DE60213811T2

DE60213811T2 - Fluoropolymerbindemittel und verfahren

Info

Publication number: DE60213811T2
Application number: DE2002613811
Authority: DE
Inventors: Naiyong Saint Paul JING; D. Trang Saint Paul PHAM; M. Andrew Saint Paul HINE
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: DE60213811D1; EP1401926B1; CA2446142A1; WO2002094912A1; ATE335782T1; CN1537132A; JP2004533514A; CN1250616C; US6630047B2; US20040069403A1; JP4711603B2; EP1401926A1; US7235302B2; US7175733B2; US20040058161A1; US20030049455A1

Description

Diese Erfindung betrifft Verfahren und Zusammensetzungen für das Verbinden eines Fluorpolymers mit einem Substrat.
Fluorhaltige Polymere (die als „Fluorpolymere" bekannt sind) sind eine handelsmäßig nützliche Klasse von Materialien. Fluorpolymere umfassen beispielsweise vernetzte Fluorelastomere und halbkristalline oder glasige Fluorpolymere. Fluorpolymere besitzen im Allgemeinen eine hohe Wärmebeständigkeit und sind bei hohen Temperaturen besonders nützlich. Sie können auch eine extrem hohe Schlagzähigkeit und Flexibilität bei niederen Temperaturen aufweisen. Viele dieser Fluorpolymere sind in einer umfangreichen Reihe von Lösungsmitteln fast vollständig unlöslich und im Allgemeinen chemisch widerstandsfähig. Einige weisen einen äußerst geringen dielektrischen Verlust und eine hohe dielektrische Festigkeit auf und können einzigartige nichtklebrige und geringe Reibungseigenschaften aufweisen. Fluorelastomere, insbesondere die Copolymere von Vinylidenfluorid mit anderen ethylenisch ungesättigten halogenierten Monomeren, wie beispielsweise Hexafluorpropylen, besitzen eine besonders gute Nützlichkeit bei Hochtemperaturanwendungen wie beispielsweise als Dichtstoffe, Dichtungen und Auskleidungen.
Mehrschichtige Konstruktionen, die ein Fluorpolymer enthalten, finden weitverbreitete Anwendung in der Technik. Derartige Konstruktionen sind beispielsweise bei Brennstoffleitungsschläuchen und damit verbundenen Behältern und Schläuchen oder Dichtungen auf dem Gebiet der chemischen Verarbeitung nützlich. Die Haftung zwischen den Schichten eines mehrschichtigen Gegenstands muss eventuell je nach der Anwendung des fertigen Gegenstands verschiedenen Leistungsstandards entsprechen. Jedoch ist es oft schwierig, hohe Bindefestigkeiten zu erreichen, wenn eine der Schichten ein Fluorpolymer ist, und zwar teilweise aufgrund der nichthaftenden Eigenschaften von Fluorpolymeren. Verschiedene Verfahren sind schon vorgeschlagen worden, um dieses Problem zu lösen. Ein Ansatz besteht darin, eine Klebstoffschicht oder Verbindungsschicht zwischen der Fluorpolymerschicht und der zweiten Polymerschicht zu verwenden. Oberflächenbehandlungen für die Fluorpolymerschicht, einschließlich der Verwendung starker Reduziermittel (z.B. Natriumnaphthalid) und Coronaentladung sind ebenfalls zum Verbessern der Haftung verwendet worden. In dem Fall, in dem Fluorpolymere interpolymerisierte Einheiten enthalten, die von Vinylidenfluorid deriviert sind, ist das Aussetzen des Fluorpolymers einem Dehydrofluorierungsmittel, wie einer Base, sowie Polyaminreagenzien gegenüber, die auf die Fluorpolymeroberfläche aufgebracht oder in das Fluorpolymer selbst eingearbeitet werden, angewendet worden.
WO00/52084 offenbart Zusammensetzungen, die für das Verbinden von Fluorpolymer mit im Wesentlichen nichtfluoriertem Polymer geeignet sind, umfassend ein im Wesentlichen nichtfluoriertes Polymer oder einer Mischung derartiger Polymere, ein Di- oder Polyamin und einen Oniumkatalysator.
JP-2000-351809 offenbart ein polymeres Material, das durch Erhitzen einer Lösung von Polymethylmethacrylat und 2,2,2-Trifluorethylamin und Ausführen einer Ausfällung in Wasser erhalten worden ist.
Eine mehrschichtige Struktur umfasst ein Fluorpolymer, das mit einem Substrat verbunden ist. Die Struktur wird durch Aussetzen einer Bindungszusammensetzung einer aktinischen Strahlung, wie Ultraviolettstrahlung gegenüber, mit wahlweisem Erhitzen, Druck oder einer Kombination derselben, unter Bildung der Bindung hergestellt. Die Bindungszusammensetzung umfasst eine lichtabsorbierende Verbindung und einen Elektronendonator. Die Bindungszusammensetzung kann von haftfähigen Materialien frei sein.
Bei einer Ausgestaltung umfasst ein Verfahren für das Verbinden eines Fluorpolymers mit einem Substrat das Bereitstellen einer Bindungszusammensetzung zwischen einem Fluorpolymer und einem Substrat und das Aussetzen der Bindungszusammensetzung aktinischer Strahlung gegenüber.
Bei einer anderen Ausgestaltung umfasst ein Verfahren zum Verbinden eines Fluorpolymers mit einem Substrat das Bereitstellen eines ersten Substrats, das eine Bindungszusammensetzung umfasst, das Kontaktieren der behandelten Oberfläche des ersten Substrats mit einer Oberfläche eines zweiten Substrats und das Aussetzen der Bindungszusammensetzung aktinischer Strahlung gegenüber. Das Verfahren kann das Aufbringen von Hitze, Druck oder einer Kombination derselben zur Bildung der Bindung umfassen. Jedes des ersten Substrats und des zweiten Substrats umfasst unabhängig ein Matrixmaterial. Das Matrixmaterial kann ein Metall, Glas, ein organisch-anorganischer Verbundstoff, ein Fluorpolymer, ein nichtfluoriertes Polymer sein, unter der Voraussetzung, dass mindestens eines des ersten Substrats und des zweiten Substrats ein Fluorpolymer ist.
Die Bindungszusammensetzung kann zwischen dem Fluorpolymer und dem Substrat auf verschiedene Art und Weise bereitgestellt werden. Beispielsweise kann eine Oberfläche des Fluorpolymers mit der Bindungszusammensetzung behandelt werden und die behandelte Oberfläche des Fluorpolymers kann mit einer Oberfläche des Substrats kontaktiert werden, oder eine Oberfläche des Substrats kann mit der Bindungszusammensetzung behandelt werden und die behandelte Oberfläche des Substrats kann mit einer Oberfläche des Fluorpolymers kontaktiert werden. Bei gewissen Ausführungsformen kann eine Mischung des Fluorpolymers und der Bindungszusammensetzung extrudiert werden und die Oberfläche der extrudierten Mischung kann mit einer Oberfläche des Substrats kontaktiert werden. Bei anderen Ausführungsformen kann das Substrat oder das Fluorpolymer aus einer Lösung gegossen oder aus einem Monomer polymerisiert werden. Die Bindungszusammensetzung kann vor dem Kontaktieren aktinischer Strahlung ausgesetzt werden.
