TWI802770B - 含有氟樹脂之燒附用之粉體塗料組成物及液狀塗料組成物、含有該燒附用之粉體塗料組成物或液狀塗料組成物之被膜以及被膜體 - Google Patents
含有氟樹脂之燒附用之粉體塗料組成物及液狀塗料組成物、含有該燒附用之粉體塗料組成物或液狀塗料組成物之被膜以及被膜體 Download PDFInfo
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Abstract
本發明所欲解決之課題為:具有優異的耐蝕性・加工性,同時具有高耐久性・耐藥品性之性質,並且用以形成不產生裂縫等之不合適的良好襯裏被膜之燒附用之粉體塗料組成物及液狀塗料組成物、含有該燒附用之粉體塗料組成物或液狀塗料組成物之被膜、以及得到被膜體。一種燒附用之粉體塗料組成物,其係含有氟樹脂,該氟樹脂為分散有有機配位子與中心金屬配位鍵結而成的1種以上之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)。
Description
本發明係關於一種含有氟樹脂的燒附用之粉體塗料組成物及液狀塗料組成物、含有該燒附用之粉體塗料組成物或液狀塗料組成物的被膜、以及被膜體。更詳細而言,本發明係關於一種含有分散有有機配位子與中心金屬配位鍵結而成的多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)之氟樹脂的燒附用之粉體塗料組成物及液狀塗料組成物、含有該燒附用之粉體塗料組成物或液狀塗料組成物之被膜、以及被膜體。
氟樹脂係耐熱性、耐蝕性、撥水性、防污性、潤滑性、耐摩擦性等皆優異,可使用來做為由金屬等構成的基材之襯裏被膜。
例如,專利文獻1揭示一種用以形成由已對於氟酸提高耐蝕性的氟樹脂構成之襯裏被膜的機器。專利文獻1揭示一種為了提高對於氟酸之耐蝕性而在氟樹脂粉體塗料混合填料,而得到緩和該収縮応力、耐久性高的襯裏被膜。
〔專利文獻1〕特開平11-241045號公報
〔發明所欲解決之課題〕
然而,如專利文獻1所示,藉由使用填料,來提高襯裏被膜的對於藥液等之浸透性。由於襯裏被膜之浸透性提高,因而產生襯裏被膜成為容易腐蝕的狀態之問題。即,襯裏被膜的耐蝕性變低。又,由於使用填料,因而也會產生襯裏被膜之加工性降低之問題。
本發明係有鑑於上述問題而完成者,所欲解決之課題係在於:得到具有優異的耐蝕性・加工性,並且同時具有耐久性・耐藥品性高之性質;形成不產生裂縫等之不合適的良好之襯裏被膜的燒附用之粉體塗料組成物及液狀塗料組成物、含有該燒附用之粉體塗料組成物或液狀塗料組成物之被膜、以及被膜體。
〔用以解決課題之手段〕
本發明之含有氟樹脂的燒附用之粉體塗料組成物係關於一種含有氟樹脂的燒附用之粉體塗料組成物,該氟樹脂係分散有有機配位子與中心金屬配位鍵結而成之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)。
粉體塗料,藉由使用熱可塑性的樹脂,因而能夠使用溶劑不溶之樹脂,能夠得到耐溶劑性高的被膜。
前述多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)係粉末狀,藉由熱重量差分熱分析(TG-DTA)測定的空氣中條件下200℃起至分解5%溫度為比前述氟樹脂的熔點還更高溫;且相對於前述燒附用之粉體塗料組成物全體而言,摻混有0.02重量%~20.00重量%。
前述氟樹脂係熱可塑性,對於極性溶劑及非極性溶劑中任一種溶劑皆為不溶,而且,相對於前述燒附用之粉體塗料組成物全體而言,摻混有70.00重量%~99.98重量%。
根據本發明之燒附用之粉體塗料組成物,能夠提供一種具有優異的耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性,能夠形成不會產生裂縫等之不合適的良好之襯裏被膜的燒附用之粉體塗料組成物。
相對於燒附用之粉體塗料組成物全體而言,在前述多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)的摻混量不足之情況下,就不能夠得到所期望的充分耐久性、耐藥品性、耐蝕性等。又,摻混量為過量的情況下,則在基材上不能夠良好地被膜化。
相對於燒附用之粉體塗料組成物全體而言,前述多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)的摻混量較佳為0.10重量%~5.50重量%。
前述中心金屬係以從Al3 +
、Co3 +
、Co2 +
、Ni2 +
、Ni+
、Cu2 +
、Cu+
、Zn2 +
、Fe3 +
、Fe2 +
、Ti3 +
、、及Zr4 +
構成群組中選取的1種以上的金屬離子存在;前述金屬離子較佳為與前述有機配位子配位鍵結而存在於前述多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)中。
根據本發明之構成,能夠得到金屬離子的價數不同之細孔構造變化,能夠按照需要調製耐久性、耐藥品性、耐蝕性、耐熱性等。
前述中心金屬的至少1個係擔持1個以上之陰離子;前述中心金屬較佳為與前述有機配位子配位鍵結而存在於前述多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)中。
根據本發明之構成,由於組裝持有細孔構造的高分子構造,可防止、遅延致使降低被膜的耐久性之成分的浸透,因而,能夠得到可提供具有優異的耐久性之襯裏被膜的燒附用之粉體塗料組成物。
前述陰離子較佳為含有從OH-
、CO3 2 -
、及O2 -
構成群組中選取的1種以上之陰離子。
根據本發明之構成,因OH-
、CO3 2 -
、O2 -
與藥品相互作用,能夠得到可對於被膜提供比較優異的耐蝕性、耐藥品性的燒附用之粉體塗料組成物。
前述中心金屬的至少1個較佳為與前述陰離子一起形成氧代構造。
根據本發明之構成,因氧代構造與藥品相互作用,能夠得到可對於被膜提供優異的耐蝕性、耐藥品性的燒附用之粉體塗料組成物。
前述有機配位子較佳為含有從1,4-苯二甲酸、1,3,5-苯三羧酸、4,4’-聯吡啶、咪唑、1,3,5-叁(4-羧苯基)苯、富馬酸、對苯二甲酸、及馬來酸構成群組中選取的1種以上之有機配位子。
根據本發明之構成,由於組裝具有細孔構造的高分子構造,可防止、遅延產生降低被膜的耐久性之成分的浸透,能夠得到具有優異的耐久性之襯裏被膜。又,調製有機配位子的摻混量,能夠得到具有各種的高分子構造之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)。
在本發明的1個實施形態中,藉由前述多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF),燒附用之粉體塗料組成物為一種可賦與吸附氣體的特性之物。
前述氣體可以是一種至少含有氯化氫的腐蝕性氣體。
氟樹脂由於是具有氣體之透過性,在氟樹脂的襯裏被膜之基材為與氣體具有反応性的情況等之下,不能夠具備充分的耐蝕性。多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)由於吸附氣體,因而能夠減低氟樹脂的襯裏被膜之氣體透過性、並能夠提高耐蝕性。
氟樹脂雖然是可透過腐蝕氣體,有時會產生皮膜的密合性不合適的情況,然而,由於多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)吸附氣體,因而,能夠提供一種可形成具有優異的耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性之襯裏被膜的燒附用之粉體塗料組成物。
