2-CH2-SO3M (FORAFAC® 1033D), ClC3F6O(C3F6O)n-CF2COONH4 (FLUOROLINK® 7004);
    • – fluorierte nichtionische Tenside, wie beispielsweise die Verbindungen der Struktur CF3(CF2)5-(CH2CH2O)8H (Forafac® 1110D), C3F6Cl-O-(CF2CF(CF3)O)m(CF2O)n-CF2-CONH-(CH2CH2O)21CH2CH2OCH3 (Fluorolink 7005®).
  • Die erfindungsgemäßen Dispersionen zeigen sehr gute Eigenschaften von Stabilität gegen Segregation und Auftragungseigenschaften, sodass die Auftragung von anschließenden Schichten von Fluorpolymer auch mit Hochproduktivitätstechniken, wie Imprägnierung, Gießen und Tauchen, ohne das Auftreten von Mängeln, wie Blasenbildung, Koagula oder Schaum, erfolgen kann.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun besser durch die nachstehenden Ausführungsbeispiele erläutert, die nur als Hinweis, jedoch nicht als Begrenzung für den Umfang der Erfindung selbst aufzufassen sind.
  • Beispiele
  • Charakterisierung
  • Die Bestimmung der Stabilität gegen Segregation wird parallel in drei Messzylindern mit einem Fassungsvermögen von 100 ml ausgeführt, die mit der konzentrierten Dispersion gefüllt sind und bei einer konstanten Temperatur von 20°, 30° bzw. 40°C gehalten werden. Die Dispersionsstabilität wird durch die Messung, in einer Funktion mit der Zeit, der Höhe der transparenten Überstandsschicht, die oben an dem Zylinder durch Segregation der Fluorpolymerteilchen gebildet wird, bewertet. Die Bewegung der Abscheidungsfront gibt die Segregationsgeschwindigkeit wieder, die in mm/Stunde ausgedrückt wird.
  • Die Viskositätsmessungen wurden bei 50 U/min mit einem Brookfield-Viskosimeter Modell DV-11 unter Verwendung von 350 ml Dispersion, die in einem 400 ml-Becherglas enthalten ist, unter Anwendung des Rotors Nr. 1 (umgekehrter Becher) ausgeführt. Die Viskositätsmessungen wurden in einem Thermostatenbad bei 20°, 30° und 40°C unter Anwendung von Dispersionen, die mit 1500 U/min Ammoniumsalz von der Perfluoroctansäure formuliert wurden, ausgeführt, sodass die Viskositätsschwankungen mit der Temperatur verstärkt werden.
  • Die Farbeigenschaften des gesinterten Films werden durch den visuellen Vergleich von sowohl transparenten Filmen als auch der Auftragung von Filmen auf einen schwarzen Grund bewertet, um die Vergilbungseffekte besser nachzuweisen. Im ersteren Fall wird die Dispersion durch Gießen auf eine Aluminiumplatte, die bei einer konstanten Neigung von 45° bezüglich der Horizontalebene gehalten wird, aufgetragen, um einen Dickegradienten von 0 bis 10 μm für 18 cm Länge zu erhalten. Nach Trocknen bei Raumtemperatur wird der abgeschiedene Film bei 400°C für 10 Minuten gesintert.
  • Die Bewertung des schwarzen Bodens wird durch Anwenden der Konzentratdispersion bei der Herstellung von Acrylformulierung unter Zusetzen der nachstehenden Komponenten ausgeführt: 5 Gew.-%, bezogen auf das Acrylharzpolymer Rhodopas D906, 0,8 Gew.-% Natriumsalz von Laurylsäure, 2 Gew.-% Xylol, 2 Gew.-% Butylcellosolve.
  • Die erhaltene Formulierung wird durch Luftsprühen auf eine Aluminiumplatte, die vorher mit einem schwarzen Grund, basierend auf Polyaminoimidharzen, behandelt wurde, aufgetragen um eine Dicke von etwa 30 μm zu erhalten. Nach Trocknen bei Raumtemperatur wird der abgeschiedene Film bei 400°C 10 Minuten gesintert.
  • Auf dem gesinterten Film wird die kritische Dicke durch optische Mikroskopie bestimmt. Kritische Dicke bedeutet die maximale Dicke, die ohne Risse und Oberflächendefekte im Film erhältlich ist.
  • Die konzentrierte Dispersion wird in Imprägnierungstests auf Glasmaterial am Vertikalturm verwendet. Das Glasmaterial wird vollständig in ein Bad, das die konzentrierte Dispersion enthält, bei einer Schleppgeschwindigkeit gleich 1,2 m/min getaucht. Der Dispersionsüberschuss wird mittels Durchleiten des Materials zwischen zwei Quetschwalzen entfernt. Anschließend wird das imprägnierte Material bei 120°C getrocknet und bei 350°C für eine Zeit von etwa 30 Sekunden gesintert. Das Imprägnierungsverfahren und anschließendes Sintern wird 6 Mal wiederholt, um eine Dispersion von etwa 150 Gramm PTFE für den m2 Material zu erhalten.
  • Dann wird der Beschichtungsglanz gemäß dem ASTM D523 Verfahren bestimmt, während die Integrität und die Farbe der Beschichtung durch die vorstehenden Verfahren bewertet werden.
