TWI798410B

TWI798410B - 聚四氟乙烯水性分散體

Info

Publication number: TWI798410B
Application number: TW108111880A
Authority: TW
Inventors: 阿部寛史; 鈴木孝典; 松島良介; 諸岡有美; 藤沢清志; 新村友佳子
Original assignee: 日商三菱鉛筆股份有限公司
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2019-04-03
Publication date: 2023-04-11
Also published as: JP7078441B2; WO2019194101A1; CN111918922A; JP2019182956A; CN111918922B; TW201943741A

Abstract

本發明提供一種聚四氟乙烯(以下稱為「PTFE」)水性分散體，其長期分散安定性優異，即使添加於塗料等之液體材料中於最終製品內部PTFE亦不分離，可於期望之最終形態中實現PTFE之功能賦予，具有經濟上亦優異之生產性。該PTFE水性分散體之特徵係含有10~70質量%之一次粒徑為0.03~0.3μm且數平均分子量Mn為1萬~3萬之PTFE微粒子，相對於PTFE微粒子含有0.5~20質量%之分散劑，泡沫體積比率未達10vol%，利用動態光散射法所得之平均粒徑未達300nm。

Description

聚四氟乙烯水性分散體

本發明有關聚四氟乙烯水性分散體，其使聚四氟乙烯(PTFE)粒子長期安定地分散、處理優異、可賦與PTFE特有功能的撥水性、撥油性、電特性、耐熱性、電絕緣性、低介電特性、低摩擦特性、非黏著性、耐候性、難燃性等；及有關使用其之賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物。

聚四氟乙烯(以下有時簡稱為「PTFE」)係撥水性、撥油性、電特性、耐熱性、電絕緣性、低介電特性、低摩擦特性、非黏著性、耐候性、難燃性等優異之材料，已利用於電子機器、滑動材、汽車、廚房用品等。具有此等特性之聚四氟乙烯係作為微粉添加於各種樹脂材料或橡膠、接著劑、潤滑劑或油脂、印刷墨水或塗料等而以提高製品特性之目的而使用。

例如，聚四氟乙烯之微粉(PTFE粒子)通常係藉由乳化聚合法，在水、聚合起始劑、含氟乳化劑、石蠟等之安定劑存在下，使四氟乙烯(TFE)單體聚合，以含有PTFE粒子之水性分散體獲得後，經過濃縮、凝集、乾燥等而製造者(例如參考專利文獻1)。

通常，為了將PTFE粒子調配於塗料等之液體材料而賦與PTFE具有之功能，必須將PTFE粒子分散於液體材料中。然而，由於使PTFE粒子再度對液體材料濡濕並不容易，因以一般係以聚合後添加安定劑之水分散體狀態，對液體材料進行調配。該以往之PTFE水性分散體由於粒子容易纖絲化，故稍微藉由剪斷而使粒子彼此凝集。且，為了持續乳化聚合時之分散狀態，而有分散安定性差，於容器內經時形成硬塊之問題。

以往，作為消除該等課題之手段，已知有如下方法，例如 1)一種聚四氟乙烯水性分散液，其特徵係含有5質量%以上且未達30質量%之藉由乳化聚合所得之平均粒徑為0.1~0.5μm之PTFE粒子，對於PTFE為1~12質量%之具有特性構造之非離子性界面活性劑及對於PTFE為1~10質量%之平均分子量10萬~200萬之聚環氧乙烷(例如參考專利文獻2)， 2)一種低分子量聚四氟乙烯水性分散液之製造方法，其特徵係對含有10~70質量%之平均粒徑為0.1~0.5μm且平均分子量70萬~300萬之聚四氟乙烯微粒子且pH為6.0~13.0之聚四氟乙烯水性分散液照射2~100kGy之γ線(例如參考專利文獻3)， 3)一種聚四氟乙烯水性分散液組成物，其特徵係含有30~65重量%之藉由乳化聚合所得之聚四氟乙烯微粒子、對於聚四氟乙烯為2~12重量%之選自具有以特定式(1)及(2)表示之平均分子構造之非離子性界面活性劑之至少一種及對於聚四氟乙烯為0.01重量%以上且未達1重量%之平均分子量10萬~200萬之聚環氧乙烷作為必須成分(例如參考專利文獻4)等。