前述多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)較佳為細孔的開孔面積是0.15nm2
~7.00nm2
。
在細孔的開孔面積為小於0.15nm2
的情況下,不能夠吸附分子量大的氣體分子。細孔的開孔面積為大於7.00nm2
時,則因毛管凝縮的效果就會衰減、吸附氣體的特性就會減低。
前述多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)較佳為具有大於900.00m3
/g的比表面積(BET比表面積)。
由於比表面積(BET比表面積)大於900.00m3
/g,因而氣體的吸附量增加,並能夠得到更優異的耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性。
本發明之1個實施形態中,一種含有氟樹脂的燒附用之粉體塗料組成物,其係含有具有疏水性的1種以上之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)、具有親水性的1種以上之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)。
多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)之基於該性質而能夠吸附的物質是不同的。由於含有疏水性的多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)、及親水性之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)之兩者,能夠吸附的物質之種類變多,因而,能夠得到更優異的耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性。
前述氟樹脂的摻混量較佳為相對於燒附用之粉體塗料組成物全體而言為75.00重量%~90.00重量%。
藉由將氟樹脂的摻混量設為75.00重量%~90.00重量%,能夠提供一種密合力高、含有足夠量的多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)、可形成具有優異的耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性之襯裏被膜的燒附用之粉體塗料組成物。
前述氟樹脂較佳為從PFA、FEP、ETFE、PCTFE、及ECTFE構成群組中選取的1種以上之氟樹脂。
根據本發明之構成,能夠得到一種可提供具有優異的耐久性之襯裏被膜的燒附用之粉體塗料組成物。
也可以更進一步地含有從PPS、PEEK、及PES構成群組中選取的1種以上之添加物。
根據本發明之構成,能夠得到具有優異的耐久性之襯裏被膜。
在本發明之1個實施形態中,一種在溶劑中分散有上述之類的燒附用之粉體塗料組成物而成的燒附用之液狀塗料組成物。
根據本發明之構成,由於燒附用之粉體塗料組成物分散於溶劑中,所以,以粉體塗料組成物能夠在難以塗裝的基材上進行塗裝。
本發明的被膜係一種含有如上述之類的氟樹脂的燒附用之粉體塗料組成物或燒附用之液狀塗料組成物的被膜。
根據本發明之構成,由於含有如上述之類的氟樹脂,因而,能夠得到具有優異的耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性之襯裏被膜。
在本發明之1個實施形態中,被膜係具有40μm~5000μm的膜厚。
在被膜的膜厚不足的情況下,就不能夠得到耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性。在膜厚過大的情況下,會因在被膜中之發泡、被膜表面產生龜裂、凹凸等而有喪失平滑性之虞。
本發明之1個實施形態有關的被膜體係具有基材、形成於前述基材的表面上之基底層、形成於前述基底層上之1層或複數層的氟樹脂被膜層之被膜體,其中前述氟樹脂被膜層係如上述之類的被膜。
根據本發明之構成,由於含有如上述之類的氟樹脂,所以,能夠得到具有優異的耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性之被膜體。
〔發明效果〕
根據本發明之含有氟樹脂的燒附用之粉體塗料組成物及液狀塗料組成物、含有該燒附用之粉體塗料組成物或液狀塗料組成物的被膜、以及被膜體,則能夠提供一種具有優異的耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性,形成不產生裂縫等之不合適的良好之襯裏被膜的燒附用之粉體塗料組成物及液狀塗料組成物、含有該燒附用之粉體塗料組成物或液狀塗料組成物之被膜、以及被膜體。
多孔性配位高分子(Porous Coordination polymer;PCP)係以具有中心金屬為與有機配位子配位鍵結而形成的多孔性構造之錯體化學為基礎的材料。多孔性配位高分子(PCP)係持有中心金屬與有機配位子連續地配位鍵結而在内部具有空間(細孔)的結晶性之立體的高分子構造。
又,多孔性配位高分子(PCP)也稱為金屬有機構造體(Metal Organic Framework;MOF)。此等之化合物群雖然是具有例如多孔性金屬錯體等之數個別稱;然而,在本說明書中統一表記稱為「多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)」。從而,本案發明不應被理解為:沒有意圖包括以多孔性金屬錯體等之別稱表記的該等化合物群。
另外,在本說明書中,在單純地記載為「塗料組成物」的情況下,它是指本發明有關之含有氟樹脂的燒附用之粉體塗料組成物、及燒附用之液狀塗料組成物的事物。
在本說明書中,「被膜」係指含有至少1層的本發明之塗料組成物經被膜化之被膜層的單層或複層之氟樹脂襯裏被膜。亦即,本說明書中之「被膜」係包括具有至少1層的本發明之塗料組成物經被膜化之被膜層、及一般的塗料組成物經被膜化之被膜層的複層之氟樹脂襯裏被膜。
在本說明書中,「被膜體」係指基材、基材上之基底層、基底層上之被膜形成層狀構造之物。
另外,本發明之被膜所具有的效果及特徵、本發明之被膜體也是同樣地解釋為具有彼等之物。
以下,針對本發明有關的塗料組成物及其被膜、以及其被膜體之實施形態進行説明。
<塗料組成物>
本實施形態有關的含有氟樹脂的塗料組成物係含有分散有有機配位子與中心金屬配位鍵結而成的多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)之氟樹脂的塗料組成物。在此處,塗料組成物係包括1種以上之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)。
多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)係具有持有細孔構造之高分子構造,由於它是用以防止、遅延產生被膜之耐久性減低的成分之浸透,可視為能夠實現具有優異的耐久性之被膜。
成為被膜之耐久性減低的原因之成分係液體及/或氣體(氣體)。亦即,塗料組成物係因多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)而可賦與吸附液體及/或氣體(氣體)的特性。