  • Beispiel 1
  • PTFE Polymerisation
  • 11 Gramm einer wässrigen Lösung von Ammoniumperfluoroctanoat und 31 Liter von gründlich entgastem, entmineralisiertem Wasser werden in einen 50-Liter Autoklaven, der mit einem mechanischen Rührer ausgestattet ist und vorher unter Vakuum gesetzt wurde, beschickt. Ebenfalls 140 Gramm Paraffin mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 52°C–54°C wurden vorher in den Reaktor eingeführt. Der Autoklav wird unter mechanischem Rühren gehalten und mit TFE unter Druck gesetzt bis zu einem Druck von 20 Bar bei einer Temperatur von 66°C. An diesem Punkt werden 500 cc Lösung (NH4)2S2O8 (APS) und Dibernsteinsäureperoxid (DSAP), entsprechend 125 mg APS und 2500 mg DSAP als Starter zugefügt.
  • Wenn sich der Reaktordruck von 0,5 Bar gesenkt hat, beginnt man, TFE durch einen Kompressor hinzuzusetzen, sodass der Druck bei 20 Bar in dem Reaktor konstant gehalten wird. In der Zwischenzeit hat sich die Innentemperatur des Reaktors auf bis zu 80°C mit einer Geschwindigkeit gleich 0,5°C/min erhöht. Während der Reaktion werden 50,5 Gramm der wässrigen Lösung bei 100 Gramm/Liter Ammoniumperfluoroctanoat dem Autoklaven zugeführt. Nach 97 Minuten, wenn sich 15800 Gramm TFE umgesetzt haben, wird die Monomerzuführung gestoppt und der Reaktor wird evakuiert und gekühlt. Der entnommene Latex hat eine Konzentration von 540 Gramm PTFE für den Liter Wasser, entsprechend einer Konzentration von Trockenpolymer gleich 30 Gew.-%. Der Durchmesser der Polymerprimärteilchen, gemessen durch Laserlichtstreuung (LLS), ist gleich 245 nm.
  • Die erhaltene PTFE Dispersion, die 30 Gew.-% Trockenpolymer enthält, wird dann mit einer gleichen Menge zu 4 Gew.-%, bezogen auf das Polymer, von einem nichtionischen Tensid der Struktur: CH3(CH2)nO(C3H6O)p(CH2CH2O)mH mit n = 12, m = 10, p = 1,
    gehandelt unter dem Namen ANTAROX® 863, zugegeben.
  • Dann wird die Dispersion durch Ultrafiltration mit PVDF 200 kDalton-Röhrenmembranen (Koch Membrane System) aufkonzentriert unter Gewinnung einer Konzentration von 63 Gew.-% Trockenpolymer.
  • Der Gehalt an nichtionischem Tensid wird auf 5 Gew.-%, bezogen auf PTFE, durch Zusetzen von nichtionischem Tensid ANTAROX® 863 gebracht. Die fertige Dispersion ergibt eine Konzentration gleich 60 Gew.-% an Trockenpolymer.
  • Stabilität gegen Segregation
  • Die erfindungsgemäße konzentrierte Dispersion wird gründlich homogenisiert und dem Bewertungstest auf Segregationsstabilität bei 20°, 30° und 40°C unterzogen. Aus den Daten aus Tabelle 1 ergibt sich deutlich, dass die Dispersion der vorliegenden Erfindung eine sehr langsame Segregationsgeschwindigkeit im gesamten betrachteten Temperaturbereich zeigt. Deshalb zeigt die erfindungsgemäße konzentrierte Dispersion eine hohe Stabilität gegen Segregation im gesamten Temperaturbereich von Interesse für die Lagerung, Transport und Verarbeiten der Fluorpolymerdispersionen.
  • Thermische Stabilität
  • Die erfindungsgemäße Dispersion wird mit 1500 ppm Ammoniumsalz von der Perfluoroctansäure versetzt und dem thermi schen Stabilitätstest durch Brookfield-Viskositätsmessungen gemäß den vorstehend beschriebenen Verfahren unterzogen. Wie in Tabelle 1 gezeigt, zeigt die konzentrierte und stabilisierte erfindungsgemäße Dispersion eine begrenzte Erhöhung der Viskosität im Temperaturbereich zwischen 20°C und 40°C.
  • Filmbildung
  • Die erfindungsgemäße konzentrierte Dispersion wird mit 900 ppm Kaliumchlorat formuliert und durch Gießen auf eine Aluminiumplatte gemäß dem vorstehenden Verfahren aufgetragen. Der gesinterte Film wird durch das optische Mikroskop (20 X) geprüft, um das Vorliegen von Defekten zu untersuchen: jeder Riss wird bis zum Plattenboden notiert, wobei die kritische Rissdicke höher als 10 μm ist, wie in Tabelle 2 gezeigt.
  • Filmfärbung
  • Die Verfärbeeigenschaften des erhaltenen Films wurden bewertet, sowohl im Fall von gegossenen Platten, wie vorstehend beschrieben, als auch auf Filmen, die durch Sprühauftragung aus Dispersionen, die mit Acrylharz formuliert wurden, erhalten werden. In beiden Fällen erlaubt die erfindungsgemäße konzentrierte Dispersion, Filme ohne Vergilbungsphänomene, wie in Tabelle 2 gezeigt, zu erhalten.