Bei einer anderen Ausgestaltung umfasst ein Verbundgegenstand ein Fluorpolymer, das eine Oberfläche aufweist, ein Substrat, das eine Oberfläche aufweist, und eine Bindungszusammensetzung, die zwischen der Oberfläche des Fluorpolymers und der Oberfläche des Substrats eingebracht ist, wobei die Bindungszusammensetzung eine lichtabsorbierende Verbindung und einen Elektronendonator umfasst, wobei die Bindungszusammensetzung aktinischer Strahlung ausgesetzt worden ist.
Bei noch einer anderen Ausgestaltung umfasst ein behandeltes Fluorpolymersubstrat, das für das Verbinden mit einem polymeren Substrat geeignet ist, eine Oberfläche, die einer Kombination einer lichtabsorbierenden Verbindung und eines Elektronendonators und aktinischer Strahlung ausgesetzt wird.
Bei noch einer anderen Ausgestaltung umfasst ein laminierter Gegenstand ein Fluorpolymer, das mit einem Substrat durch eine Bindungszusammensetzung verbunden ist, die eine lichtabsorbierende Verbindung und einen Elektronendonator, der aktinischer Strahlung ausgesetzt wird, umfasst.
Bei noch einer anderen Ausgestaltung umfasst die Bindungszusammensetzung ein Fluoralkylamin, wie beispielsweise 2,2,2-Trifluorethylamin.
Die Bindungszusammensetzung umfasst eine lichtabsorbierende Verbindung und einen Elektronendonator. Die lichtabsorbierende Verbindung kann eine Ammoniumverbindung, eine Phosphoniumverbindung, eine Sulfoniumverbindung, eine Sulfoxoniumverbindung, eine Iodoniumverbindung, eine Arsoniumverbindung oder Kombinationen derselben sein. Die Ammoniumverbindung oder Phosphoniumverbindung kann einen Benzylanteil enthalten. Der Elektronendonator kann ein Amin, ein Phosphin, ein Thioether oder Kombinationen derselben sein. Das Amin kann ein primäres Amin, ein aminosubstituiertes Organosilan oder Kombinationen derselben sein. Das Amin kann ein Mono-, Di- oder Trialkylamin sein. Das Alkylamin kann ein Fluoralkylamin sein. Das aminosubstituierte Organosilan kann einen hydrolysierbaren Substituenten aufweisen. Die Bindungszusammensetzung kann aktinischer Strahlung gegenüber durch das Fluorpolymer oder das Substrat ausgesetzt werden.
Das Fluorpolymer kann ein perfluoriertes Polymer oder ein teilweise fluoriertes Polymer sein. Das Substrat kann ein anorganisches Substrat wie beispielsweise ein Metall und ein Glas oder ein organisches Substrat, wie beispielsweise ein nichtfluoriertes Polymer oder Fluorpolymer, oder einen organischen-anorganischen Verbundstoff umfassen.
Verbundene mehrschichtige Materialien können kombinierte physikalische und chemische Eigenschaften aufweisen, die sowohl Fluorpolymere als auch nichtfluorierte Polymere besitzen, was zu weniger kostspieligen, hochleistungsfähigen Gegenständen führt. Beispielsweise kann die Fluorpolymerkomponente in Fahrzeugschläuchen und Behälterkonstruktionen, schmutzabweisenden Folien, PSA-Bändern mit Oberflächen niedriger Energie und Beschichtungen für Luftfahrzeuge verwendet werden. Das Bindungsverfahren ist eine milde fotochemische Laminierung, die die Haftung zwischen einem Fluorpolymer und einem Substrat fördern kann. Die Bindungszusammensetzung kann zum Bilden eines Verbundgegenstands verwendet werden, der eine Fluorpolymerverkleidung auf einem leitfähigen und glänzenden Metall aufweist, um es gegen Korrosion zu schützen, eine Fluorpolymerverkleidung auf Glasfaser, um ihre physikalische Festigkeit und chemische Widerstandsfähigkeit für die Telekommunikation zu erhöhen, oder eine Fluorpolymerschicht, die mit einem Kohlenwasserstoffsubstrat in mehrschichtigen Materialien verbunden ist.
Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung sind in den beiliegenden Zeichnungen und der unten aufgeführten Beschreibung aufgeführt. Andere Merkmale, Gegenstände und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie den Ansprüchen offensichtlich.
1 ist eine Querschnittsansicht eines mehrschichtigen Gegenstands.
Eine Fluorpolymerschicht kann mit einer Oberfläche eines Substrats unter Bildung beispielsweise eines Laminats verbunden werden. Das Laminat kann zwei oder mehr Schichten enthalten. Unter Bezugnahme auf 1 umfasst das Laminat 10 eine Fluorpolymerschicht 20 und das Substrat 30. Eine Bindungszusammensetzung 40 kontaktiert die Zwischenfläche zwischen der Fluorpolymerschicht 20 und dem Substrat 30. Auf die Bindungszusammensetzung aufgebrachte aktinische Strahlung fördert die Bindung zwischen der Fluorpolymerschicht 20 und dem Substrat 30.
Die Bindungszusammensetzung umfasst eine lichtabsorbierende Verbindung und einen Elektronendonator. Die Bindungszusammensetzung kann ein Lösungsmittel zum Erleichtern des Aufbringens einer Beschichtung der Zusammensetzung auf eine Oberfläche der Fluorpolymere oder des Substrats oder beider umfassen. Das Lösungsmittel kann beispielsweise durch Trocknen vor dem Kontaktieren der Substrat- und Fluorpolymeroberflächen entfernt werden. Irgendein Lösungsmittel, wird es verwendet, kann ein fluoriertes Lösungsmittel, beispielsweise ein fluoriertes Lösungsmittel, das mindestens einen fluorierten Anteil aufweist, sein. Fluorierte Lösungsmittel können wirksam sein, das Benetzen der Bindungszusammensetzung auf einem der Substrate zu förden. Bevorzugte fluorierte Lösungsmittel umfassen beispielsweise Hexafluorxylol, Hexafluorbenzol und dergleichen.
Aktinische Strahlung ist elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge, die in der Lage ist, die Bindung zwischen dem Fluorpolymer und dem Substrat in Gegenwart der Bindungszusammensetzung zu beeinflussen. Aktinische Strahlung hat eine Intensität bei einer Wellenlänge, die in der Lage ist, die Bindung innerhalb einer vernünftigen Zeitspanne zu beeinflussen. Die aktinische Strahlung kann eine Wellenlänge zwischen 190 nm und 700 nm, bevorzugt zwischen 200 nm und 400 nm, noch bevorzugter zwischen 205 nm und 320 nm, selbst noch bevorzugter zwischen 210 nm und 290 nm und sogar noch bevorzugter zwischen 240 nm und 260 nm aufweisen.