被吸附的氣體雖然是沒有限定,然而,舉例來說,其可以是例如硫化氫、亞硫酸、亞硝酸、氯、溴化氫、氯化氫、醋酸、丙烯酸等之有機酸、胺、氨等之鹼性氣體等。
氟樹脂由於具有氣體之透過性,因而,被膜之基材有可能會與氣體具有反応性而腐蝕。多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)由於吸附氣體,因而,能夠減低被膜之氣體透過性,並抑制被膜之密合性降低、基材之腐蝕。
為了在氟樹脂中均一地分散多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF),則多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)是粉末狀。為了形成諸如此類的形態,較佳為使用球磨機等來混合氟樹脂與多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)。
本實施形態有關的塗料組成物之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)的摻混量,相對於塗料組成物全體而言為0.02重量%~20.00重量%。更佳者是多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)的摻混量相對於塗料組成物全體而言為0.04重量%以上。又,更理想者是多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)之摻混量相對於塗料組成物全體而言為19.00重量%以下。在多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)之摻混量不足的情況下,不能夠得到所期望的充分之耐久性、耐藥品性、耐蝕性等。又,在摻混量過大的情況下,基材上不能良好地被膜化。
本實施形態有關的塗料組成物中所摻混的多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)係以熱量重量差分熱分析(TG-DTA)測定的在空氣中條件下200℃起至分解5%的溫度為比主劑之氟樹脂的熔點還更高溫。
藉由使多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)具有該性質,因而,在燒成塗料組成物而形成被膜之際,多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)不被分解,所以,被膜能夠具有優異的耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性。又,暴露於高溫之使用條件下,被膜也不會有損害耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性之虞。
多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)之中心金屬可以是含有Li、Be、Mg、Al、Ca、Sc、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Y、Zr、Mo、Ru、Rh、Pd、Pb、In、W、Re、Pt、或鑔系元素等之金屬離子。又,此等金屬離子可以是只含有1種,也可以是含有2種以上的複數種。
藉此,金屬之種類及/或金屬離子的價數是不同的,因而,可改變多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)的構造;亦可改變耐久性、耐藥品性、耐蝕性、耐熱性等之化學質。所以,能夠按照用途來調整耐久性、耐藥品性、耐蝕性、耐熱性等。
又,從可得到更為優異的耐久性、耐藥品性、耐蝕性、耐熱性的觀點來看,較佳者為含有從Al3 +
、Co3 +
、Co2 +
、Ni2 +
、Ni+
、Cu2 +
、Cu+
、Zn2 +
、Fe3 +
、Fe2 +
、Ti3 +
、及Zr4 +
構成群組中選取的1種以上之金屬離子。
中心金屬之至少1個係擔持1以上之陰離子,中心金屬可以是與前述有機配位子配位鍵結而存在於前述多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)中。
例如,在使用羧酸做為配位子的情況下,由於脱質子化而以-CO2 -
之形態配位於金屬,因而全體只有中心金屬之金屬離子與配位子成為中性,在内部形成細孔。另一方面,如4,4’-聯吡啶之中性狀態下配位於金屬陽離子的配位子,由於保有形成多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)以後之電氣的中性,因而,多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)之骨架為帶正電,用以補償它之陰離子則進入到内部。
陰離子可以是包括F-
、Cl-
、Br-
、I-
、H-
、O2 -
、O2 2 -
、S2 -
、N3 -
、CN-
、OH-
、HCO3 -
、CH3
COO-
、H(COO)2 -
、(COO)2 2 -
、CO3 2 -
、HS-
、HSO4 -
、SO4 2 -
、SO3 2 -
、S2
O3 2 -
、SCN-
、NCS-
、NO3 -
、NO2 -
、ONO-
、ClO-
、ClO2 -
、ClO3 -
、ClO4 -
、H2
PO4 -
、HPO4 2 -
等之陰離子。又,此等之陰離子可以是只含有1種,也可以是含有2種以上之複數種。
從得到更為優異的耐久性、耐藥品性、耐蝕性、耐熱性之觀點來看,較佳者為陰離子含有從OH-
、CO3 2 -
、及O2 -
構成群組中選取的1種以上的陰離子。
此外,中心金屬之至少1個較佳為與前述陰離子一起形成氧代構造。氧代構造會與藥品相互作用,能夠得到可提供耐蝕性、耐藥品性皆優異的被膜之塗料組成物。
有機配位子可以包括:1,4-苯二甲酸、1,3,5-苯三羧酸、4,4’-聯吡啶、咪唑、1,3,5-参(4-羧苯基)苯、富馬酸、馬來酸、5-氰基-1,3-苯二甲酸、9,10-蒽二羧酸、2,2’-二胺基-4,4’-苯乙烯二羧酸、2,5-二胺基對苯二甲酸、2,2’-二硝基-4,4’-苯乙烯二羧酸、2,5-二羥基對苯二甲酸、3,3’,5,5’-四羧基二苯基甲烷、1,2,4,5-肆(4-羧苯基)苯、對苯二甲酸、4,4’,4’-s-三吖啶-2,4,6-甲苯醯基-三安息香酸、1,3,5-参(4’-羧基[1,1’-聯苯]-4-基)苯、三甲酸、2,6-萘二羧酸、2-羥基對苯二甲酸、聯苯基-3,3’,5,5’-四羧酸、聯苯基-3,4’,5-三羧酸、5-溴異酞酸、丙二酸、2-甲基咪唑、5-氰基-1,3-苯二甲酸、2-胺基對苯二甲酸、1,2-二(4-吡啶)乙烯、4,4’-乙烯二吡啶、2,3-吡嗪二羧酸、1,4-二氮雜聯環[2.2.2]辛烷、3,5-吡啶二羧酸、trans,trans-粘康酸、5-硝基異酞酸、5-甲基異酞酸、2-羥基對苯二甲酸、4,4’-聯苯基二羧酸、三甲酸等之有機配位子。又,此等之有機配位子可以是只含有1種;也可以是含有2種以上之複數種。
又,從得到更為優異的耐久性、耐藥品性、耐蝕性、耐熱性之觀點來看,有機配位子較佳者為含有從1,4-苯二甲酸、1,3,5-苯三羧酸、4,4’-聯吡啶、咪唑、1,3,5-参(4-羧苯基)苯、富馬酸、對苯二甲酸、及馬來酸構成群組中選取的1種以上之有機配位子。