  • Imprägnierungstests
  • Die Imprägnierungstests werden an einem Vertikalturm aus einem Glasmaterial unter Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ausgeführt. Die Anwendung der erfindungsgemäßen konzentrierten Dispersion erlaubt die Abscheidung von aufeinander folgenden Polytetrafluorethylenschichten ohne Erzeugung von deutlichen Blasenbildungsproblemen oder dem Auftreten von anderen Defekten aufgrund der schlechten Benetzungskraft zu erhalten. Tabelle 3 zeigt, dass es keine Vergilbungsprobleme der Beschichtung ergab, wobei das abgeschiedene Produkt das gleiche ist.
  • Beispiel 2 (Vergleich)
  • Die gleiche Dispersion von Polytetrafluorethylen, die gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen Polymerisationsverfahren und mit einem Gehalt an Trockenpolymer gleich 30 Gew.-% erhalten wurde, wird mit einer Menge gleich 4%, bezogen auf das Trockenpolymer, von einem nichtionischen Tensid der Struktur: C8H17(C6H4O)(CH2CH2O)mH mit m = 9–10,
    gehandelt unter dem Namen TRITON® X100, versetzt.
  • Die Dispersion wird dann gemäß den gleichen in Beispiel 1 verwendeten Verfahren aufkonzentriert bis zur Gewinnung einer Konzentration von 64,3 Gew.-% Trockenpolymer.
  • Der Gehalt an nichtionischem Tensid wird auf 5%, bezogen auf PTFE durch Versetzen mit TRITON® X100 gebracht. Die fertige Dispersion ergibt eine Konzentration von 60 Gew.-% Trockenpolymer.
  • Stabilität gegen Segregation
  • Die konzentrierte Dispersion wird gründlich homogenisiert und dem Bewertungstest der Segregationsstabilität bei 20°, 30° uns 40°C unterzogen. Aus den Daten von Tabelle 1 ergibt sich deutlich, dass die erhaltene Dispersion Segregationsgeschwindigkeitswerte zeigt, die deutlich höher als jene von Beispiel 1 in dem gesamten betrachteten Temperaturbereich sind. Folglich ergibt sie weniger Stabilität gegen Segregation als die konzentrierten Dispersionen der vorliegenden Erfindung.
  • Thermische Stabilität
  • Die konzentrierte Dispersion wird mit 1500 ppm Ammoniumsalz der Perfluoroctansäure versetzt und dem thermischen Stabilitätstest durch Brookfield-Viskositätsmessungen gemäß dem beschriebenen Verfahren unterzogen. Die Dispersion zeigt eine wesentliche Erhöhung der Viskosität im Temperaturbereich zwischen 20°C und 40°C.
  • Filmbildungsfähigkeit
  • Die erhaltene Dispersion wird wie in Beispiel 1 mit 900 ppm Kaliumchlorat formuliert und durch Gießen auf Aluminium aufgetragen. Der gesinterte Film erweist sich bis zum Plattenboden (kritische Dicke > 10 μm, wie in Tabelle 2 gezeigt) als frei von Defekten.
  • Filmfärbung
  • Die Verfärbeeigenschaften des erhaltenen Films wurden sowohl im Fall von gegossenen Platten als auch auf Filmen, die durch Sprühauftragung aus Dispersionen erhalten wurden, die mit Acrylharz formuliert wurden, bewertet. In beiden Fällen zeigt der erhaltene Film aufgrund der Rückstände von Zersetzung des aromatischen Rings, der in dem nichtionischem Tensid vorlag, welches als Stabilisator verwendet wurde, Vergilbungsphänomene. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.
  • Imprägnierungstests
  • Die Imprägnierungstests werden am Vertikalturm aus einem Glasmaterial unter Anwendung des vorstehend genannten Verfahrens ausgeführt. Die Verwendung dieser konzentrierten Dispersion erlaubt die Abscheidung von anschließenden Polytetrafluorethylenschichten ohne Erzeugung von deutlichen Blasenbildungsproblemen oder dem Auftreten von anderen Defekten aufgrund der schlechten Benetzungskraft zu erhalten. Jedoch zeigt Tabelle 3, dass das abgeschiedene Produkt das gleiche ist, wobei Vergilbungsphänomene der Beschichtung auftreten.
  • Beispiel 3 (Vergleich)
  • Die gemäß dem Polymerisationsverfahren, das in Beispiel 1 beschrieben wurde, erhaltene Dispersion aus Polytetrafluor ethylen wird mit 5%, bezogen auf das Trockenpolymer, von einem nichtionischen Tensid der Struktur: C13H27O(CH2CH2O)mH wobei m = 8–9,
    gehandelt mit dem Namen RHODASURF® 870, versetzt.
  • Die Dispersion wird dann gemäß den gleichen in Beispiel 1 verwendeten Verfahren aufkonzentriert, bis eine Konzentration von 62,7 Gew.-% des Trockenpolymers erhalten wurde.
  • Der Gehalt an nichtionischem Tensid wird auf 5%, bezogen auf PTFE, durch Versetzen mit RHODASURF® 870 gebracht. Die fertige Dispersion hat eine Konzentration gleich 60 Gew.-% Trockenpolymer.