然而，上述專利文獻2~4記載之PTFE水性分散體之分散安定性，由於均源自於乳化聚合時之分散狀態，故會長期沉降，有為了再分散而必須進行攪拌之課題。且，對塗料等之液體材料之調配時，由於最終製品內PTFE分離，故成為設計上之限制而廣泛利用性差者。且，為了消除沉降，雖考慮藉由機械分散處理強化分散安定性，但上述專利文獻2~4記載之PTFE水性分散體，雖可抑制因摩擦所致之纖絲化，但藉由機械分散處理抑制纖絲化並不充分，現狀是無法藉由機械分散處理強化分散安定性。再者，一般添加劑用途中所用之低分子量化之PTFE微粒子中，雖有可實現機械分散處理之分散安定性強化，但由於PTFE微粒子難以以水完全濡濕，故殘存之氣泡因機械分散處理時之熱而膨脹，有引起裝置內之壓力上升等之缺點。且，殘存氣泡膨脹時，一度濡濕之PTFE微粒子表面乾燥，反而使分散性變差，故無法充分活用裝置本來具有之能力來製造，亦有品質之控制困難之課題。 [先前技術文獻]

專利文獻1：日本特開2012-92323號公報(申請專利範圍、實施例等) 專利文獻2：日本特開2006-169448號公報(申請專利範圍、實施例等) 專利文獻3：日本特開2006-63140號公報(申請專利範圍、實施例等) 專利文獻4：日本特開2000-198899號公報(申請專利範圍、實施例等)

[發明欲解決之課題]

本發明係針對上述以往之課題及現狀，為了消除該等者，目的在於提供PTFE水性分散體等，其長期分散安定性優異，即使添加於塗料等之液體材料中於最終製品內部PTFE亦不分離，可於期望之最終形態中實現PTFE之功能賦予，具有經濟上亦優異之生產性。 [用以解決課題之手段]

本發明人等針對上述以往課題等積極檢討之結果，發現藉由以特定量含有一次粒徑為0.03~0.3μm且數平均分子量Mn為1萬~3萬之聚四氟乙烯微粒子，相對於聚四氟乙烯微粒子含有特定量之分散劑，使泡沫體積比率未達特定值%，利用動態光散射法所得之平均粒徑未達特定值，可獲得上述目的之聚四氟乙烯水性分散體等，因而完成本發明。

亦即，本發明之聚四氟乙烯水性分散體之特徵係含有10~70質量%之一次粒徑為0.03~0.3μm且數平均分子量Mn為1萬~3萬之聚四氟乙烯微粒子，相對於聚四氟乙烯微粒子含有0.5~20質量%之分散劑，泡沫體積比率未達10vol%，利用動態光散射法所得之平均粒徑未達300nm。聚四氟乙烯水性分散體之pH較好為8~13。又，聚四氟乙烯水性分散體較好於25℃靜置3個月所得之餅塊比率為40%以下，且此時之再分散比率為95%以上。本發明之賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物之特徵係至少包含以固形分比計為20~95質量%之黏合劑樹脂、及以聚四氟乙烯基準之固形分比計為5~80質量%之上述構成之聚四氟乙烯水性分散體。本發明之液體塗佈工具之特徵係經填充有上述構成之賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物。 [發明效果]

依據本發明，提供長期分散安定性優異，即使添加於塗料等之液體材料中於最終製品內部PTFE亦不分離，可於期望之最終形態中實現PTFE之功能賦予，具有經濟上亦優異之生產性之聚四氟乙烯水性分散體、使用其之賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物、液體塗佈工具。