Die aktinische Strahlung hat eine Wellenlänge, die durch die lichtabsorbierende Verbindung absorbiert wird. Die lichtabsorbierende Verbindung kann einen absorbierenden Anteil aufweisen, der in der Lage ist, durch die aktinische Strahlung angeregt zu werden, wie beispielsweise einen Benzylanteil oder einen anderen aromatischen Anteil. Die lichtabsorbierende Verbindung kann eine Ammoniumverbindung, ein Phosphin, eine Phosphoniumverbindung, eine aromatische Kohlenwasserstoffverbindung, eine Thioetherverbindung, eine Etherverbindung, eine Phenolverbindung, eine Sulfoniumverbindung, eine Sulfoxoniumverbindung, eine Iodoniumverbindung, eine Arsoniumverbindung oder Kombinationen derselben sein. Spezifische Beispiele umfassen Triphenylphosphin, Benzyltriphenylphosphoniumchlorid, Benzyltributylammoniumchlorid, ein Arylammoniumsalz, Tetraphenylarsoniumchlorid, Diphenylsulfid, Biphenyl, 4,4'-Dihydroxybiphenyl und Triarylsulfoniumchlorid. Andere Beispiele lichtabsorbierender Verbindungen sind z.B. bei Fukushi, US-Patentschrift Nr. 5,658,671, „Fluoroeslastomer Coating Composition (Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzung)" beschrieben, die hier summarisch eingefügt wird. Die lichtabsorbierende Verbindung kann einen molaren Extinktionskoeffizienten von mindestens 100, bevorzugt mindestens 500, noch bevorzugter mindestens 1.500, selbst bevorzugter mindestens 5.000 bei einer Wellenlänge aufweisen, wenn sie aktinischer Strahlung ausgesetzt wird. Bei einigen Ausführungsformen kann die lichtabsorbierende Verbindung einzelne Komponenten umfassen, die aktinische Strahlung im gereinigten Zustand nicht wesentlich absorbieren, Licht jedoch absorbieren, wenn die Komponenten kombiniert werden. Beispielsweise kann eine Komponente des Verbundstoffs einen Ladungsübertragungskomplex mit dem Donator, Fluorpolymer, Substrat oder anderen zugesetzten Bestandteilen bilden, was zu einer Verbindung führt, die aktinische Strahlung absorbiert.
Der Elektronendonator ist eine Verbindung, die in der Lage ist, den angeregten Zustand der lichtabsorbierenden Verbindung zu reduzieren. Beispielsweise kann der Elektronendonator ein Amin, ein Phosphin, ein Thiol, ein Thioether, Phenol, Thiophenol, Phenolat, Thiophenolat oder Kombinationen derselben sein. Das Amin kann ein primäres Amin wie beispielsweise ein Alkylamin, z.B. ein Monoalkylamin, ein Dialkylamin oder ein Trialkylamin wie beispielsweise ein Fluoralkylamin sein. Der Elektronendonator kann polymerisierbar, beispielsweise ein polymerisierbares Amin wie beispielsweise ein Aminoalken oder ein Vinylanilin sein. Das Amin kann ein aminosubstituiertes Organosilan sein. Das aminosubstituierte Organosilan kann einen hydrolysierbaren Substituenten aufweisen; beispielsweise kann es ein Trialkoxysilan sein. Beispielsweise kann das aminosubstituierte Organosilan die Formel R¹R²N-L-SiXX'X'' aufweisen, wobei jedes von R¹ und R² unabhängig H, C1-12-Alkyl, C1-12-Alkenyl, C1-12-Alkynyl oder Aryl ist und L ein zweiwertiges geradkettiges C1-12-Alkylen, C3-8-Cycloalkylen, 3-8-gliedriges Ringheterocycloalkylen, C1-12-Alkenylen, C3-8-Cycloalkenylen, 3-8-gliedriges Ringheterocycloalkenylen, Arylen oder Heteroarylen ist. L ist wahlweise mit C1-4-Alkyl, C2-4-Alkenyl, C2-4-Alkynyl, C1-4-Alkoxy, Hydroxyl, Halo, Carboxyl, Amino, Nitro, Cyano, C3-6-Cycloalkyl, 3-6-gliedriges Heterocycloalkyl, Aryl, 5-6-gliedriges Ringheteroaryl, C1-4-Alkylcarbonyloxy, C1-4-Alkyloxycarbonyl, C1-4-Alkylcarbonyl, Formyl, C1-4-Alkylcarbonylamino oder C1-4-Aminocarbonyl substituiert. L ist des Weiteren wahlweise durch -O-, -S-, -N(Rc)-, -N(Rc)-C(O)-, -N(Rc)-C(O)-O-, -O-C(O)-N(Rc)-, -N(Rc)-C(O)-N(Rd)-, -O-C(O)-, -C(O)-O- oder -O-C(O)-O- unterbrochen. Jedes von Rc und Rd ist unabhängig Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Alkynyl, Alkoxy, Hydroxylalkyl, Hydroxyl oder Haloalkyl. Jedes von X, X' und X'' ist eine C1-18-Alkyl-, Halogen-, C-18-Alkoxy-, C1-8-Alkylcarbonyloxy- oder Aminogruppe. Wenn das aminosubstituierte Organosilan einen hydrolysierbaren Substituenten aufweist, so ist mindestens eines von X, X' und X'' nicht Alkyl. Des Weiteren können irgendwelche zwei von X, X' und X'' durch eine kovalente Bindung verbunden sein. Die Aminogruppe kann eine Alkylaminogruppe sein.
Die Bindungszusammensetzung kann andere Zusatzmittel, beispielsweise ein Vinylsilan wie beispielsweise ein Alkoxyvinylsilan, ein perfluoriertes oder teilweise fluoriertes Polymer, aromatische Polyhydroxyverbindungen oder ein wärmehärtendes Harz wie beispielsweise ein Epoxidharz, ein Urethanharz, ein Harnstoffharz oder ein Acrylatharz umfassen.
Das Fluorpolymer kann ein perfluoriertes Polymer oder ein teilweise fluoriertes Polymer sein. Beispielsweise kann das Fluorpolymer entweder thermoplastisch verarbeitbar, wie im Falle eines Terpolymers von Tetrafluorethylen, Hexafluorpropylen und Vinylidenfluorid (THV^WZ), ein Tetrafluorethylen-Hexafluorpropencopolymer (FEP) und andere schmelzverarbeitbare Fluoroplaste sein oder es kann nicht thermoplastisch verarbeitbar, wie im Falle von Polytetrafluorethylen (PTFE), modifizierten PTFE-Copolymeren wie beispielsweise einem Copolymer von TFE und geringen Konzentrationen an fluorierten Vinylethern und Fluorelastomeren sein. Fluorelastomere können vor dem Aushärten durch Spritzgießen oder Formpressen oder andere Verfahren, die normalerweise mit Thermoplasten verbunden sind, verarbeitet werden. Nach dem Aushärten oder Vernetzen sind Fluorelastomere eventuell nicht in der Lage, noch weiter verarbeitet zu werden. Fluorelastomere können auch in ihrer unvernetzten Form aus Lösungsmittel schichtförmig aufgebracht werden. Fluorpolymere können auch aus einer wässrigen Dispersionsform schichtförmig aufgebracht werden. Bei bevorzugten Ausführungsformen kann das Fluorpolymer FEP, ein Tetrafluorethylen-Perfluorpropylvinylether-Copolymer (PFA), Perfluorelastomer oder Mischungen derselben sein.