  • Stabilität gegen Segregation
  • Die konzentrierte Dispersion wird gründlich homogenisiert und dem Bewertungstest der Segregationsstabilität bei 20°, 30° uns 40°C unterzogen. Aus den Daten von Tabelle 1 ergibt sich deutlich, dass die erhaltene Dispersion Segregationsgeschwindigkeitswerte zeigt, die deutlich höher als jene von Beispiel 1 in dem gesamten betrachteten Temperaturbereich sind. Folglich ergibt sie weniger Stabilität gegen Segregation als die konzentrierten Dispersionen der vorliegenden Erfindung.
  • Thermische Stabilität
  • Die konzentrierte Dispersion wird mit 1500 ppm Ammoniumsalz von der Perfluoroctansäure versetzt und dem thermischen Stabilitätstest durch Brookfield-Viskositätsmessungen gemäß dem beschriebenen Verfahren unterzogen. Die Dispersion zeigt eine wesentliche Erhöhung der Viskosität im Temperaturbereich zwischen 20°C und 40°C.
  • Filmbildungsfähigkeit
  • Die erhaltene Dispersion wird wie in Beispiel 1 mit 900 ppm Kaliumchlorat formuliert und durch Gießen auf Aluminium aufgetragen. Wie in Tabelle 2 gezeigt, zeigt gesinterter Film das Vorliegen von Rissen bei einer Dicke höher als 8 μm (kritische Dicke gleich 8 μm)
  • Filmfärbung
  • Die Verfärbeeigenschaften des erhaltenen Films wurden sowohl im Fall von gegossenen Platten als auch auf Filmen, die durch Sprühauftragung von mit Acrylharz formulierten Dispersionen erhalten wurden, bewertet. In beiden Fällen erlaubt die konzentrierte Dispersion, helle Filme ohne Vergilbungsphänomene zu erhalten. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.
  • Beispiel 4
  • Polymerisation von mit PPVE modifiziertem PTFE
  • 11 Gramm einer wässrigen Lösung von Ammoniumperfluoroctanoat und 31 Liter gründlich entgastes, entmineralisiertes Wasser werden in einen 50-Liter Autoklaven, der mit einem mechanischen Rührer ausgestattet ist und vorher unter Vakuum gesetzt wurde, beschickt. Ebenfalls wurden 140 Gramm Paraffin mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 52°C–54°C vorher in den Reaktor eingeführt. Der Autoklav wird unter mechanischem Rühren gehalten und mit PTFE unter Druck gesetzt, bis zu einem Druck von 20 Bar bei einer Temperatur von 66°C. An diesem Punkt werden 500 cc Lösung (NH4)2S2O8 (APS) und Dibernsteinsäureperoxid (DSAP), entsprechend 125 mg APS und 2500 mg DSAP als Starter, zugefügt.
  • Wenn der Reaktordruck um 0,5 Bar sank, begann man mit der Zuführung von PTFE durch einen Kompressor, um den Druck bei 20 Bar innerhalb des Reaktors konstant zu halten. In der Zwischenzeit erhöhte sich die Innentemperatur des Reaktors auf bis zu 80°C mit einer Geschwindigkeit von 0,5°C/min. Während der Reaktion werden 50,5 Gramm der wässrigen Lösung bei 100 Gramm/Liter Ammoniumperfluoroctanoat zu dem Autoklaven gespeist. Wenn sich 14220 Gramm TFE umgesetzt hatten, werden 25 Gramm Perfluorpolyvinylether (PPVE) zu dem Autoklaven gespeist. Nach 120 Minuten wird die TFE-Zuführung gestoppt und der Reaktor wird evakuiert und gekühlt. Der entnommene Latex hat eine Konzentration von 530 Gramm modifiziertes PTFE je Liter Wasser, entsprechend einer Konzentration von Trockenpolymer gleich 30%. Der Durchmesser der Polymerprimärteilchen, gemessen durch Laserlichtstreuung (LLS), ist gleich 240 nm.
  • Die erhaltene modifizierte PTFE Dispersion, die 30 Gew.-% Trockenpolymer enthält, wird dann mit einer Menge gleich 4 Gew.-%, bezogen auf das Polymer, von einem nichtionischen Tensid der Struktur: CH3(CH2)nO(C3H6O)p(CH2CH2O)mH mit n = 12, m = 10, p = 1,
    gehandelt mit dem Namen ANTAROX® 863, versetzt.
  • Die Dispersion wird durch Ultrafiltration mit PVDF 200 kDalton-Röhrenmembranen (Koch Membrane System) aufkonzentriert unter Erzeugung einer Konzentration von 63,3 Gew.-% Trockenpolymer.
  • Der Gehalt an nichtionischem Tensid wird auf 5 Gew.-%, bezogen auf das PTFE, durch Versetzen mit ANTAROX® 863 gebracht. Die fertige Dispersion hat eine Konzentration von 60 Gew.-% Trockenpolymer.