以下，詳細說明本發明之實施形態。本發明之聚四氟乙烯水性分散體之特徵係含有10~70質量%之一次粒徑為0.03~0.3μm且數平均分子量Mn為1萬~3萬之聚四氟乙烯微粒子，相對於聚四氟乙烯微粒子含有0.5~20質量%之分散劑，泡沫體積比率未達10vol%，利用動態光散射法所得之平均粒徑未達300nm。

＜PTFE微粒子＞本發明中，PTFE微粒子係使用一次粒徑為0.03~0.3μm且數平均分子量Mn為1萬~3萬者。本發明中，「一次粒徑」係以SEM觀察之一次粒徑，「數平均分子量Mn」係指以DSC法之數平均分子量。具有該一次粒徑、數平均分子量之PTFE粒子係藉由乳化聚合法所得者，例如使用氟樹脂手冊(里川孝臣編，日刊工業新聞社)中記載之方法等，可獲得具有上述一次粒徑、數平均分子量之PTFE微粒子。又，亦可使用將數平均分子量Mn較高之PTFE粒子照射γ線等之放射線而使數平均分子量Mn成為1萬~3萬之滿足上述一次粒徑範圍之PTFE微粒子。本發明(包含後述實施例等)中，所謂以SEM(掃描型電子顯微鏡，Scanning Electron Microscope)觀察之一次粒徑，表示最小構成單位之PTFE微粒子之長邊方向之距離。該SEM觀察係使用日立高科技公司製S-4700測定。

又，以DSC法(示差掃描熱量測定法，Differential scanning calorimetry)之數平均分子量Mn係自以升溫速度10℃/min升溫至350℃，以10℃/min冷卻時之結晶化熱與下述式算出者。 Mn=2.1×10¹⁰ ×ΔHc^-5.16 Mn：數平均分子量 ΔHc：DSC結晶化熱(cal/g) 本發明(包含後述實施例等)中，上述DSC法係使用RIGAKU公司製Thermo plus EVO2 DSC8231測定。

該PTFE微粒子之一次粒徑未達0.03μm者，非常難以確保分散安定性，而成為容易凝集・沉降之分散體，另一方面，超過0.3μm時，難以長期維持不沉降之分散狀態。且，數平均分子量Mn未達1萬者，由於照射γ線等之放射線之成本增大故不經濟，另一方面，超過3萬時，由於PTFE微粒子因分散時之剪斷而纖絲化，故成為形成凝集體之原因。

具有該等特性之PTFE微粒子之含量係根據PTFE水性分散體之用途等而變動，但相對於PTFE水性分散體總量，期望為10~70質量%(以下將「質量%」稱為「%」)，較好為25~65%。該PTFE微粒子之含量未達10%時，由於分散處理等之製造成本增大而不經濟，另一方面，超過70%時，黏度變過高而製造困難，即使可製造使用性亦差，故而欠佳。