Bevorzugt ist das Fluorpolymer ein Material, das in der Lage ist, extrudiert oder lösungsmittelaufgeschichtet zu werden. Derartige Fluorpolymere sind typischerweise Fluoroplaste, die Schmelztemperaturen im Bereich von etwa 100 bis etwa 330°C, noch bevorzugter von etwa 150 bis etwa 270°C aufweisen. Bevorzugte Fluoroplaste umfassen interpolymerisierte Einheiten, die von VDF und Fluorethylen deriviert sind und können des Weiteren interpolymerisierte Einheiten umfassen, die von anderen fluorhaltigen Monomeren, nicht fluorhaltigen Monomeren oder einer Kombination derselben deriviert sind.
Beispiele geeigneter fluorhaltiger Monomere umfassen Tetrafluorethylen (TFE), Hexafluorpropylen (HFP), Chlortrifluorethylen (CTFE), 3-Chlorpentafluorpropen, perfluorierte Vinylether (z.B. Perfluoralkoxyvinylether wie beispielsweise CF₃OCF₂CF₂CF₂OCF=CF₂ und Perfluoralkylvinylether wie beispielsweise CF₃OCF=CF₂ und CF₃CF₂CF₂OCF=CF₂) und fluorinhaltige Diolefine wie beispielsweise Perfluordiallylether und Perfluor-1,3-butadien. Beispiele geeigneter nichtfluorhaltiger Monomere umfassen Olefinmonomere wie Ethylen, Propylen und dergleichen.
VDF-haltige Fluorpolymere können unter Anwendung von Emulsionspolymerisationstechniken hergestellt werden, wie sie z.B. bei Sulzbach et al., US-Patentschrift Nr. 4,338,237 oder Grootaert, US-Patentschrift Nr. 5,285,002 beschrieben sind, die hier summarisch eingefügt werden. Nützliche im Handel erhältliche VDF-haltige Fluoroplaste umfassen beispielsweise Dyneon^WZ, THV^WZ 200, THV^WZ 400, THV^WZ 500G, THV^WZ 610X Fluorpolymere (von Dyneon LLC, St. Paul, MN erhältlich), KYNAR^WZ 740 Fluorpolymer (von Atochem North America, Philadelphia, PA erhältlich), HYLAR^WZ 700 (von Ausimont USA, Inc., Morristown, NJ erhältlich) und FLUOREL^WZ FC-2178 (von Dyneon, LLC erhältlich).
Ein besonders nützliches Fluorpolymer umfasst interpolymerisierte Einheiten, die von mindestens TFE und VDF deriviert sind, wobei die Menge von VDF mindestens 0,1 Gewichts-%, aber weniger als 20 Gewichts-% beträgt. Bevorzugt liegt die Menge von VDF im Bereich von 3–15 % Gewichts-%, noch bevorzugter 10–15 Gewichts-%.
Beispiele geeigneter Fluorelastomere umfassen VDF-HFP-Copolymere, VDF-HFP-TFE-Terpolymere, TFE-Propylen-Copolymere und dergleichen.
Das Substrat kann ein anorganisches Substrat wie beispielsweise ein Metall oder ein anorganisches Glas oder ein organisches Substrat wie beispielsweise Fluorpolymer oder ein nichtfluoriertes Polymer umfassen. Als Alternative kann das Substrat ein organischer-anorganischer Verbundstoff sein. Das Metall kann Kupfer oder Edelstahl sein. Das anorganische Glas kann ein Silikat sein. Das nichtfluorierte Polymer kann ein Polyamid, ein Polyolefin, ein Polyurethan, ein Polyester, ein Polyimid, ein Polyimid, ein Polystyrol, ein Polycarbonat, ein Polyketon, ein Polyharnstoff, ein Polyacrylat und ein Polymethylmethacrylat oder eine Mischung derselben sein. Beispielsweise kann das nichtfluorierte Polymer ein nichtfluoriertes Elastomer wie beispielsweise Acrylnitrilbutadien (NBR), Butadienkautschuk, chloriertes und chlorsulfoniertes Polyethylen, Chloropren, Ethylen-Propylen-Monomer-(EPM-) Kautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-(EPDM-Kautschuk, Epichlorhydrin-(ECO-) Kautschuk, Polyisobutylen, Polyisopren, Polysulfid, Polyurethan, Siliconkautschauk, Mischungen von Polyvinylchlorid und NBR, Styrolbutadien-(SBR-) Kautschuk, Ethylen-Acrylat-Copolymer-Kautschuk und Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk sein. Geeignete Ethylen-Vinylacetat-Copolymere umfassen ELVAX^WZ, das von E.I. DuPont de Nemours Co., Wilmington, DE erhältlich ist.
Polyamide, die als nichtfluoriertes Polymer nützlich sind, sind im Allgemeinen im Handel erhältlich. Beispielsweise sind Polyamide, wie irgendeines der bekannten Nylons, von einer Anzahl von Quellen erhältlich. Besonders bevorzugte Polyamide sind Nylon- 6, Nylon-6,6, Nylon-11 und Nylon-12. Man sollte beachten, dass die Auswahl eines spezifischen Polyamidmaterials auf den physikalischen Erfordernissen der spezifischen Anwendung für den mehrschichtigen Gegenstand beruhen sollte. Beispielsweise bieten Nylon-6 und Nylon-6,6 bessere Wärmebeständigkeitseigenschaften als Nylon-11 und Nylon-12, während Nylon-11 und Nylon-12 bessere chemische Beständigkeitseigenschaften bieten. Außerdem können andere Nylonmaterialien, wie beispielsweise Nylon-6,12, Nylon-6,9, Nylon-4, Nylon-4,2, Nylon-4,6, Nylon-7 und Nylon 8 sowie ringhaltige Polyamide wie beispielsweise Nylon-6,T und Nylon-6,1 verwendet werden. Geeignete Nylons umfassen VESTAMID^WZ L2140, ein Nylon-12, das von Creanove, Inc., Somerset, NJ, erhältlich ist. Polyetherhaltige Polyamide, wie beispielsweise PEBAX^WZ-Polyamide (Atochem North America, Philadelphia, PA) können ebenfalls verwendet werden.