  • Stabilität gegen Segregation
  • Die erfindungsgemäße konzentrierte Dispersion wird gründlich homogenisiert und dem Bewertungstest auf Stabilität gegen Segregation bei 20°, 30° und 40°C unterzogen. Aus den Daten von Tabelle 1 zeigt sich, dass die Dispersion der vorliegenden Erfindung eine sehr geringe Segregationsgeschwindigkeit im gesamten betrachteten Temperaturbereich zeigt. Deshalb zeigt die erfindungsgemäße konzentrierte Dispersion eine hohe Stabilität gegen Segregation im gesamten Temperaturbereich von Interesse für Lagerung, Transport und Verarbeiten der Fluorpolymerdispersionen.
  • Thermische Stabilität
  • Die erfindungsgemäße Dispersion wird mit 1500 ppm Ammoniumsalz von Perfluoroctansäure versetzt und einem thermischen Stabilitätstest durch Brookfiel-Viskositätsmessungen gemäß den beschriebenen Verfahren unterzogen. Wie in Tabelle 1 gezeigt, zeigt die konzentrierte stabilisierte Dispersion der Erfindung eine begrenzte Erhöhung der Viskosität in dem Temperaturbereich zwischen 20° und 40°C.
  • Filmbildungsfähigkeit
  • Die erfindungsgemäße konzentrierte Dispersion wird mit 900 ppm Kaliumchlorat formuliert und durch Gießen auf eine Aluminiumplatte gemäß dem vorstehenden Verfahren aufgetragen. Der gesinterte Film wird durch das optische Mikroskop (20 X) geprüft, um das Vorliegen von Defekten zu untersuchen: jeder Riss wird gegen den Plattenboden notiert, wofür die kritische Rissdicke höher als 10 μm ist, wie in Tabelle 2 gezeigt.
  • Filmfärbung
  • Die Verfärbeeigenschaften des erhaltenen Films wurden, sowohl im Fall von gegossenen Platten, wie vorstehend beschrieben, als auch auf Filmen, die durch Auftragung aus mit Acrylharz formulierten Dispersionen erhalten wurden, bewertet. In beiden Fällen erlaubt die erfindungsgemäße konzentrierte Dispersion helle Filme ohne Vergilbungsphänomene, wie in Tabelle 2 gezeigt, zu erhalten.
  • Imprägnierungstests
  • Imprägnierungstests werden am Vertikalturm aus einem Glasmaterial unter Anwendung des vorstehend beschriebenen Ver fahrens ausgeführt. Die Verwendung der erfindungsgemäßen konzentrierten Dispersion erlaubt, die Abscheidung von anschließenden Schichten von modifiziertem PTFE ohne Erzeugen von deutlichen Blasenbildungsproblemen oder dem Auftreten von anderen Defekten aufgrund der schlechten Benetzungskraft zu erhalten. Tabelle 3 zeigt, dass das abgeschiedene Produkt das gleiche ist, es gab keine Beschichtungsvergilbungsphänomene.
  • Beispiel 5
  • Die Polytetrafluorethylendispersion ist die gleiche wie jene, die in Beispiel 1 nach Ultrafiltration erhalten wurde (Trockenpolymergehalt 63 Gew.-%).
  • Zu dieser Dispersion wurde ein zweites nichtionisches Tensid mit der Struktur von einem polyethoxylierten β-Pinen, kommerziell bekannt als NOPOL® 365, in einer Menge von 1 Gew.%, bezogen auf das PTFE, gegeben.
  • Die Menge des Gesamttensids in der Dispersion wird auf 5 Gew.-%, bezogen auf PTFE, durch Zugeben von ANTAROX® 863 gebracht. Die fertige Dispersion hat ein PTFE von 60 Gew.-% (Trockenpolymer). Die gleichen Charakterisierungstests von Beispiel 1 wurden ausgeführt. Die Ergebnisse werden in Tabellen 1, 2, bzw. 3 mitgeteilt.
  • Tabelle 1
    Figure 00210001
  • Tabelle 2
    Figure 00220001
  • Tabelle 3
    Figure 00220002

Claims (12)

  1. Wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren, die als Stabilisator 1 bis 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2,5 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf das Fluorpolymer, von einem nichtionischen Tensid enthalten, das die nachstehende Struktur aufweist: CH3(CH2)nO(C3H6O)p(CH2CH2O)mH (I),worin n im Bereich 8–20, vorzugsweise 12–15, liegt; m im Bereich 5–20, vorzugsweise 7–12, liegt; p im Bereich 1–8 liegt, vorzugsweise ist es 1 oder 2.
  2. Wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren nach Anspruch 1, mit einer Konzentration an trockenem Polymer im Bereich 10%–75 Gewichtsprozent, vorzugsweise 50 bis 70 Gewichtsprozent.
  3. Wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren nach Ansprüchen 1–2, wobei der mittlere Durchmesser der Fluorpolymerteilchen im Bereich 5–300 nm liegt.