本發明之PTFE水性分散體中，基於提高分散性、再分散性之觀點、提高水對於PTFE之濡濕性之觀點，含有分散劑。作為可使用之分散劑，若為可使上述PTFE微粒子均一且安定分散者，則未特別限定，可使用各種分散劑。較好，基於抑制製作最終製品時與其他材料之相互作用所致之凝集等之不良影響之觀點而使用之分散劑，較好為非離子系。作為較佳之分散劑，舉例為丙烯酸系共聚物、氟系共聚物、聚酯系共聚物、乙炔系共聚物、矽氧系共聚物等，作為市售品，可使用BYK公司製之disperbyk-184、185、190、191、192、193、194、198、199、2010、2012、2013、2015、2055、2060、2061、2096，又可使用BASF公司製之Dispex UltraFA4425、4431、4437、4480、4600、4601、PA4550、4560、PX4575、4585、COATEX公司製之BR3、A122、123K、P30、P90、DIC公司製之Megafac F-251、253、281、430、477、551、552、553、554、555、556、557、558、559、560、561、562、563、565、568、569、570、572、574、575、576、R-40、R-40-LM、R-41、R-94、RS-56、RS-72-K、RS-75、RS-76-E、RS-76-NS、RS-78、RS-90、DS-21、NEOS公司製之Ftergent 251、208M、212M、215M、250、209F、222F、245F、208G、218GL、240G、212P、220P、228P、FTX-218、DFX-18、710FL、710FM、710FS、730FL、730LM、610FM、683、601AD、601ADH2、602A、650AC、681、AGC Semichemical製之Surflon S-242、243、420、386、611、651、KURARAY公司製之Mowital B16H、B20H、B30T、B30H、B30HH、B45M、B45H、B60T、B60H、B60HH、B75H、BX860、Pioloform BL16、積水化學公司製之S-LEC BL-1、BL-1H、BL-2、BL-2H、BL-5、BL-10、BL-S、BX-L、BM-1、BM-2、BM-5、BM-S、BH-3、BH-6、BX-1、BX-5、KS-1、KS-3、KS-5、KS-10、SOLUTIA公司製之BUTVAR B-72、B-74、B-76、B-79、B-90、B-98、日信化學工業公司製之Olfine D-10A、10PG、E1004、E1010、E1020、E1030W、PD-001、002W、004、005、EXP.4001、4002、4123、4300、WE-001、WE-002、WE-003、EVONIK公司製之TEGO Dispers 740W、741W、750W、755W、757W、760W、761W、765W、日油公司製之Esleam AD-3172M、374M、508E、221P、221J、DP-2、DJ-2、Malialim AKM-0531、AFB-1521、AAB-0851、SC-0505K、SC-1015F、SC-0708A等。

該等分散劑之含量，相對於PTFE微粒子，較好為0.5~20%，期望為1~10%。該分散劑含量未達0.5%時，無法提高分散性、再分散性，另一方面，超過20%時，由於分散體之黏度變高，故就製造面及使用面並不利。又，成為調配PTFE分散體所製作之最終製品中包含較多不必要成分之形態，而欠佳。

本發明之PTFE水性分散體，基於保存安定性等之觀點，pH較好為8~13，更好期望為8.5~11.5。 pH未達8時，PTFE水性分散體容易產生黴菌，使雜菌繁殖而腐敗，故而產生以冰箱保存等之額外成本。雖亦可調整至不使黴菌或雜菌繁殖之酸性區域，但由於大多的產業設備於接液部係使用不鏽鋼，故必須對接液部進行襯裡處理等，而產生額外成本。另一方面，pH超過13時，對於生體之危險性變大，而限制了調配PTFE分散體所製作之最終製品用途。該PTFE水性分散體之pH係依據所用成分、其含量等而調整，根據需要使用pH調整劑進行調整。

作為可使用之pH調整劑，舉例為胺類、氫氧化鈉等之包含金屬離子等者。作為胺類舉例為例如單乙醇胺、胺基甲基丙醇等之1級胺，二乙醇胺、二甲胺、二乙胺、二異丙胺、二環己胺等之2級胺，三乙醇胺、三丙醇胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、吡啶、N-甲基嗎啉等之3級胺，四甲基、四乙基、四丙基、四丁基、四戊基、四己基、苄基三甲基之個別的四級氫氧化銨等之至少一種。該等pH調整劑之含量，若為使PTFE水性分散體之pH為上述較佳範圍之量即可，可含有較佳量。

本發明之PTFE水性分散體中，係使用水(離子交換水、蒸餾水、純化水、純水、超純水、自來水等)作為分散介質，但基於進一步提高保存性，較好為水溶性溶劑，或進而根據需要可含有適當量之選自防腐劑、防黴劑或防菌劑之至少一種。