Nützliche Polyurethanpolymere umfassen aliphatische, cycloaliphatische, aromatische und polycyclische Polyurethane. Diese Polyurethane werden typischerweise durch Reaktion eines polyfunktionellen Isocyanats mit einem Polyol allgemein bekannten Reaktionsmechanismen entsprechend hergestellt. Nützliche Diisocyanate für die Anwendung bei der Herstellung eines Polyurethans umfassen Dicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat, Isophorondiisocyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat, Cyclohexyldiisocyanat und Diphenylmethandiisocyanat. Kombinationen eines oder mehrerer polyfunktioneller Isocyanate können ebenfalls verwendet werden. Nützliche Polyole Polypentylenadipatglykol, Polytetramethylenetherglykol, Polyethylenglykol, Polycaprolactondiol, Poly-1,2-butylenoxidglykol und Kombinationen derselben. Kettenverlängerungsmittel, wie Butandiol oder Hexandiol, können bei der Reaktion ebenfalls verwendet werden. Nützliche im Handel erhältliche Urethanpolymere umfassen MORTHANE^WZ L424.167 (MI=9,7), PN-04 oder 3429 von Morton International, Seabrook, NH, und X-4107 von B.F. Goodrich Co., Cleveland, OH.
Nützliche Polyolefinpolymere umfassen Homopolymere von Ethylen, Propylen und dergleichen sowie Copolymere dieser Monomere mit beispielsweise Acrylmonomeren und anderen ethylenisch ungesättigten Monomeren wie Vinylacetat und höhere Alphaolefine. Derartige Polymere und Copolymere können durch herkömmliche Radikalpolymerisation oder Katalyse derartiger ethylenisch ungesättigter Monomere hergestellt werden. Der Kristallinitätsgrad des Polymers kann verschieden sein. Beispielsweise kann das Polymer ein halbkristallines Polyethylen hoher Dichte sein oder es kann ein elastomeres Copolymer von Ethylen und Propylen sein. Carboxyl-, Anhydrid- oder Imidfunktionalitäten können in das Polymer durch Polymerisieren oder Copolymerisieren von funktionellen Monomeren wie Acrylsäure oder Maleinsäureanhydrid oder durch Modifizieren des Polymers nach der Polymerisation, z.B. durch Pfropfen, durch Oxidation oder durch Bilden von Ionomeren eingearbeitet werden. Beispiele umfassen säuremodifizierte Ethylenacrylatcopolymere, anhydridmodifizierte Ethylenvinylacetatcopolymere, anhydridmodifizierte Polyethylenpolymere und anhydridmodifizierte Polypropylenpolymere. Derartige Polymere und Copolymere sind im Allgemeinen im Handel, beispielsweise als ENGAGE^WZ (Dow-DuPont Elastomers, Wilmington, DE) oder EXACT^WZ (ExxonMobil, Linden, NJ) erhältlich. Beispielsweise sind anhydridmodifizierte Polyethylenpolymere im Handel von E.I. DuPont de Nemours & Co., Wilmington, DE, unter der Handelsbezeichnung coextrudierbare BYNEL^WZ-Klebstoffharze erhältlich.
Nützliche Polyacrylate und Polymethacrylate umfassen Polymere von Acrylsäure, Methylacrylat, Ethylacrylat, Acrylamid, Methacrylsäure, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat und dergleichen. Ein Beispiel eines Polymethacrylats ist EMAC^WZ (Chevron Chemical Co., Houston, TX).
Nützliche Polycarbonatpolymere umfassen aliphatische Polycarbonate wie Polyestercarbonate, Polyethercarbonate und von Bisphenol A derivierte Polycarbonate und dergleichen.
Nützliche Polyimidpolymere umfassen Polyimidpolymere, die aus dem Anhydrid von Pyromellitinsäure und 4,4'-Diaminodiphenylether hergestellt und von E.I. DuPont de Nemours and Company unter der Handelsbezeichnung KAPTON^WZ erhältlich sind. Variationen umfassen KAPTON^WZ H, KAPTON^WZ E und KAPTON^WZ V, unter anderen.
Zusätzliche Beispiele nützlicher nichtfluorierter Polymere, wie oben angegeben, umfassen Polyester, Polycarbonate, Polyketone und Polyharnstoffe. Im Handel erhältliche Beispiele derartiger Polymere umfassen SELAR^WZ-Polyester (E.I. DuPont de Nemours & Co., Wilmington, DE), LEXAN^WZ-Polycarbonat (General Electric, Pittsfield, MA), KADEL^WZ-Polyketon (Amoco, Chicago, IL) und SPECTRIM^WZ-Polyharnstoff (Dow Chemical Co., Midland, MI).
Im Handel erhältliche Elastomere umfassen NIPOL^WZ 1052 NBR (Zeon Chemical, Louisville, KY), HYDRIN^WZ C2000-Epichlorhydrin-Ethylenoxidkautschuk (Zeon Chemical, Louisville, KY), HYPALON^WZ 48 chlorsulfonierter Polyethylenkautschuk (E.I. DuPont de Nemours & Co., Wilmington, DE), NORDEL^WZ EPDM (R.T. Vanderbilt Co., Inc., Norwalk, CT), VAMAC^WZ Ethylenacrylatelastomer (E.I. DuPont de Nemours & Co., Wilmington, DE), KRYNAC^WZ NBR (Bayer Corp., Pittsburgh, PA), PERBUNAN^WZ NBR/PVC-Mischung (Bayer Corp., Pittsburgh, PA), THERBAN^WZ hydrogeierter NBK (Bayer Corp., Pittsburgh, PA), ZETPOL^WZ hydrogenierter NBR (Zeon Chemical, Louisvillye, KY), SANTOPRENE^WZ thermoplastisches Elastomer (Advanced Elastomer Systems, Akron, OH) und KELTAN^WZ EPDM (DSM Elastomers Americas, Addis, LA).
Das Substrat kann ein zweites Fluorpolymer umfassen.
Das Substrat kann eine oder mehrere polare Oberflächenfunktionalitäten darauf aufweisen, um die Bindung zu verbessern, wie beispielsweise eine Amino-, Carboxyl- und Hydroxylfunktionalität.
Die Bindungszusammensetzung kann auf einer Oberfläche des Fluorpolymers, das Substrat oder beiden aufgebracht werden. Bei gewissen Ausführungsformen kann die Bindungszusammensetzung in das Fluorpolymer, das Substrat oder beide derart eingearbeitet werden, dass, wenn die Oberflächen einander kontaktieren, die Bindungszusammensetzung das Fluorpolymer und das Substrat gleichzeitig kontaktiert. Die Bindungszusammensetzung kann in das Fluorpolymer oder das Substrat durch Schmelzmischen oder Extrudieren einer Mischung, die die Bindungszusammensetzung enthält, eingearbeitet werden. Als Alternative kann die Bindungszusammensetzung auf eine Oberfläche des Fluorpolymers oder Substrats durch ein Verfahren aufgebracht werden, wie beispielsweise Spritzbeschichten, Gardinenbeschichten, Tauchbeschichten, Eintauchbeschichten, Beflutungsbeschichten und dergleichen.
Das Fluorpolymer und Substrat können einander unter Druck unter wahlweisem Erhitzen unter Bildung eines Vorläufers kontaktieren, der daraufhin einer aktinischen Strahlung ausgesetzt wird. In gewissen Situationen können mehr als eine Fluorpolymerschicht mehr als eine Oberfläche des Substrats kontaktieren. In noch anderen Situationen können zwei Substrate zwei Oberflächen eines Fluorpolymers kontaktieren.