多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)較佳者是細孔的開口面積為0.15nm2
~7.00nm2
。
在細孔的開孔面積小於0.15nm2
的情況下,就不能夠吸附分子量大的氣體分子。在細孔的開孔面積大於7.00nm2
時,則基於毛管凝縮的效果會衰減,吸附氣體的特性會減低。
多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)較佳者係具有大於900.00m3
/g的比表面積(BET比表面積)。
藉由使比表面積(BET比表面積)大於900.00m3
/g,能夠得到氣體的吸附量增加、更為優異的耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性。
多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)係具有來自構成之中心金屬及有機配位子的性質。例如,熱傳導性及介電特性等係來自中心金屬而隨之變化。疏水性/親水性等係來自有機配位子而隨之變化。因此,可以配合適用被膜或被膜體的環境條件來選取中心金屬及有機配位子。
塗料組成物可以是摻混有複數個種類之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)。如上述,多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)係隨著中心金屬及有機配位子之不同,性質亦隨之不同。藉由摻混性質不同的複數個種類之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF),則就能夠賦與塗料組成物、及被膜各種的性質。
摻混複數個種類之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)的一例子,舉例來說,例如,塗料組成物可以是含有:具有疏水性的1種以上之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)、及具有親水性的1種以上之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)。
藉由含有疏水性的多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)、及親水性的多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)之兩者,能夠得到可吸附的物質種類增多、更為優異的耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性。
本實施形態有關的塗料組成物中所含有的氟樹脂係熱可塑性,對於極性溶劑及非極性溶劑中之任一種溶劑皆為不溶。
極性溶劑的1例子,舉例來說,例如,其可以是水、甲酸、醋酸、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、n-丁醇、丙酮、醋酸乙酯等。非極性溶劑的1例子,舉例來說,例如,其可以是苯、甲苯、己烷、二乙基醚、二氯甲烷等。
本發明之對象的氟樹脂由於是對於極性溶劑及非極性溶劑中之任一種的溶劑皆為不溶,因而,能夠提供可形成耐藥品性、及耐溶劑性に優異的被膜之塗料組成物。
氟樹脂之相對於塗料組成物全體的摻混量係70.00重量%~99.98重量%。較佳者為73.00重量%~96.00重量%。更佳者為75.00重量%~90.00重量%。
氟樹脂的摻混量為小於70.00重量%時,在形成被膜之時會產生發生裂縫等之不合適情況。又,藉由使此類的氟樹脂成為上限値,則能夠使之含有足夠量的多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)。
氟樹脂較佳為含有從PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)、FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)、ETFE(四氟乙烯-乙烯共聚物)、PCTFE(聚氯三氟乙烯共聚物)、及ECTFE(氯代三氟乙烯-乙烯共聚物)構成群組中選取的1種以上之氟樹脂。
此等之氟樹脂為熱可塑性,對於極性溶劑及非極性溶劑中之任一種的溶劑皆為不溶。因此,藉由使用含有此等之氟樹脂的1種或複數種之粉體塗料,能夠得到具有優異的耐久性之襯裏被膜。
也可以是更進一步地含有從PPS(聚苯硫醚)、PEEK(聚醚醚酮)、及PES(聚醚碸)構成群組中選取的1種以上之添加物。
藉由使用含有此等之添加物的1種或複數種之粉體塗料,能夠得到具有優異的耐久性之襯裏被膜。
塗料組成物係一種經由燒附(燒成工程)來形成皮膜用之塗料組成物。
塗料組成物係能夠以粉體塗料的形態來提供者。以粉體塗料之形態提供的塗料組成物係不含有溶劑。由於是形成為粉體塗料之形態,因而被膜之膜厚就變得容易調整了。
又,塗料組成物係不一定要限定為粉體塗料組成物之形態。按照情況而定,對於溶劑而言,粉體塗料組成物也可以是經以界面活性劑等所分散的燒附用之液狀塗料組成物。
溶劑可以使用極性溶劑或非極性溶劑中之任何者。做為溶劑,雖然是沒有限定,然而,可以是使用水、醇類(甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇或、n-丁醇等)、酮類(丙酮等)、芳香族化合物(苯或、甲苯等)等。
在液體塗料組成物的形態之情況下,與粉體塗料組成物的形態比較之下,氟樹脂、多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)及其他的添加物之粒徑係具有較微小的粒徑。就粒徑而言,雖然是沒有限定,舉例來說,例如,其可以是0.01μm~50μm左右的粒徑。氟樹脂可以使用預先將0.2μm左右的粒子分散於以水為主體的液體中而成之分散體,亦被稱為分散液。
<皮膜、及皮膜體>
其次,説明本實施形態有關的被膜之形成方法,同時一併說明具有該被膜之被膜體。
本實施形態有關的襯裏被膜係使用含有如上述之類的氟樹脂的塗料組成物隔著基底層而形成於基材上。
圖1係在基材(1)上隔著基底層(2)而形成被膜(襯裏被膜)(3)的被膜體(10)之斷面圖。
基材(1)雖然是沒有特別地限定,然而,在對於基材(1)上形成基底層(2)及被膜(3)之際,在經過燒附工程的情況下,較佳者為使用可耐燒附時之熱的金屬、玻璃、陶瓷等。此等之中,金屬因可得到高耐蝕性,所以較佳。
又,基材(1)也可以是為了提高與基底層(2)之附著性而預先經實施表面處理(噴砂處理、鍍敷、矽烷耦合處理等)者。
基材(1)上係形成基底層(2)。藉由在基材(1)上形成基底層(2),能夠提高基材(1)與被膜(3)之附著性。具體而言,藉由將基底層(2)之原料塗布於基材(1)上,按照需要而進行乾燥或燒附來形成基底層(2)。
基底層(2)雖然是沒有特別限定,然而,較佳者為含有氟樹脂與鉻酸之物、或含有樹脂與有機鈦酸酯之物
形成基底層(2)以後,使用本實施形態的塗料組成物在底層(2)上形成膜(3)。
可以全面使用本實施形態之塗料組成物,也可以一部分的層使用本實施形態的塗料組成物,其他的部分使用一般的塗料組成物。本實施形態的塗料組成物構成的膜厚之比率雖然是沒有特別地限定,然而,相對於全體膜厚而言合適者為5%~100%。