本發明之PTFE水性分散體係添加上述特性之PTFE微粒子、分散劑等之添加劑，使用分散機、混練機等進行分散・混合，調製成泡沫體積比率未達10vol%，利用動態光散射法所得之平均粒徑未達300nm。本發明中，「泡沫體積」係指於液溫20℃、絕對壓力0.003MPa之真空下的泡沬體積，PTFE水性分散體之泡沫體積比率必須為相對於PTFE水性分散體體積為未達10vol%，較好期望為5vol%以下。該泡沫體積比率為10vol%以上時，分散體內殘存之氣泡會阻礙PTFE微粒子之分散，引起PTFE微粒子之再凝集，於使用分散機、混練機等之處理中，因發熱時氣泡膨脹而使裝置內壓力上升，而欠佳。至少通過自以分散機或混練機使PTFE微粒子分散之前段至填充至容器為止之步驟，泡沫體積比率必須保持未達10vol%之狀態，較好於填充至容器後之保管狀態，泡沫體積比率仍保持於低水準。保管狀態之泡沫體積比率較好未達3vol%。本發明(包含後述實施例等)中，上述泡沫體積比率之算出可藉由以下獲得。將1atm之PTFE水性分散體之體積設為Vn，將液溫20℃之PTFE水性分散體於真空容器內將絕對壓力減壓至0.003MPa時之水性分散體與膨脹氣泡合起來之體積設為Vv時，泡體體積Vb可由Vb=Vv-Vn而求得。本發明中，液溫20℃、絕對壓力0.003MPa之真空壓力下之泡沫體積Vb相對於聚四氟乙烯水性分散體體積為未達10vol%者[0.1＞(Vv-Vn)/Vn]。

本發明中，作為PTFE水性分散體之泡沫體積比率未達10vol%之形態，可藉由例如真空脫泡處理、加熱老化處理等進行。作為真空脫泡處理，可使用真空脫泡混合機等之真空脫泡裝置進行，例如藉由於真空腔室內填充PTFE水性分散體，邊攪拌邊減壓至絕對壓力0.020MPa，10分鐘後恢復至大氣壓等之處理，可設為目的之泡沫體積比率。又，作為加熱老化處理可將PTFE水性分散體密閉填充於罐等中，於40~50℃之保溫庫中放置數日而脫除氣泡，可降低泡沫體積比率。藉由該等各處理可調製為上述泡沫體積比率。該等脫泡處理可較好在使用分散機、混練機等之處理更前段執行。

又，本發明之PTFE水性分散體中之PTFE粒子利用動態光散射法所得之平均粒徑未達300nm，期望較好為50~250nm。該平均粒徑為300nm以上時，難以抑制經時沉降，亦難以再分散，而欠佳。本發明(包含後述實施例等)中，利用動態光散射法所得之平均粒徑之測定係使用大塚電子公司製FPAR-1000測定之值。本發明中，為了使上述之利用動態光散射法所得之平均粒徑未達300nm，例如可於純化水中調配分散劑及PTFE微粒子，以分散機(WAB公司製DYNO-MILL MULTI-LAB型，ϕ0.3mm氧化鋯珠粒，填充率65%，周速10m/s)持續處理至成為期望平均粒徑，可調製至上述平均粒徑。