Jedes des Fluorpolymers und des Substrats kann unabhängig als Folie oder als geformter oder gestalteter Gegenstand bereitgestellt werden. Bevorzugt ist entweder das Fluorpolymer oder das Substrat im Wesentlichen für die aktinische Strahlung transmissiv.
Das Fluorpolymer wird mit dem Substrat durch Aussetzen der Bindungszusammensetzung aktinischer Strahlung gegenüber verbunden. Die Bindungszusammensetzung kann aktinischer Strahlung durch das Fluorpolymer, durch das Substrat oder beide ausgesetzt werden. In gewissen Situationen kann das Aussetzen aktinischer Strahlung gegenüber stattfinden, bevor das Substrat das Fluorpolymer kontaktiert. In anderen Situationen kann das Aussetzen aktinischer Strahlung gegenüber stattfinden, nachdem das Substrat und das Fluorpolymer einander kontaktieren. In noch anderen Situationen findet das Aussetzen aktinischer Strahlung gegenüber gleichzeitig auf das Kontaktieren des Substrats und des Fluorpolymers hin statt.
Geeignete Quellen aktinischer Strahlung umfassen Bogenlampen wie beispielsweise Xenonbogenlampen, Quecksilberbogenlampen (einschließlich Nieder- und Mitteldruckquecksilberbogenlampen), fluoreszierende Schwarzlichter, durch Mikrowellen angetriebene Lampen wie beispielsweise diejenigen, die von Fusion UV Systems, Rockville, MD, verkauft werden (einschließlich Birnen vom H-Typ und D-Typ), Laser und dergleichen. Lampen, die angereicherte Mengen an Ultraviolett- oder Blaulicht ausstrahlen, wie beispielsweise Niederdruckquecksilber- (z.B. keimtötende) Lampen, werden bevorzugt.
In vielen Fällen können Hitze, Druck oder Kombinationen derselben während des Bindens erwünscht sein. Geeignete Hitzequellen umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Öfen, erhitzte Walzen, erhitzte Pressen, Infrarotstrahlungsquellen, eine Flamme und dergleichen. Geeignete Druckquellen sind allgemein bekannt und umfassen Pressen, Quetschwalzen und dergleichen.
Die Erfindung wird nun noch weiter durch folgende Beispiele beschrieben.
BEISPIELE
In den folgenden Beispielen bedeutet der Ausdruck „Gew.-%" Gewichtsprozent, auf das Gesamtgewicht bezogen.
„THV^WZ 500" bezieht sich auf ein Terpolymer von TFE/HFP/VDF, das eine Schmelztemperatur von 165°C aufweist; „THV^WZ 400" bezieht sich auf ein Terpolymer von TFE/HFP/VDF, das eine Schmelztemperatur von 150°C aufweist; „THV^WZ 200" bezieht sich auf ein Terpolymer von TFE/HFP/VDF, das eine Schmelztemperatur von 120°C aufweist; „FEP" bezieht sich auf FEP X6307, das ein Copolymer von Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen, 85/15, auf das Gewicht bezogen, ist; „HTE" ist ein Terpolymer von Hexafluorpropylen, Tetrafluorethylen und Ethylen, die alle von Dyneon, L.L.C., Oakdale, MN, erhältlich sind.
„PVDF-HF" bezieht sich auf „PVDF 11010", das die Handelsbezeichnung für ein Copolymer von Hexafluorpropylen und Vinylidenfluorid mit einem Schmelzpunkt von 160°C ist; „PVDF-CV" bezieht sich auf SOLEF^WZ PVDF-CV, das ein Copolymer von Chlortrifluorethylen und Vinylidenfluorid ist, die beide im Handel von Soltex Polymer Corp., Houston, TX, erhältlich sind.
„BYNEL^WZ 3101" ist ein säuremodifiziertes Ethylen-Vinylacetatcopolymer; „ELVAX^WZ 450" ist ein Ethylen-Vinylacetatcopolymer, das 18 Gew.-% Vinylacetat und eine Vicat-Erweichungstemperatur von 61°C aufweist; „Polyimid" bezieht sich auf Kapton^WZ 100HN-Folie, die alle im Handel von E.I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE, erhältlich sind.
„EMAC^WZ 2202T" ist ein Copolymer von Ethylen und Methylacrylat, 80/20, auf das Gewicht bezogen, das von Chevron Chemical Co., Houston, TX, erhältlich ist.
„MORTHANE^WZ L424.167 (MI=9,7)" ist ein aliphatisches Polyurethan, das von Morton, International, Chicago, IL, erhältlich ist.
„VESTAMID^WZ L2140" bezieht sich auf Nylon-12 mit einem Vicat-Erweichungspunkt von 140°C, das im Handel von Creanova, Inc., Somerset, NJ, erhältlich ist.
„Mit Kupfer beschichtetes Polyimid" bezieht sich auf Kapton^WZ 100HN-Folie, die mit Kupfer metallisiert worden ist. „Mit Gold beschichtetes Polyimid" bezieht sich auf Kapton^WZ 100HN-Folie, die mit Gold metallisiert worden ist.
„Polycarbonatfolie" einer Dicke von etwa 10 mil (0,25 mm) bezieht sich auf Polyethylenterephthalatfolie.
Zusätzliche Materialien, die bei diesen Beispielen verwendet wurden, waren ohne Weiteres von allgemeinen Handelsverkäufern wie Sigma-Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI, erhältlich, es sei denn, es wird etwas anderes angegeben.
Beispiel 1
Polymerfolien (d.h. Substrate) wurden durch Positionieren von Polymergranulat, das in den Tabellen 1A und 1B angegeben ist, zwischen zwei Polytetrafluorethylenbahnen einer Dicke von 0,38 mm und Erweichen derselben 2–3 Minuten lang bei 200°C zubereitet. Daraufhin wurden die erweichten Materialien etwa 5 bis 10 Sekunden lang zwischen zwei erhitzten Platten einer Wabash-Hydraulikpresse (Wabash Metal Products Company, Inc., Hydraulic Division, Wabash, IN) gepresst und sofort auf eine kalte Wabash-Hydraulikpresse bei 13–15°C und 2–4 psi (0,014–0,028 MPas) überführt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur in der Kaltpresse wurden rundgeformte Polymerfolien einer Dicke von 1,5 mm erhalten. Kleine Stücke der gepressten Folien wurden dann zwischen zwei Edelstahlplatten positioniert, die mit Trennauskleidung, die mit Polyethylenterephthalatsilicon beschichtet war, ausgekleidet waren und 2–3 Minuten lang bei 200°C unter Druck gepresst und zwischen zwei erhitzte Platten einer Wabash-Hydraulikpresse eingebracht. Die auf diese Weise gebildeten Folien waren dünne glatte Folien einer Dicke von 0,08 bis 0,15 mm. Die so zubereiteten Substratfolien wurden zur Verwendung bei der Lamination zu Größen von etwa 2,5 cm auf 5 cm zerschnitten.