以靜電粉體塗裝將本實施形態的塗料組成物或一般的塗料組成物塗布於基底層(2),經由反復操作燒附作業可形成1層或複數層的被膜(3)。
所形成的被膜(3)之膜厚較佳為40μm~5000μm。在被膜(3)之膜厚不足的情況下,不能夠得到耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性。在膜厚過大的情況下,則會因被膜(3)中之發泡、被膜表面之產生龜裂、凹凸等而有喪失平滑性之虞。
又,塗料組成物之混合雖然是隨著混合條件而不同,然而,為了防止多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)之不均勻存在或固結殘留,較佳為以球磨機等而充分地混合。較合適者為:製作高濃度分散的母料,將它以亨歇爾混合機等混合成適當的濃度。
又,基底層(2)及被膜(3)的燒附條件,舉例來說,可以是例如在300℃~450℃的溫度下燒附5~180分鐘的條件,然而並沒有特別地限定。燒附可以是使用例如電氣爐來進行。
經過諸如此類的工程,能夠得到一種具有基材(1)、形成於基材(1)的表面上之基底層(2)、形成於基底層(2)上之由1層或複數層的被膜(3)構成的氟樹脂被膜層的被膜體(10)。
〔實施例〕
以下,藉由例示用以評價本發明有關的塗料組成物、被膜及其被膜體之實施例,以讓本發明之效果更為明確。
但是,應當理解的是本發明並非限定於下述之實施例所例示的態樣而已。
在以下的實施例中,多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)係使用具有與MIL-100(Fe)同樣的構造之AP004(株式會社Atomis製)、具有與Al(OH)(fumarate)同樣的構造之AP006(株式會社Atomis製)、及具有與Zr6
O4
(OH)4
(fumarate)同樣的構造之MOF801(Zr)(GS Alliance 株式會社製)。另外,AP004的配位子係1,3,5-苯三羧酸;AP006的配位子係富馬酸;MOF801(Zr)的配位子係富馬酸。
圖2係例示AP004、AP006、及MOF801(Zr)的X線繞射圖案。
<實施例1>
多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)及氟樹脂之熱重量差分熱分析
對於實施例所使用的多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)及氟樹脂實施熱重量差分熱分析(TG-DTA)。
實施熱重量差分熱分析(TG-DTA)的多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)及氟樹脂為如以下所示。
・多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)
(a-i)AP004(株式會社Atomis製PCP/MOF MIL-100(Fe) Fe3
(O)(OH)(C9
H3
O6
)2
;細孔徑:2.4~2.9nm ;細孔之開孔面積: 4.52nm2
~6.60nm2
;BET比表面積:1700~2000m3
/g)
(a-ii)AP006(株式會社 Atomis 製;PCP/MOF Al(OH)(fumarate)=Al(OH)(C4
H2
O4
);細孔為菱形之 0.57nm×0.60nm;細孔之開孔面積:0.17nm2
BET比表面積:900~2000m3
/g)
(a-iii)MOF801(Zr)(GS Alliance 株式會社製PCP/MOF Zr6
O4
(OH)4
(fumarate)=Zr6
O4
(OH)4
(C4
H2
O4
)6
・氟樹脂
(b-i)MJ-501(三井杜邦氟化學品株式會社製PFA粉體塗料;含有85%的PFA、10%的玻璃碎片、5%的PPS)
(b-ii)MJ-624(三井・Kemers 氟製品株式會社製PFA粉體塗料; 含有85%的PFA、15%的SiC填料)
將AP004、AP006、及MOF801(Zr)之熱重量差分熱分析(TG-DTA)結果表示於圖3。又,將MJ-501、及MJ-624之熱重量差分熱分析(TG-DTA)結果表示於圖4。
如圖3所示,AP004、AP006、及MOF801(Zr)之空氣中的從約200℃至分解5%的溫度係分別為326.44℃、367.83℃及242.66℃。
又,如圖4所示,MJ-501為308.45℃;MJ-624為307.26℃;可見到融解溫度之高峰。
從而,AP004、及AP006之從200℃起至分解5%的溫度為高於MJ-501及MJ-624者。另一方面,MOF801(Zr)之從200℃起至分解5%的溫度係低於MJ-501、及MJ-624。
<實施例2>
塗料組成物之摻混
按照表1、表2、及表3的摻混例及比較摻混例來摻混粉體塗料組成物。另外,表1、表2、及表3之(a-i)、(a-ii)、(a-iii)、(b-i)、及(b-ii)係與實施例1中經實施熱重量差分熱分析(TG-DTA)的多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)、及氟樹脂相同。又,(b-i)MJ-501及(b-ii)MJ-624中之任一者皆是熱可塑性,相對於極性溶劑、及非極性溶劑中之任一種的溶劑皆為不溶。
(摻混例)
按照表1及表2來摻混與摻混例有關的塗料組成物。
按照表1所示的摻混量來摻混而得到摻混例1。摻混表1中之(a-i)及(b-i),於球磨機混合2日,而得到可通過300μm篩孔之篩的摻混例1。
摻混例2、及摻混例3係按照表1之摻混量,分別將摻混例1與MJ-501以混合機混合2分鐘而得。
按照表2所示之摻混量來摻混而得到摻混例4。摻混表1中之(a-ii)、(b-ii)及(c-i),於球磨機中混合2日而得到可通過300μm篩孔之篩的摻混例4。
摻混例5係按照表2之摻混量,將摻混例4與(b-ii)MJ-624及(c-i)以混合機混合2分鐘而得。
按照表2所示之摻混量來摻混而得到摻混例6。摻混表1中之(a-iii)及(b-i),以球磨機混合2日而得到可通過300μm篩孔之篩的摻混例6。
摻混例7係按照表2之摻混量,將摻混例6與MJ-501以混合機混合2分鐘而得。
表1及表2中之(c-i)係表示PPS(聚苯硫醚)之雷頓(Ryton) V-1(雪弗龍菲利浦化學株式會社)。
表1及表2中之(A)係表示塗料組成物中之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)的摻混量;(B)係表示塗料組成物中之氟樹脂的摻混量。
(比較摻混例)
按照表3來摻混而得到比較摻混例有關的塗料組成物。
如表3所示,依照原樣使用(b-i)來做為比較摻混例1。
按照如表3所示之摻混量來摻混而得到比較摻混例2。摻混表3中之(b-ii)及(c-i)以混合機混合2分鐘而得到比較摻混例2。
按照如表3所示之摻混量來摻混而得到比較摻混例3。摻混表3中之(a-i)及(b-i)以球磨機混合2日而得到可通過300μm篩孔之篩的比較摻混例3。
表3中之(c-i)係表示PPS(聚苯硫醚)之雷頓(Ryton) V-1(雪弗龍菲利浦化學株式會社)。
表3中之(A)係表示比較摻混例有關的塗料組成物中之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)的摻混量;(B)係表示比較摻混例有關的塗料組成物中之氟樹脂的摻混量。