又，基於更發揮本發明效果之觀點，期望較好本發明之PTFE水性分散體於25℃靜置3個月所得之餅塊比率為40%以下，此時之再分散比率為95%以上。本發明(包含後述實施例等)中，於25℃靜置3個月所得之餅塊比率係指於圓筒之玻璃容器中填充PTFE水性分散體，於25℃靜置3個月時之餅塊高度Hc相對於液高Hl之比例，Hc係將容器緩慢傾斜，去除餅塊以外之液體部分後予以測定，由式：Hc/Hl×100(%)算出之值。又，本發明(包含後述實施例等)中，再分散比率係指於25℃靜置3個月後之再分散性，於25℃靜置3個月後，以YAMATO科學公司製接觸混合機MT-31垂直壓附10秒並振動，進行一次上下反轉。將此重複3次後，自上部以不採取餅塊之方式採取液體部分，測定固形分(180℃，10分鐘後之質量/所採取之液體部分質量)，以百分率計算相對所得固形分之初期固形分[(180℃，10分鐘後之質量)/(水性分散體質量)]之比率所得之值作為再分散比率。為使上述餅塊比率設為40%以下，使此時之上述再分散比率為95%以上，係對含有10~70%之一次粒徑為0.03~0.3μm且數平均分子量Mn為1萬~3萬之PTFE微粒子，相對於PTFE微粒子含有0.5~20%之分散劑之PTFE水性分散體之中間體，進行上述脫泡處理，以分散機(WAB公司製DYNO-MILL MULTI-LAB型，ϕ0.3mm氧化鋯珠粒，填充率65%，周速10m/s)持續處理至成為期望分散狀態，可獲得上述餅塊比率、上述再分散比率之PTFE水性分散體。

如此構成之本發明之PTFE水性分散體係藉由含有10~70%之一次粒徑為0.03~0.3μm且數平均分子量Mn為1萬~3萬之聚四氟乙烯微粒子，相對於聚四氟乙烯微粒子含有0.5~20%之分散劑，泡沫體積比率未達10vol%，利用動態光散射法所得之平均粒徑未達300nm，而可獲得長期分散安定性優異，即使添加於塗料等之液體材料中於最終製品內部PTFE亦不分離，可於期望之最終形態中實現PTFE之功能賦予，具有經濟亦優異之生產性之聚四氟乙烯水性分散體。本發明之PTFE水性分散體由於於最終製品內部PTFE亦不分離，可於期望之最終形態中實現PTFE之功能賦予，故可較好地使用作為使墨水、塗料(清漆、漆料等)、油脂、碳粉改質之改質劑、作為聚醯亞胺、聚醯胺、聚碳酸酯、聚苯硫醚等之工程塑膠等之成形材料之平滑性或耐磨耗性之提升劑、作為對電鍍液之添加劑等。又，作為成形材料之添加劑，可較好地使用於下述用途，例如提高影印機等之輥體之非黏著性・滑動特性、提高汽車等之儀表板等之安裝品、家電製品、電氣機器之蓋體等之成形品之質感之用途，或提高軸承、齒輪、凸輪、滑動材等之產生機械摩擦之機械零件等之平滑性或耐磨耗性之用途、提高蠟等撥油性或潑水性之用途，或鋰電池等之二次電池或燃料電池之電極黏合劑之硬度調整劑、電極表面之撥水處理劑等之各用途。

本發明之賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物之特徵係至少包含以固形分比計為20~95%之黏合劑樹脂、及以聚四氟乙烯基準之固形分比計為5~80%之上述構成之聚四氟乙烯水性分散體者。作為可使用之黏合劑樹脂，可根據對墨水、塗料(清漆、漆料等)、油脂、碳粉、鋰電池等之二次電池或燃料電池之電極黏合劑等之用途，而選擇較佳之黏合劑樹脂者，舉例為例如乙烯樹脂、熱塑性樹脂、硬化性樹脂、熱塑性嵌段共聚物及彈性體等之水分散體之至少一種。作為上述乙烯樹脂舉例為例如乙酸乙烯酯樹脂、丙烯酸樹脂及苯乙烯樹脂等之水分散體。作為上述熱塑性樹脂舉例為例如聚烯烴樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及聚醯胺樹脂等之水分散體。作為上述硬化性樹脂舉例為例如環氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂及不飽和聚酯樹脂等之水分散體。又，上述硬化性樹脂可為常溫硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂。作為上述熱塑性嵌段共聚物，舉例為例如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物之氫化物、及苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物之氫化物等之水分散體。作為上述彈性體舉例為例如苯乙烯-丁二烯共聚合橡膠及丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚物橡膠等之水分散體。