Zwei Bindungszusammensetzungen wurden zubereitet. Die Bindungszusammensetzung (BC 1) wurde durch Mischen von 0,2 g Allylamin und 0,1 g Benzyltriphenylphosphoniumchlorid in 2 g Methanol hergestellt. Eine zweite Bindungszusammensetzung (BC 2) wurde durch Mischen von 0,2 g Allylamin und 0,1 g Triphenylphosphin in 2 g Methanol hergestellt. Alle oben erwähnten Chemikalien waren von Sigma-Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI, erhältlich.
Die geschnittene Folie wurde mit der Bindungszusammensetzung durch Befluten beschichtet. Es war nicht notwendig, die Bindungszusammensetzung vor der Bildung der Bindung zu trocknen. Es wurden Proben durch Kontaktieren einer Fluorpolymerfilmoberfläche mit der Oberfläche des mit Bindungszusammensetzung beschichteten Substrats unter Bildung eines Laminatvorläufers hergestellt. Vergleichsbeispiele wurden durch Weglassen der Bindungszusammensetzung hergestellt. Der Laminatvorläufer wurde dann senkrecht in die Mitte eines Fotoreaktors von 254 nm (Rayonet-Kammerreaktor, Modell RPR-100, der mit sechzehn Niederdruckquecksilberlampen ausgestattet war, die von The Southern New England Ultraviolet, Inc., New Haven, CT, erhältlich sind) eingegeben. Diese Proben wurden für die in den Tabellen 1A und 1B angegebenen Zeitspannen bestrahlt.
Nach dem Bestrahlen wurden die Proben einer Heißlaminierung auf dickere Folien (1–1,5 mm) ihrer jeweiligen Materialien 2 Minuten lang bei 200°C unterworfen, um genaue Haftungsmesswerte zu erhalten, weil die bestrahlten Proben zu dünn waren und das Strecken/Brechen der Folie während des Messens zu erwarten war.
Die Schälfestigkeit wurde benutzt, um den Bindungsgrad zu bestimmen. Die Schälfestigkeit wurde ASTM D-1876 (T-Schältest) entsprechend bestimmt. Ein Instron^WZ-Tester, Modell 1125, der von Instron Corp., Canton, MA, erhältlich ist und auf eine Kreuzkopfgeschwindigkeit von 4 inch (10,2 cm) pro Minute eingestellt war, wurde als Prüfvorrichtung verwendet. Die Schälfestigkeit wurde als durchschnittliche Belastung errechnet, die während des Schältests gemessen wurde. Die gemessene Schälfestigkeit ist in den Tabellen 1A und 1B gezeigt. Vergleichsversuche zeigten, dass keine Haftung zwischen den Substraten und Fluorpolymerfolien vor dem Bestrahlen in Anwesenheit der Bindungszusammensetzung zu beobachten war.
Beispiel 2
Mikroskopobjektträger aus Glas und Stücke von Edelstahlplatten (1 inch (2,54 cm) auf 2 inch (5,08 cm)) wurden mit Aceton gereinigt. Eine Oberfläche des Glas- oder Stahlsubstrats wurde mit einer Bindungszusammensetzung beschichtet und ein Stück Fluorpolymerfolie wurde daraufhin in gutem Oberflächenkontakt auf das beschichtete Substrat laminiert. Ein Streifen Siliconauskleidung wurde der kurzen Kante zwischen der Substratoberfläche und der Fluorpolymerfolie entlang eingeschoben, um Schlingen für den Abziehtest bereitzustellen. Die laminierte Probe wurde senkrecht in die Mitte eines Fotoreaktors von 254 nm, wie in Beispiel 1 beschrieben, positioniert und für eine Zeitspanne, wie in den Tabellen 1A und 1B gezeigt, bestrahlt. Die gemessene Schälfestigkeit ist in den Tabellen 1A und 1B gezeigt.
Beispiel 3
Anstatt einer Fluorpolymerfolie wurde eine Lösung von 25 % Fluorelastomer FLUOREL^WZ FC-2145, ein rohes Gummidipolymer von VDF und HFP (das von Dyneon, LLC, erhältlich ist) in Methanol auf eine Seite eines Objektträgers aus Glas mit der Bindungszusammensetzung schichtförmig aufgebracht. Das mit Fluorelastomer beschichtete Glas wurde dann einer Strahlung bei 254 nm in einem Fotoreaktor, wie bei Beispiel 1 beschrieben, für eine Zeitspanne, wie in den Tabellen 1A und 1B gezeigt, unterworfen. Die Haftung zwischen dem Fluorelastomer und dem Glas wurde festgestellt.
Tabelle 1A
Tabelle 1B
Beispiel 4
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde unter Anwendung der Bindungszusammensetzung (BC) und der Vergleichszusammensetzungen (COMP), die in den Tabellen 2A und 2B aufgeführt sind, durchgeführt, mit der Ausnahme, dass ausgeschnittene Fluorpolymerfolie mit der Bindungszusammensetzung oder den Vergleichszusammensetzungen beschichtet wurde. Daraufhin wurde eine zweite Fluorpolymerfolie auf die Bindungszusammensetzung unter Bildung eines Laminatvorläufers aufgebracht. Der Vorläufer wurde dann senkrecht in die Mitte eines Fotoreaktors von 254 nm (Rayonet-Kammerreaktor, Modell RPR-100, der mit sechzehn Niederdruckquecksilberlampen ausgestattet war) aufgebracht. Proben wurden für Zeitspannen bestrahlt, die in den Tabellen 3A–4 aufgeführt sind. Nach dem Bestrahlen wurden die beiden Stücke Fluorpolymerfolie auseinandergezogen und einzeln auf Bindungssubstrate unter Bildung des endgültigen mehrschichtigen Gegenstands auflaminiert. Ein Streifen Siliconauskleidung wurde etwa 0,6 cm tief in den Abstand zwischen den Schichten der kurzen Kante entlang für den Abziehtest eingeführt. Der Gegenstand wurde 2 Minuten lang bei 200°C Heiß gepresst und sofort auf eine kalte Wabash-Hydraulikpresse bei 13–15°C übertragen. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur in der Kaltpresse war die Probe für den Abziehtest bereit.
TABELLE 2A
TABELLE 2B
TABELLE 3A
TABELLE 3B
TABELLE 3C
Beispiel 5
Dieses Vergleichsbeispiel zeigt, dass Elektronendonatoren nicht effektiv sind, die erfindungsgemäße Bindung zu fördern. Tabelle 4 zeigt die Bindungsergebnisse, die erhalten worden sind, wenn Elektronendonatoren als Lösung von 10 Gewichtsprozent in Methanol dem Verfahren von Beispiel 1 entsprechend verwendet wurden.
TABELLE 4
Andere Ausführungsformen liegen innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche.