  4. Wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren nach Ansprüchen 1–3, worin die Fluorpolymere ausgewählt sind aus: 1) Homopolymeren von Tetrafluorethylen (TFE) oder dessen Copolymeren mit einem oder mehreren Monomeren, die mindestens eine Ungesättigtheit vom Ethylentyp in einer Menge von 0 bis zu 3 Molprozent, vorzugsweise 0,01 bis 1 Molprozent, enthalten; 2) thermoplastischen Copolymeren von TFE mit einem oder mehreren Monomeren, die mindestens eine Ungesättigtheit vom Ethylentyp enthalten; 3) Homopolymeren von Chlortrifluorethylen (CTFE) oder dessen thermoplastischen Copolymeren mit einem oder mehreren Monomeren, die mindestens eine Ungesättigtheit vom Ethylentyp enthalten; 4) Homopolymeren von Vinylidenfluorid (VDF) oder dessen thermoplastischen Copolymeren mit einem oder mehreren Monomeren, die mindestens eine Ungesättigtheit vom Ethylentyp enthalten.
  5. Wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren nach Ansprüchen 1–4, worin die Comonomere mit Ethylenungesättigtheit sowohl vom hydrierten als auch fluorierten Typ sind.
  6. Wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren nach Anspruch 5, worin die hydrierten Comonomere ausgewählt sind aus: Ethylen, Propylen, Acrylsäuremonomeren, wie Methylmethacrylat, (Meth)acrylsäure, Butylacrylat, Hydroxy-ethylhexylacrylat, Styrolmonomeren, wie Styrol.
  7. Wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren nach Anspruch 5, worin die fluorierten Comonomere ausgewählt sind aus: – C3-C8-Perfluorolefinen, wie Hexafluorpropen (HFP); – C2-C8-hydrierten Fluorolefinen, wie Vinylfluorid (VF), Vinylidenfluorid (VDF), Trifluorethylen, Hexafluorisobuten, Perfluoralkylethylen CH2=CH-Rf, worin Rf C1-C6-Perfluoralkyl darstellt; – C2-C8-Chlor- und/oder -Brom- und/oder -Jodfluorolefinen, wie Chlortrifluorethylen (CTFE); – CF2=CFORf (Per)fluoralkylvinylethern (PAVE), worin Rf ein C1-C6-(Per)fluoralkyl, beispielsweise CF3, C2F5, C3F7, darstellt; – CF2=CFOX (Per)fluoroxyalkylvinylethern, worin X bedeutet: ein C1-C12-Alkyl oder ein C1-C12-Oxyalkyl oder ein C1-C12-(Per)fluoroxyalkyl mit einer oder mehreren Ethergruppen, beispielsweise Perfluor-2- propoxy-propyl; Fluordioxolen, vorzugsweise Perfluordioxolen.
  8. Wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren nach Ansprüchen 4–7, worin die thermoplastischen TFE-Copolymere ausgewählt sind aus: – TFE-Copolymeren, die 7 bis 27 Gewichtsprozent Hexafluorpropen enthalten; – Copolymeren, die 0,5 bis 18 Gewichtsprozent, insbesondere 2 bis 10 Gewichtsprozent, von einem oder mehreren Perfluoralkylvinylethern und/oder fluorierten Dioxolen, enthalten, vorzugsweise ausgewählt aus Methyl-, Ethyl-, Propylvinylether, 2,2,4-Trifluor-5-trifluormethoxy-1,3-dioxol (TDD), Perfluor-2,2-dimethyl-1,3-dioxol (PDD).
  9. Wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren nach Ansprüchen 1–8, die durch Zugabe des nichtionischen Tensids mit Struktur (I) zu dem Polymerisationslatex, gegebenenfalls anschließende Aufkonzentrierung der Dispersion, erhältlich sind.
  10. Wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren nach Ansprüchen 1–9, die die nachstehenden Komponenten enthalten: – organische Lösungsmittel, wie Ethyl- oder Isopropylalkohol; – Adhäsionspromotoren, Farbstoffe, Pigmente; – Metalloxide; – Salze, wie Kaliumchlorat.
  11. Wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren nach Ansprüchen 1–10, umfassend weiterhin in einer Menge im Bereich 500 – 3000 ppm, bezüglich der Gesamtdispersion (Wasser + Fluorpolymer), die nachstehenden Komponenten: – anionische Tenside, vorzugsweise fluoriert, wie Ammoniumperfluoroctanoat, Verbindungen der Struktur F-(CF2-CF2)n-CH2-CH2-SO3M (FORAFRC® 1033D); ClC3F6O(C3F6O)n-CF2COONH4 (FLUOROLINK® 7004); – fluorierte nichtionische Tenside, wie die Verbindungen der Struktur CF3(CF2)5-(CH2CH2O)8H (Forafac® 1110D), C3F6Cl-O-(CF2CF(CF3)O)m(CF2O)n-CF2-CONH-(CH2CH2O)21CH2CH2OCH3 (Fluorolink 7005®).
  12. Verwendung der wässrigen Dispersionen von Fluorpolymeren nach Ansprüchen 1–11 für die Beschichtung von Metall, Keramikträgern oder bei der Imprägnierung von Fasern und Textilien.