所用之聚四氟乙烯水性分散體期望係含有10~70%之上述構成之一次粒徑為0.03~0.3μm且數平均分子量Mn為1萬~3萬之聚四氟乙烯微粒子，相對於聚四氟乙烯微粒子含有0.5~20%之分散劑，泡沫體積比率未達10vol%，利用動態光散射法所得之平均粒徑未達300nm之聚四氟乙烯水性分散體，較好pH為8~13者，及/或於25℃靜置3個月所得之餅塊比率為40%以下，此時之再分散比率為95%以上者。

本發明之賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物，在不損及本發明效果之範圍內，除上述黏合劑樹脂、上述聚四氟乙烯水性分散體以外，亦可含適當量之例如著色劑、抗氧化劑、熱安定劑、光安定劑、紫外線吸收劑、滑劑、抗靜電劑等之各種添加劑。上述黏合劑樹脂之含量，基於成膜性之觀點、固著性等之觀點，相對於賦予PTFE功能之水性組成物中之固形分總量，以固形分比計，期望為20~95%，較好為30~90%。又，上述構成之PTFE水性分散體之含量，基於PTFE功能展現之觀點、固著性等之觀點，相對於賦予PTFE功能之水性組成物總量，以固形分比計，期望為5~80%，較好為10~60%。

如此構成之本發明之賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物，對於黏合劑樹脂，可獲得分散安定性亦優異，於墨水、塗料(清漆、漆料等)等之最終製品內部PTFE亦不分離，於各用途之期望最終形態中，可對應於目的實現PTFE之撥水性、撥油性、電特性、耐熱性、電絕緣性、低介電特性、低摩擦特性、非黏著性、耐候性、難燃性等之各種功能賦予，具有經濟亦優異之生產性之賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物。

本發明之液體塗佈工具之特徵係經填充有上述構成之賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物者。作為可使用之液體塗佈工具係1)若為可填充上述構成之賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物，以前方所具備之塗佈部(塗佈體)將賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物塗佈至對象物者，則未特別限制，例如至少具備填充賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物之軸筒、設於該軸筒之前端部之成為塗佈構件之塗佈部、與設於上述軸筒與塗佈部之間之閥機構，藉由按壓上述塗佈部，將軸筒內之賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物供給於塗佈部之構造的液體塗佈工具，或2)於前端設置特定塗佈部，將填充於成為軸筒之本體部內側之賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物，藉由安裝於前述本體部之液體按壓機構向前方按壓，而對塗佈部供給之液體塗佈工具，3)於前端設置特定塗佈部，並設置有將填充於成為軸筒之本體部內側之賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物，藉由塗佈部與軸筒間之毛細管力對塗佈部供給之中繼構件之液體塗佈工具等。本發明之液體塗佈工具，由於填充有上述構成之賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物，故可簡單且容易地對各用途之塗佈對象物無模糊或偏差地，均一塗佈賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物者。 [實施例]

以下，進一步參考實施例、比較例詳細說明本發明。又，本發明並非限定於下述實施例等者。

[實施例1~3及比較例1~7：PTFE水性分散體之調製] 以下述表1所示之調配處方(PTFE粒子、分散劑、pH調製劑、水)，使用分散機：DYNO-MILL MULTI-LAB型，分散條件：氧化鋯珠粒ϕ0.01mm，填充率50%，周速10m/s之條件，進行1小時之批次處理後，分離珠粒，回收PTFE水性分散體。其次，真空脫泡處理時(表1中記載為「有」)係使用真空脫泡裝置(MIXTER工業公司製，小型真空脫泡混合機)，於真空腔室內填充所得之實施例、比較例之各PTFE水性分散體，邊攪拌邊減壓至絕對壓力0.020MPa，10分鐘後回到大氣壓進行處理。

針對所得各PTFE水性分散體，藉由上述測定方法，測定泡沫體積率、平均粒徑，藉由下述方法，測定pH。 (pH測定法) 針對所得各PTFE水性分散體(25℃)，使用pH計(HORIBA公司製，F-72)進行測定。又，針對所得各PTFE水性分散體，藉由上述方法測定於25℃靜置3個月後之餅塊比率(%)、再分散比率。該等測定、評價結果示於下述表1。