Claims

Verfahren für das Verbinden eines Fluorpolymers mit einem Substrat, umfassend: das Bereitstellen einer Bindungszusammensetzung zwischen einem Fluorpolymer und einem Substrat, wobei die Bindungszusammensetzung eine lichtabsorbierende Verbindung und einen Elektronendonator enthält; und das Aussetzen der Bindungszusammensetzung gegenüber aktinischer Strahlung.
Verfahren für das Verbinden eines Fluorpolymers mit einem Substrat, umfassend: das Behandeln einer Oberfläche des Fluorpolymers mit einer Bindungszusammensetzung, wobei die Bindungszusammensetzung ein Amin und eine lichtabsorbierende Verbindung enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Ammoniumverbindung, einer Phosphoniumverbindung, einer Sulfoniumverbindung, einer Sulfoxoniumverbindung, einer Iodoniumverbindung, einer Arsoniumverbindung und Kombinationen derselben; das Kontaktieren der behandelten Oberfläche des Fluorpolymers mit einer Oberfläche eines Substrats, wobei das Substrat aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem Metall, einem Glas, einem organischen-anorganischen Verbundstoff, einem Fluorpolymer und einem nichtfluorierten Polymer; und das Aussetzen der Bindungszusammensetzung gegenüber aktinischer Strahlung.
Verfahren für das Verbinden eines Fluorpolymers mit einem Substrat, umfassend: das Bilden einer Mischung, die ein Fluorpolymer und eine Bindungszusammensetzung enthält, wobei die Bindungszusammensetzung ein Amin und eine lichtabsorbierende Verbindung enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Ammoniumverbindung, einer Phosphoniumverbindung, einer Sulfoniumverbindung, einer Sulfoxoniumverbindung, einer Iodoniumverbindung, einer Arsoniumverbindung und Kombinationen derselben; und das Kontaktieren einer Oberfläche der Mischung mit einer Oberfläche einer zweiten Komponente; und das Aussetzen der Bindungszusammensetzung gegenüber aktinischer Strahlung.
Verfahren für das Verbinden eines Fluorpolymers mit einem Substrat, umfassend: das Bereitstellen eines ersten Substrats, das eine Bindungszusammensetzung enthält, wobei die Bindungszusammensetzung ein Amin und eine lichtabsorbierende Verbindung enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Ammoniumverbindung, einer Phosphoniumverbindung, einer Sulfoniumverbindung, einer Sulfoxoniumverbindung, einer Iodoniumverbindung, einer Arsoniumverbindung und Kombinationen derselben; und das Kontaktieren der Oberfläche des ersten Substrats mit einer Oberfläche eines zweiten Substrats; und das Aussetzen der Bindungszusammensetzung gegenüber aktinischer Strahlung, wobei das erste Substrat und das zweite Substrat jeweils ein Matrixmaterial enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Metall, einem Glas, einem organischen-anorganischen Verbundstoff, einem Fluorpolymer und einem nichtfluorierten Polymer, mit der Maßgabe, dass eines des ersten Substrats und des zweiten Substrats ein Fluorpolymer ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die lichtabsorbierende Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus einer Ammoniumverbindung, einer Phosphoniumverbindung, einer Sulfoniumverbindung, einer Sulfoxoniumverbindung, einer Iodoniumverbindung, einer Arsoniumverbindung und Kombinationen derselben.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Elektronendonator aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus einem Amin, einem Phosphin, Phenol, Thiophenol, Phenolat, Thiophenolat oder Thioether und Kombinationen derselben.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner das Anwenden von Wärme oder Druck auf die Bindungszusammensetzung zwischen einem Fluorpolymer und einem Substrat umfassend.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Elektronendonator ein Amin enthält.
Verfahren nach Anspruch 2, 3, 4 oder 11, wobei das Amin aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus einem primären Amin, einem aminosubstituierten Organosilan und Kombinationen derselben.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Bindungszusammensetzung eines oder mehrere von einem Vinylsilan, einem perfluorierten Polymer oder einem teilweise fluorierten Polymer enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bereitstellen (a) das Behandeln einer Oberfläche des Fluorpolymers mit der Bindungszusammensetzung und das Kontaktieren der Oberfläche des Fluorpolymers mit einer Oberfläche des Substrats, (b) das Behandeln einer Oberfläche des Substrats mit der Bindungszusammensetzung und das Kontaktieren der Oberfläche des Substrats mit einer Oberfläche des Fluorpolymers, (c) das Bilden einer Mischung des Fluorpolymers und der Bindungszusammensetzung und das Kontaktieren einer Oberfläche der Mischung mit einer Oberfläche des Substrats oder (d) das Bilden einer Mischung des Substrats und der Bindungszusammensetzung und das Kontaktieren einer Oberfläche der Mischung mit einer Oberfläche eines Fluorpolymers einschliesst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei das Substrat entweder ein anorganisches oder ein organisches Substrat einschliesst.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Bindungszusammensetzung (a) durch das Fluorpolymer, (b) durch das Substrat, (c) durch das Fluorpolymer und das Substrat oder (d) vor dem Kontaktieren aktinischer Strahlung ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die aktinische Strahlung ein Wellenlängenmaximum zwischen 190 nm und 400 nm aufweist.
Verbundgegenstand umfassend: ein Fluorpolymer mit einer Oberfläche; ein Substrat mit einer Oberfläche; und eine Bindungszusammensetzung, die zwischen der Oberfläche des Fluorpolymers und der Oberfläche des Substrats eingebracht ist, wobei die Bindungszusammensetzung eine lichtabsorbierende Verbindung und einen Elektronendonator enthält, wobei die Bindungszusammensetzung aktinischer Strahlung ausgesetzt worden ist.
Gegenstand nach Anspruch 15, wobei die lichtabsorbierende Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus einer Ammoniumverbindung, einer Phosphoniumverbindung, einer Sulfoniumverbindung, einer Sulfoxoniumverbindung, einer Iodoniumverbindung, einer Arsoniumverbindung und Kombinationen derselben und der Elektronendonator aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus einem Amin, einem Phosphin, einem Thioether und Kombinationen der selben.
Gegenstand nach Anspruch 15, wobei die Bindungszusammensetzung ferner ein Vinylsilan oder ein perfluoriertes Polymer oder ein teilweise fluoriertes Polymer einschliesst.
Gegenstand nach Anspruch 15, wobei das Substrat ein anorganisches Substrat einschliesst.
Gegenstand nach Anspruch 15, wobei das Substrat ein organisches Substrat enthält.
Behandeltes Fluorpolymersubstrat, das für das Verbinden mit einem polymeren Substrat geeignet ist, umfassend eine Oberfläche, die einer Kombination einer lichtabsorbierenden Verbindung und eines Elektronendonators und aktinischer Strahlung ausgesetzt ist.
Laminierter Gegenstand umfassend ein Fluorpolymer, das durch eine Bindungszusammensetzung an ein Substrat gebunden ist, die eine lichtabsorbierende Verbindung und einen Elektronendonator enthält und aktinischer Strahlung ausgesetzt worden ist.
Laminierter Gegenstand nach Anspruch 21, wobei die Bindungszusammensetzung 2,2,2-Trifluorethylamin umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Elektronendonator polymerisierbar ist.