DE60210152T 2001-01-18 2002-01-03 Wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren Expired - Lifetime DE60210152T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT2001MI000087A ITMI20010087A1 (it) 2001-01-18 2001-01-18 Dispersione acquose di fluoropolimeri
ITMI010087 2001-01-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60210152D1 DE60210152D1 (de) 2006-05-18
DE60210152T2 true DE60210152T2 (de) 2007-02-15

Family

ID=11446518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60210152T Expired - Lifetime DE60210152T2 (de) 2001-01-18 2002-01-03 Wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6696512B2 (de)
EP (1) EP1229091B1 (de)
AT (1) ATE321822T1 (de)
DE (1) DE60210152T2 (de)
IT (1) ITMI20010087A1 (de)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2822296A1 (fr) * 2001-03-19 2002-09-20 Atofina Elements de batteries lithium-ion fabriques a partir d'une poudre microcomposite a base d'une charge et d'un fluoropolymere
DE60301322T2 (de) * 2003-02-28 2006-06-08 3M Innovative Properties Co., St. Paul Fluoropolymerdispersion enthaltend kein oder wenig fluorhaltiges Netzmittel mit niedrigem Molekulargewicht
CN100447194C (zh) * 2003-08-25 2008-12-31 大金工业株式会社 成型体及其制造方法、高频信号传输用产品以及高频传输电缆
DE10358534A1 (de) 2003-12-13 2005-07-14 Henkel Kgaa Adhäsionshemmung von Mikroorganismen durch nichtionische Tenside
JP4533115B2 (ja) * 2004-12-03 2010-09-01 三井・デュポンフロロケミカル株式会社 フッ素樹脂成形方法及びフッ素樹脂成形品
US20060155064A1 (en) * 2005-01-10 2006-07-13 Hansen Steven M Polyesters and slurries containing microfiber and micropowder, and methods for using and making same
EP1795565B1 (de) * 2005-12-06 2016-05-18 Solvay Specialty Polymers Italy S.p.A. Wässrige Fluorpolymerzusammensetzung
US8168297B2 (en) 2007-04-23 2012-05-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fluoropolymer coated film, process for forming the same, and fluoropolymer liquid composition
US9534106B2 (en) * 2011-06-21 2017-01-03 Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. Method for polymerizng vinylidene fluoride
WO2014081418A1 (en) 2012-11-20 2014-05-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Non-aqueous microemulsion inkjet ink
WO2014142311A1 (ja) * 2013-03-15 2014-09-18 三菱レイヨン株式会社 樹脂組成物、製膜原液、多孔質膜、前記多孔質膜を用いた中空糸膜、水処理装置、電解質支持体、及びセパレーター
DK3004223T3 (da) * 2013-06-04 2021-06-07 Solvay Specialty Polymers It Fremgangsmåde til fremstilling af fluorpolymerkompositter
EP3164436B1 (de) 2014-07-01 2019-01-09 Arkema, Inc. Stabile wässrige fluorpolymerbeschichtungszusammensetzung
CN108300003B (zh) * 2016-10-10 2020-07-07 珠海市氟特科技有限公司 一种水性热熔型pvdf氟碳涂料、制备方法及应用
JP2018145375A (ja) * 2017-03-09 2018-09-20 Agc株式会社 フッ素系水性塗料
US11840800B2 (en) * 2017-07-14 2023-12-12 Arkema Inc. High strength polyvinylidene fluoride based sized reinforcing fibers
WO2019138680A1 (ja) * 2018-01-15 2019-07-18 Agc株式会社 含フッ素共重合体分散液、その製造方法及び物品
CN113493533A (zh) * 2021-06-25 2021-10-12 济南大学 一种改性聚三氟氯乙烯树脂的制造方法

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2233383A (en) * 1940-03-06 1941-02-25 Petrelite Corp Ltd Composition of matter and a process for preventing water-in-oil type emulsions resulting from acidization of calcareous oil-bearing strata
GB642025A (en) 1947-10-31 1950-08-23 Du Pont Electrodecantation of dilute suspensions
NL272723A (de) * 1951-05-31
US3037953A (en) 1961-04-26 1962-06-05 Du Pont Concentration of aqueous colloidal dispersions of polytetrafluoroethylene
US3301807A (en) 1963-04-11 1967-01-31 Thiokol Chemical Corp Stabilized, concentrated polytetrafluoroethylene dispersions containing non-ionic surfactants
NL128307C (de) 1963-12-27
US3707517A (en) * 1970-09-15 1972-12-26 Du Pont Elimination of brown scum in tetrafluoroethylene polymer aqueous dispersions
US3925292A (en) * 1970-09-15 1975-12-09 Du Pont Polytetrafluoroethylene aqueous dispersions which provide coatings of improved gloss
GB1327690A (en) * 1970-09-15 1973-08-22 Du Pont Storage stable tetrafluoroethylene polymer compositions
GB1378288A (en) * 1970-12-11 1974-12-27 Ici Ltd Fluorocarbon polymer compositions
US3705867A (en) * 1970-12-23 1972-12-12 Du Pont Reduced sludge formation in large particle tetrafluoroethylene polymer aqueous dispersion
GB1406283A (en) * 1971-07-27 1975-09-17 Ici Ltd Fluorocarbon polymer compositions
US4043966A (en) * 1971-07-27 1977-08-23 Imperial Chemical Industries Limited Fluorocarbon polymer compositions with aluminum phosphate-inorganic acid mixture binder