(賦予PTFE功能之水性組成物之評價) 進而，所得實施例1~3及比較例1~7之各PTFE水性分散體以固形分基準為50質量%、黏合劑樹脂1(丙烯酸樹脂，Neocryl XK-190，楠本化成公司製，固形分45質量%)或黏合劑樹脂2(胺基甲酸酯樹脂，SUPERFLEX 150，第一工業製造公司製，固形分30質量%)以固形分基準為50質量%於燒杯中混合以手攪拌，調製實施例1~3及比較例1~7之對應之各賦予PTFE功能之水性組成物1、2。針對所得之賦予PTFE功能之水性組成物1、2，藉由下述評價方法，評價分散安定性。該等評價結果示於下述表1。

(分散安定性之評價) 針對所得之各賦予PTFE功能之水性組成物，針對於40℃、1週後之分散性，以下述評價基準以目視進行官能評價。評價基準： A：良好 B：有稍微凝集・沉降 C：完全有凝集或沉降

(液體塗佈工具之塗佈性評價) 於三菱鉛筆公司製之液體塗佈工具(PC-17K，塗佈部：毛氈纖維塗佈體，軸材質：PP樹脂，尺寸：軸徑ϕ28.0×全長157.00mm)之容器中，填充賦予PTFE功能之水性組成物1，對丙烯酸樹脂板(100×100×5mm)進行塗佈，以下述評價基準官能評價其塗佈性。該評價結果示於下述表1。評價基準： A：良好 B：稍有模糊・偏差 C：完全有模糊・偏差

如由上述表1之結果所了解，本發明之實施例1~3與本發明範圍外之比較例1~7比較，確認係長期之分散安定性優異，即使添加於塗料等之液體材料中於最終製品內部PTFE亦不分離，可於期望最終形態中實現PTFE之功能賦予，具有經濟上亦優異之生產性之PTFE水性分散體。又，使用上述實施例1~3之PTFE水性分散體之賦予PTFE功能之水性組成物、填充其之液體塗佈工具經確認分散安定性、塗佈性優異。 [產業上之可利用性]

本發明之PTFE水性分散體，由於係長期分散安定性優異，即使添加於塗料等之液體材料中於最終製品內部PTFE亦不分離，可於期望之最終形態中實現PTFE之功能賦予，具有經濟上亦優異之生產性，故可較好地使用作為使墨水、塗料(清漆、漆料等)、油脂、碳粉改質之改質劑、作為聚醯亞胺、聚醯胺、聚碳酸酯、聚苯硫醚等之工程塑膠等之成形材料之平滑性或耐磨耗性之提升劑、作為對電鍍液之添加劑等。

Claims

一種聚四氟乙烯水性分散體，其特徵係含有25~65質量%之一次粒徑為0.03~0.3μm且數平均分子量Mn為1萬~3萬之聚四氟乙烯微粒子，相對於聚四氟乙烯微粒子含有0.5~10質量%之分散劑，液溫20℃、絕對壓力0.003MPa之真空下的泡沫體積比率未達10vol%，利用動態光散射法所得之平均粒徑未達300nm。
如請求項1之聚四氟乙烯水性分散體，其再含有2級胺及/或3級胺，且pH為8~13。
如請求項1或2之聚四氟乙烯水性分散體，其中於25℃靜置3個月所得之餅塊比率為40%以下，此時之再分散比率為95%以上。
一種賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物，其特徵係至少包含以固形分比計為20~95質量%之黏合劑樹脂、及以聚四氟乙烯基準之固形分比計為5~80質量%之如請求項1至3中任一項之聚四氟乙烯水性分散體。
一種液體塗佈工具，其經填充有如請求項4之賦予聚四氟乙烯功能之水性組成物。