〔表1〕
摻混量(重量%) | 摻混例1 | 摻混例2 | 摻混例3 |
(a-i) AP004 | 5.00 | ― | ― |
(a-ii) AP006 | ― | ― | ― |
(a-iii) MOF801(Zr) | ― | ― | ― |
(b-i) MJ-501 | 95.00 | 80.00 | 98.00 |
(b-ii) MJ-624 | ― | ― | ― |
(c-i) 雷頓(Ryton) V-1 | ― | ― | ― |
(d-i) 摻混例1 | ― | 20.00 | 2.00 |
(d-ii) 摻混例4 | ― | ― | ― |
(d-iii) 摻混例6 | ― | ― | ― |
(A) PCP/MOF之含有量 | 5.00 | 1.00 | 0.10 |
(B) 氟樹脂 | 80.75 | 84.15 | 84.92 |
〔表2〕
摻混量(重量%) | 摻混例4 | 摻混例5 | 摻混例6 | 摻混例7 |
(a-i) AP004 | ― | ― | ― | ― |
(a-ii) AP006 | 5.00 | ― | ― | ― |
(a-iii) MOF801(Zr) | ― | ― | 5.00 | ― |
(b-i) MJ-501 | ― | ― | 95.00 | 98.00 |
(b-ii) MJ-624 | 90.25 | 76.00 | ― | ― |
(c-i) 雷頓(Ryton) V-1 | 4.75 | 4.00 | ― | ― |
(d-i) 摻混例1 | ― | ― | ― | ― |
(d-ii) 摻混例4 | ― | 20.00 | ― | ― |
(d-iii) 摻混例6 | ― | ― | ― | 2.00 |
(A) PCP/MOF之含有量 | 5.00 | 1.00 | 5.00 | 0.10 |
(B) 氟樹脂 | 76.71 | 79.94 | 80.75 | 84.92 |
〔表3〕
摻混量(重量%) | 比較 摻混例1 | 比較摻混例2 | 比較摻混例3 |
(a-i) AP004 | ― | ― | 20.00 |
(b-i) MJ-501 | 100.00 | ― | 80.00 |
(b-ii) MJ-624 | ― | 95.00 | ― |
(c-i) 雷頓(Ryton) V-1 | ― | 5.00 | ― |
(A) PCP/MOF之含有量 | 0.00 | 0.00 | 20.00 |
(B) 氟樹脂 | 85.00 | 80.75 | 68.00 |
<實施例3>
被膜體之形成
為了形成具有使用實施例1之摻混例、及比較摻混例的被膜之被膜體。首先,於基材上進行噴砂處理而形成基底層。基材係使用SUS304(厚度:6mm、邊長:200mm)。
基底層係將下述(1)與(2)以重量比3:1進行混合,於400℃進行60分鐘燒附處理而形成的。
(1)850-G314(凱默斯株式會社製、PTFE含有基底液)
(2)850-G7799(凱默斯株式會社製、鉻酸含有基底液)
以下,更進一步地詳細說明實施例3有關的被膜(襯裏被膜層)。
使用摻混例1~3、5或7,如下述表4所示,分別形成在基底層上具有試驗例1~5之被膜的被膜體。又,使用比較摻混例1~3,如表5所示,分別形成具有比較例1~3之被膜的被膜體。另外,試驗例1~5、及比較例1~3之被膜體之任一者皆反復進行:以靜電粉體塗裝法塗布摻混例或比較摻混例有關的塗料組成物,於350℃燒附60分鐘之工程來形成400μm的被膜全體之膜厚。
〔表4〕
基材係SUS304;基底層係850-G314與850-G7799以3:1混合而成。
試驗例1 | 試驗例2 | 試驗例3 | 試驗例4 | 試驗例5 | |
下層 | 比較摻混例1 65μm | 比較摻混例1 90μm | 摻混例3 400μm | 比較摻混例2 65μm | 摻混例7 400μm |
中間層 | 摻混例1 40μm | 摻混例2 50μm | ― | 摻混例5 100μm | ― |
上層 | 比較摻混例1 295μm | 比較摻混例1 260μm | ― | 比較摻混例2 235μm | ― |
全體膜厚 | 400μm | 400μm | 400μm | 400μm | 400μm |
〔表5〕
基材係SUS304;基底層係850-G314與850-G7799以3:1混合而成。
比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | |
下層 | 比較摻混例1 400μm | 比較摻混例2 400μm | 比較摻混例3 400μm |
中間層 | ― | ― | ― |
上層 | ― | ― | ― |
全體膜厚 | 400μm | 400μm | 400μm |
備考 | 被膜之表面發生裂縫,不能夠形成良好的被膜。 |
圖28係表示表面發生裂縫的比較例3。圖29係表示圖28之一部分放大的比較例3之表面。比較例3有關的被膜體,相對於塗料組成物全體而言,所摻混的氟樹脂之摻混量為如68.00重量%之少量;如圖28及29所示,被膜之表面發生多數之裂縫而不能夠形成良好的被膜。
<實施例4>
耐蝕試驗
對於所製作成的試驗例1~5及比較例1~2有關的被膜體,以襯裏試驗機LA-15型(株式會社山崎精機研究所製)進行耐蝕試驗。另外,比較例3係如上述之實施例2所示,由於在被膜之表面發生了裂縫,因而無法實施耐蝕試驗。
耐蝕試驗係如圖5所示,在山崎式襯裏試驗機LA-15中,將上記試驗例1~5、及比較例1~2之下半部浸泡於鹽酸中,加以密閉使上半部暴露於揮發的鹽酸中。
試驗條件為條件1:設定在99.8℃之溫度條件下、5%鹽酸中進行4週、及條件2:設定在80℃之溫度條件下、35%鹽酸中進行4週。對於試驗例1~3、及比較例1一併進行條件1及條件2的耐蝕試驗。在試驗例4、5、及比較例2中只進行條件1的耐蝕試驗。
(試驗項目)
具體而言,條件1及條件2一併進行下述(1)~(5)之5個項目的評價。
(1)初期密合力
對於暴露於鹽酸以前之襯裏被膜,藉由在5mm寬度之範圍內進行JIS K 5400所規定的剝離強度試驗,來評價與基材間之初期密合力。然後,與比較例1或2同樣之値者表記為○;在超過的情況則表記為◎;在低於的情況則表記為△;當該値為一半以下之情況則表記為×。但是,在被膜為破斷的情況,由於是與膜厚之厚度相關而與値無關則表記為○。又,在表6~8中記載具體的密合力,在確認襯裏被膜有破斷的情況則記載為「被膜破斷」。另外,如圖5之E所示,藉由對於未浸泡於鹽酸的部分進行剝離強度試驗,來評價與基材間之初期密合力。
(2)到發生水泡(膨脹)為止之時間
測定直到發生水泡為止的時間。本試驗係每經過1週即停止試驗,分解來確認被膜,以週為單位來表記水泡之發生。與比較例1或2同樣之値則表記為○;在超過的情況則表記為◎;在低於的情況則表記為△;當値為一半以下之情況則表記為×。
(3)經過4週以後之水泡(膨脹)的最大直徑
測定經過4週以後之水泡的最大直徑。與比較例1或2同樣之値則表記為○;在小於的情況則表記為◎;當大於情況則表記為△;當値為一倍以上之情況則表記為×。35%鹽酸條件由於是以平面狀隆起於被膜所以不列入計算。
(4)經過4週以後之水泡(膨脹)的面積比例