US3830770A (en) * 1972-06-02 1974-08-20 Du Pont Storage stable filler-containing aqueous dispersion of tetrafluoroethylene polymer
GB1437782A (en) * 1972-06-09 1976-06-03 Ici Ltd Fluorocarbon polymer compositions
GB1439599A (en) * 1972-06-09 1976-06-16 Ici Ltd Fluorocarbon polymer compositions
US3896071A (en) * 1972-10-27 1975-07-22 Du Pont Storage stable aqueous dispersion of tetrafluorethylene polymer
JPS5544785B2 (de) * 1973-11-19 1980-11-14
DE2908001C2 (de) 1979-03-01 1981-02-19 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Herstellung konzentrierter Dispersionen von Fluorpolymeren
IT1189092B (it) 1986-04-29 1988-01-28 Ausimont Spa Processo di polimerizzazione in dispersione acquosa di monomeri fluorurati
IT1204903B (it) 1986-06-26 1989-03-10 Ausimont Spa Processo di polimerizzazione in dispersione acquosa di monomeri florati
US4883716A (en) * 1988-08-01 1989-11-28 Chemical Fabrics Corporation Method for manufacture of cast fluoropolymer-containing films at high productivity
US5374453A (en) * 1991-05-24 1994-12-20 Rogers Corporation Particulate filled composite film and method of making same
DE4124134A1 (de) 1991-07-20 1993-01-21 Hoechst Ag Konzentrierte, waessrige dispersionen von tetrafluorethylen-polymeren, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
JP3356803B2 (ja) * 1992-08-14 2002-12-16 旭硝子株式会社 含フッ素重合体水性分散液
JP2784885B2 (ja) 1994-07-11 1998-08-06 三井・デュポンフロロケミカル株式会社 含ふっ素ポリマー水性エマルジョン
US5478651A (en) * 1994-10-31 1995-12-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for making fluoropolymer finish composition
JP3346090B2 (ja) * 1995-03-31 2002-11-18 ダイキン工業株式会社 ポリテトラフルオロエチレン水性分散液組成物及びその用途
IT1293516B1 (it) * 1997-07-31 1999-03-01 Ausimont Spa Dispersione di perfluoropolimeri
DE69933591T2 (de) * 1998-02-24 2007-08-16 Asahi Glass Company, Ltd. Wässrige Polytetrafluorethylendispersionszusammensetzung
JP3552612B2 (ja) * 1998-10-29 2004-08-11 旭硝子株式会社 ポリテトラフルオロエチレン水性分散液組成物、配合組成液および塗膜の製造方法
WO2001078171A1 (en) * 2000-04-07 2001-10-18 Daikin Industries, Ltd. Additive for electrode

Also Published As

Publication number Publication date
ATE321822T1 (de) 2006-04-15
DE60210152D1 (de) 2006-05-18
EP1229091A2 (de) 2002-08-07
EP1229091B1 (de) 2006-03-29
ITMI20010087A1 (it) 2002-07-18
EP1229091A3 (de) 2003-11-05
US20020132895A1 (en) 2002-09-19
US6696512B2 (en) 2004-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60210152T2 (de) Wässrige Dispersionen von Fluorpolymeren
DE69910909T3 (de) Fluorpolymerdispersionen
DE60111092T2 (de) Verfahren zur Herstellung von wässrigen Dispersionen von Fluorpolymeren
DE69912359T2 (de) TFE-Polymerisationsverfahren
DE60211381T2 (de) Kern-schale-fluorpolymer-dispersionen
DE60301322T2 (de) Fluoropolymerdispersion enthaltend kein oder wenig fluorhaltiges Netzmittel mit niedrigem Molekulargewicht
JP5216579B2 (ja) 低いフルオロ界面活性剤含量のコア/シェル・フルオロポリマー分散系
JP4782408B2 (ja) Tfeコポリマー
EP0043499B1 (de) Verfahren zur Herstellung von wässrigen, kolloidalen Dispersionen von Copolymerisaten des Typs Tetrafluorethylen-Ethylen
US8859645B2 (en) Fluoropolymer dispersion purification
DE69933591T2 (de) Wässrige Polytetrafluorethylendispersionszusammensetzung
US7294276B2 (en) Process for preparing fluoropolymer dispersions
DE60105909T2 (de) Feinpulveriges Polytetrafluoräthylen
DE69928899T2 (de) Herstellung von Sulfongruppen enthaltenden fluorierten Polymerlösungen
US7671123B2 (en) Fluororesin aqueous dispersion with polyoxyalkylene ester surfactant
DE69818657T2 (de) Vinylfluorid interpolymer mit niedriger kristallinität
DE2145952B2 (de) Verfahren zum konzentrieren von waessrigen polytetrafluoraethylendispersionen
US20130231020A1 (en) Novel aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene
DE4424466A1 (de) Copolymeres vom Typ Tetrafluorethylen-Ethylen mit einer Kern-Hülle-Teilchenstruktur
US6013712A (en) Perfluoropolymer dispersions
DE2840356A1 (de) Waessrige dispersion von fluorpolymeren mit verbesserten beschichtungseigenschaften
DE60201523T2 (de) Dichtsichtige dispersionen
EP4026855A1 (de) Zusammensetzung und herstellungsverfahren dafür
DE3744392A1 (de) Loesungen von copolymeren des typs tetrafluorethylen/ethylen
DE69636119T2 (de) Gefülltes körniges polytetrafluorethylenpulver und verfahren zur ihrer herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: MAIWALD PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH, 80335 MUENC