測定經過4週以後之水泡的面積,並計算水泡發生面積在試驗面積中所占之比例。與比較例1或2同樣之値則表記為○;當小於的情況則表記為◎;當大於的情況則表記為△;當値為一倍以上之情況則表記為×。大致密集發生的水泡或面狀隆起於被膜的部分不是各個膨脹之面積的合計量來計算,而是以該範圍設定為水泡之面積來計算。
(5)經過4週以後之密合力
藉由 JIS K 5400所規定之剝離強度試驗,來評價經過4週以後之與基材間之密合力。又,最低値為與比較例1或2幾乎同樣之値則表記為○;當超過的情況則表記為◎;明顯低於的情況則表記為△;當値為一半以下之情況則表記為×。另外,被膜由於是分為氣相部分與液相部分,因而分別地測定密合力;在表6~8之經過4週以後之密合力的欄位上,上半段是記載關於氣相之密合力;下半段是記載關於液相之密合力。又,在表6~8中係記載剝離強度試驗之測定値(N/5mm);在確認被膜為破斷的情況則記載為「被膜破斷」。又,密合力為0之位置係在氣液界面的情況下,液相側則記載該測定方向長度,設為比較對象。另外,如圖5所示,在左右測定2次,A及B為氣相部分、C及D為液相部分。將2次測定之數値彙整記載於表6~8中。
(試驗結果)
如上述之實施例2及3的記載所示,試驗例1~3、5及比較例1係摻混MJ-501來做為氟樹脂。另一方面,試驗例4及比較例2係摻混MJ-624來做為氟樹脂。從而,試驗例1~3、5及比較例1之結果、與試驗例4及比較例2係分別記載於不同的表中。
對於耐蝕試驗的評價結果:5%鹽酸條件下之試驗例1~3、5及比較例1係記載於表6;5%鹽酸條件下之試驗例4及比較例2係記載於表7;35%鹽酸條件下之試驗例1~3及比較例1係記於表8。
〔表6〕
條件1:99.8℃、5%鹽酸條件;氟樹脂MJ-501摻混
試驗例1 | 試驗例2 | 試驗例3 | 試驗例5 | 比較例1 | |
初期密合力 (N/5mm) | >25.0 (被膜破斷) ○ | >28.9 (被膜破斷) ○ | >28.6 (被膜破斷) ○ | >27.4 (被膜破斷) ○ | >24.3 (被膜破斷) |
水泡發生之時間 (週) | 2 ◎ | 1 ○ | 1 ○ | 1 ○ | 1 |
4週以後之最大水泡直徑 (mm) | 5 ◎ | 6 ◎ | 4 ◎ | 8 ○~△ | 7 |
4週以後之水泡發生面積 (%) | 67.48 ◎ | 46.95 ◎ | 31.71 ◎ | 60.98 ◎ | 72.36 |
4週以後之密合力(氣相) (N/5mm) | 12.3~28.2 (被膜破斷) ◎ | 6.8~23.6 (被膜破斷) ◎ | 11.9~28.7 (被膜破斷) ◎ | 6.3~17.7 ◎ | 3.0~17.2 |
4週以後之密合力(液相) (N/5mm) | 7.5~27.8 ◎ | 3.3~28.3 (被膜破斷) ◎ | 9.8~28.3 (被膜破斷) ◎ | 3.9~24.9 ◎ | 3.1~23.3 |
〔表7〕
條件1:99.8℃、5%鹽酸條件;氟樹脂MJ-624摻混
試驗例4 | 比較例2 | |
初期密合力 (N/5mm) | >17.8 ○ | >17.5 |
水泡發生之時間 (週) | 1 ○ | 1 ○ |
4週以後之最大水泡直徑 (mm) | 3 ◎ | 5 |
4週以後之水泡發生面積 (%) | 42.28 ◎ | 46.95 |
4週間後之密合力(氣相) (N/5mm) | >21.6 ○ | >24.6 |
4週間後之密合力(液相) (N/5mm) | 9.2~21.7 (被膜破斷) ◎ | 5.2~21.8 (被膜破斷) |
〔表8〕
條件2:80℃、35%鹽酸條件 氟樹脂MJ-501摻混
試驗例1 | 試驗例2 | 試驗例3 | 比較例1 | |
初期密合力 (N/5mm) | >24.8 (被膜破斷) ○ | >28.3 (被膜破斷) ○ | >27.4 (被膜破斷) ○ | >22.8 (被膜破斷) |
水泡發生之時間 (週) | 2 ○ | 2 ○ | 3 ◎ | 2 |
4週以後之最大水泡直徑 (mm) | 3 ○ | 2 ◎ | 1 ◎ | 3 |
4週以後之水泡發生面積 (%) | 63.41 ◎ | 21.06 ◎ | 14.63 ◎ | 68.29 |
4週以後之密合力(氣相) (N/5mm) | 0~19.2 ◎ | 0.1~9.6 ○~△ | 0.1~13.3 ○ | 0~13.6 |
4週以後之密合力(液相) (N/5mm) | 0~23.5 (氣液界面17mm 密合力0) ◎ | 0~8.4 (氣液界面 密合力0無) ○ | 0.1~6.0 (氣液界面 密合力0無) ○ | 0~10.6 (氣液界面25mm 密合力0) |
如表6及8、以及圖6~11、16、17及20~27所示,與未摻混多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)的比較例1相比之下,可以確認:摻混有AP004的試驗例1~3在耐蝕試驗後之水泡發生較少,殘留密合力也較高的結果。
如表7、以及圖12、13、18及19所示,與未摻混多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)的比較例2相比之下,可以確認:摻混有AP006的試驗例4在耐蝕試驗後之水泡發生較少,殘留密合力也較高的結果。
如表6、以及圖14~17所示,與比較例1比較之下,可以確認:摻混有MOF801(Zr)的試驗例5也是顯示出足夠的殘留密合力。
又,從試驗例5、與試驗例1~4之結果來看,由於在氟樹脂中摻混有在空氣中條件下從200℃起至分解5%的溫度為比氟樹脂之熔點還更高溫之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF),所以可以明白能夠得到一種具有顯著優異的耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性之被膜。
又,在氣相中之試驗例也是得到殘留密合力高的結果來看,可判斷為多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)吸附了揮發的氯化氫氣體。因此,可以明白:多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)吸附氣體而能夠抑制基材之腐蝕。
此等之效果,可以判斷是由於基底層之上方具有摻混有多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)的層,所以能夠賦與提高耐蝕性能。
因此,本發明有關的塗料組成物及該被膜、以及該被膜體係可不產生裂縫等之不合適而形成被膜化,並顯示優異的耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性,可以說是具有效用之物。
〔產業利用可能性〕
本發明有關的含有氟樹脂的燒附用之粉體塗料組成物及液狀塗料組成物、含有該燒附用之粉體塗料組成物或液狀塗料組成物之被膜、以及被膜體係不產生裂縫等之不合適而形成被膜化,能夠非常適合於利用在必須要具有優異的耐久性、耐藥品性、耐浸透性、及耐蝕性之機器(例如,雖然不限定,然而例如化學工廠裝置、半導體製造裝置、調理機器等)。
1:基材
2:基底層
3:被膜(襯裏被膜)
10:被膜體
圖1為本發明之實施形態有關的被膜體之構造斷面圖。
圖2係顯示AP004、AP006、及MOF801(Zr)之X線繞射圖案。
圖3係顯示AP004、AP006、及MOF801(Zr)之熱重量差分熱分析(TG-DTA)的測定結果。
圖4係顯示MJ-501、及MJ-624之熱重量差分熱分析(TG-DTA)的測定結果。
圖5係顯示本發明之實施形態有關的被膜體之耐蝕測試時的樣子。
圖6係顯示99.8℃之溫度條件下、於5%鹽酸中浸漬4週以後之試驗例1。
圖7係顯示99.8℃之溫度條件下、於於5%鹽酸中浸漬4週以後之試驗例1的密合力測定之結果。
圖8係顯示99.8℃之溫度條件下、於5%鹽酸中浸漬4週以後之試驗例2。
圖9係顯示99.8℃之溫度條件下、於5%鹽酸中浸漬4週以後之試驗例2的密合力測定之結果。
圖10係顯示99.8℃之溫度條件下、於5%鹽酸中浸漬4週以後之試驗例3。
圖11係顯示99.8℃之溫度條件下、於5%鹽酸中浸漬4週以後之試驗例3的密合力測定之結果。
圖12係顯示99.8℃之溫度條件下、於5%鹽酸中浸漬4週以後之試驗例4。
圖13係顯示99.8℃之溫度條件下、於5%鹽酸中浸漬4週以後之試驗例4的密合力測定之結果。
圖14係顯示99.8℃之溫度條件下、於5%鹽酸中浸漬4週以後之試驗例5。
圖15係顯示99.8℃之溫度條件下、於5%鹽酸中浸漬4週以後之試驗例5的密合力測定之結果。
圖16係顯示99.8℃之溫度條件下、於5%鹽酸中浸漬4週以後之比較例1。
圖17係顯示99.8℃之溫度條件下、於5%鹽酸中浸漬4週以後之比較例1的密合力測定之結果。
圖18係顯示99.8℃之溫度條件下、於5%鹽酸中浸漬4週以後之比較例2。
圖19係顯示99.8℃之溫度條件下、於5%鹽酸中浸漬4週以後之比較例2的密合力測定之結果。
圖20係顯示80℃之溫度條件下、35%鹽酸中浸漬4週以後之試驗例1。
圖21係顯示80℃之溫度條件下、35%鹽酸中浸漬4週以後之試驗例1的密合力測定之結果。
圖22係顯示80℃之溫度條件下、35%鹽酸中浸漬4週以後之試驗例2。
圖23係顯示80℃之溫度條件下、35%鹽酸中浸漬4週以後之試驗例2的密合力測定之結果。
圖24係顯示80℃之溫度條件下、35%鹽酸中浸漬4週以後之試驗例3。
圖25係顯示80℃之溫度條件下、35%鹽酸中浸漬4週以後之試驗例3的密合力測定之結果。
圖26係顯示80℃之溫度條件下、35%鹽酸中浸漬4週以後之比較例1。
圖27係顯示80℃之溫度條件下、35%鹽酸中浸漬4週以後之比較例1的密合力測定之結果。
圖28係顯示表面發生裂縫的比較例3。
圖29係顯示圖28之一部分放大的比較例3之表面。
1:基材
2:基底層
3:被膜(襯裏被膜)
10:被膜體
Claims (20)
- 一種燒附用之粉體塗料組成物,其係含有氟樹脂的燒附用之粉體塗料組成物,該氟樹脂分散有有機配位子與中心金屬配位鍵結形成的1種以上之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF);其中前述氟樹脂係相對於前述塗料組成物全體而言摻混70.00重量%~99.98重量%;前述多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)在經由熱重量差分熱分析(TG-DTA)所測定的空氣中條件下之200℃起至5%分解溫度為比前述氟樹脂的熔點還更高溫,且具有大於900.00m3/g的比表面積(BET比表面積);並且藉由前述多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)可賦與吸附氣體的特性。
- 如請求項1所記載之燒附用之粉體塗料組成物,其中前述多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)係粉末狀;相對於前述塗料組成物全體而言,摻混0.02重量%~20.00重量%。
- 如請求項1所記載之燒附用之粉體塗料組成物,其中前述氟樹脂係熱可塑性;相對於極性溶劑及非極性溶劑中任一者之溶劑而言是不溶的。
- 如請求項1所記載之燒附用之粉體塗料組成物,其中相對於塗料組成物全體而言,前述多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)的摻混量為0.10重量%~5.50重量%。
- 如請求項1所記載之燒附用之粉體塗料組成物,其中前述中心金屬係以從Al3+、Co3+、Co2+、Ni2+、Ni+、Cu2+、Cu+、Zn2+、Fe3+、 Fe2+、Ti3+、、及Zr4+構成群組中所選取的1種以上之金屬離子存在;前述金屬離子係與前述有機配位子配位鍵結而存在於前述多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)中。
- 如請求項1所記載之燒附用之粉體塗料組成物,其中前述中心金屬的至少1個係擔持1個以上的陰離子;前述中心金屬係與前述有機配位子配位鍵結而存在於前述多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)中。
- 如請求項6所記載之燒附用之粉體塗料組成物,其中前述陰離子係包括從OH-、CO3 2-、及O2-構成群組中選取的1種以上之陰離子。
- 如請求項6所記載之燒附用之粉體塗料組成物,其中前述中心金屬之至少1個係形成前述陰離子及氧代構造。
- 如請求項1所記載之燒附用之粉體塗料組成物,其中前述有機配位子係包括從1,4-苯二甲酸、1,3,5-苯三羧酸、4,4’-聯吡啶、咪唑、1,3,5-參(4-羧苯基)苯、富馬酸、對苯二甲酸、及馬來酸構成群組中選取的1種以上之有機配位子。
- 如請求項1所記載之燒附用之粉體塗料組成物,其中前述氣體係至少含有氯化氫之腐蝕性氣體。
- 如請求項1所記載之燒附用之粉體塗料組成物,其中前述多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)之細孔的開孔面積為0.15nm2~7.00nm2。
- 如請求項1所記載之燒附用之粉體塗料組成物,其中包括具有疏水性的1種以上之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體(MOF)、以及具有親水性的1種以上之多孔性配位高分子(PCP)/金屬有機構造體 (MOF)。
- 如請求項1所記載之燒附用之粉體塗料組成物,其中相對於塗料組成物全體而言,前述氟樹脂的摻混量為75.00重量%~90.00重量%。
- 如請求項1所記載之燒附用之粉體塗料組成物,其中前述氟樹脂係包括從PFA、FEP、ETFE、PCTFE、及ECTFE構成群組中選取的1種以上之氟樹脂。
- 如請求項1所記載之燒附用之粉體塗料組成物,其中更進一步包括從PPS、PEEK、及PES構成群組中選取的1種以上之添加物。
- 一種燒附用之液狀塗料組成物,其係在溶劑中分散如請求項1所記載之燒附用之粉體塗料組成物而成。
- 一種被膜,其係包括如請求項1至16中任一項所記載之燒附用之粉體塗料組成物、或燒附用之液狀塗料組成物。
- 如請求項17所記載之被膜,其係具有40μm~5000μm的膜厚。
- 一種被膜體,其係具有基材、形成在前述基材的表面上之基底層、形成在前述基底層上之1層或複數層的氟樹脂被膜層之被膜體;其中前述氟樹脂被膜層係如請求項17所記載之被膜。
- 一種被膜體,其係具有基材、形成於前述基材的表面上之基底層、形成於前述基底層上之1層或複數層的氟樹脂被膜層之被膜體,前述氟樹脂被膜層係如請求項18所記載之被膜。
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