含水粘合劑溶液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺和/或聚酰胺酸粘合劑溶液的含水體系。本發(fā)明提供與當(dāng)前含水粘合劑溶液相當(dāng)或優(yōu)異的穩(wěn)定的含水粘合劑溶液。
【專利說明】含水粘合劑溶液

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本【技術(shù)領(lǐng)域】涉及聚醚砜、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚酰亞胺和/或聚酰胺酸粘 合劑溶液的替代溶劑體系。

【背景技術(shù)】
[0002] 含氟聚合物已用于許多不粘和防粘涂層應(yīng)用中，如用于炊具的不粘涂料。然而，由 于全氟聚合物的不粘性質(zhì)，具有粘合劑的底漆層一般需要在施用含氟聚合物之前粘附到基 底表面上，以使含氟聚合物能夠充分粘附至基底。在本領(lǐng)域中，包含聚醚砜（PES)或聚酰胺 酰亞胺（PAI)或聚醚酰亞胺（PEI)或聚酰亞胺（PI)或它們組合的粘合劑組合物已可作為 成膜劑用于底漆層中，并且用于粘附至基底表面和全氟聚合物。
[0003] 由于N-甲基吡咯烷酮（NMP)廉價和溶解能力，當(dāng)前的粘合劑組合物使用其作為溶 齊[J。參見例如美國專利4, 014, 834(授予Concannon)。最近，NMP的毒性特征已被重新評定， 并且世界范圍內(nèi)未決的規(guī)定可能最小化或杜絕NMP在此類粘合劑溶液中的使用。因此，需 要有機基和含水基的替代溶劑，認(rèn)為這些更加環(huán)境友好。適宜的溶劑將能夠溶解粘合劑，包 括達(dá)到實際濃度或粘合劑固體含量，使粘合劑能夠鋪展在表面上，并且在金屬和橡膠表面 上產(chǎn)生底漆層或膜，而不會不利地影響粘合劑層或其粘合基底和含氟聚合物層的能力。該 問題的優(yōu)選解決方法將從此類粘合劑溶液和本發(fā)明含水粘合劑溶液中完全消除NMP。遺憾 的是，這些粘合劑樹脂完全不溶于水中。然而，水和共溶劑方法可為NMP的可接受替代，尤 其是如果含水粘合劑溶液主要為水并且共溶劑具有比NMP更適合的毒性特征時。本發(fā)明滿 足這些需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明涉及用于涂料體系的含水粘合劑溶液，所述溶液包含a)水，b)聚酰胺酰亞 胺或聚醚酰亞胺，c)胺，和d) -種或多種溶劑；其中所述一種或多種溶劑包括以下中的一 種或多種：乙酰乙酰胺、胍、有機磷酸酯、哌啶酮、鄰苯二甲酸酯、環(huán)丁砜、二甲基砜、二烷基 亞砜、dl-泛?；?、η-乙?；?己內(nèi)酰胺、或它們的混合物。
[0005] 在一個實施例中，所述含水粘合劑溶液包含a)水，b)聚酰胺酰亞胺或聚醚酰亞 胺，c)胺，和d) -種或多種溶劑；其中所述一種或多種溶劑包括乙酰乙酰胺、胍、哌啶酮、二 甲基砜、dl-泛酰基、η-乙?；簝?nèi)酰胺、或它們的混合物。
[0006] 在一個此類實施例中，所述一種或多種溶劑包括乙酰乙酰胺、二甲基乙酰乙酰胺、 η-甲基乙酰乙酰胺、二乙基乙酰乙酰胺、四甲基胍、二甲基哌啶酮、二甲基砜、dl-泛?；?、 η-乙?；簝?nèi)酰胺、或它們的混合物。
[0007] 在另一個此類實施例中，所述一種或多種溶劑包括乙酰乙酰胺、二甲基乙酰乙酰 胺、η-甲基乙酰乙酰胺、二乙基乙酰乙酰胺、二甲基哌啶酮、二甲基砜、四甲基胍、或它們的 混合物。
[0008] 在一個此類實施例中，所述溶劑包括二甲基乙酰乙酰胺。
[0009] 在另一個此類實施例中，所述溶劑包括四甲基胍。
[0010] 在另一個實施例中，所述含水粘合劑溶液包含a)水，b)聚酰胺酰亞胺或聚醚酰亞 胺，c)胺，和d) -種或多種溶劑；其中所述一種或多種溶劑選自以下中的一種或多種：乙 酰乙酰胺、胍、有機磷酸酯、哌啶酮、鄰苯二甲酸酯、環(huán)丁砜、二甲基砜、二烷基亞砜、dl-泛酰 基、η-乙酰基己內(nèi)酰胺。
[0011] 在一個實施例中，所述含水粘合劑溶液包含a)水，b)聚酰胺酰亞胺或聚醚酰亞 胺，c)胺，和d) -種或多種溶劑；其中所述一種或多種溶劑選自以下中的一種或多種：乙酰 乙酰胺、胍、哌啶酮、二甲基砜、dl-泛?；ⅵ?乙?；簝?nèi)酰胺中的一種或多種。
[0012] 在一個此類實施例中，所述一種或多種溶劑選自以下中的一種或多種：乙酰乙酰 胺、二甲基乙酰乙酰胺、η-甲基乙酰乙酰胺、二乙基乙酰乙酰胺、四甲基胍、二甲基哌啶酮、 二甲基砜、dl-泛酰基、η-乙?；簝?nèi)酰胺、或它們的混合物。
[0013] 在另一個此類實施例中，所述一種或多種溶劑選自乙酰乙酰胺、二甲基乙酰乙酰 胺、η-甲基乙酰乙酰胺、二乙基乙酰乙酰胺、二甲基哌啶酮、二甲基砜、四甲基胍、或它們的 混合物。
[0014] 在一個此類實施例中，所述溶劑為二甲基乙酰乙酰胺。
[0015] 在另一個此類實施例中，所述溶劑為四甲基胍。
[0016] 對于本文示出的任何實施例，存在其中c)胺與d)溶劑相同的實施例。
[0017] 對于本文示出的任何實施例，存在其中c)胺與d)溶劑均為四甲基胍的實施例。 [0018] 對于本文示出的任何實施例，存在其中含水粘合劑溶液還包含以下中的一種或多 種的實施例：粘度調(diào)節(jié)劑、稀釋溶劑、粘合劑、顏料、填料、分散助劑、表面張力調(diào)節(jié)劑和含氟 聚合物。在一個此類實施例中，所述稀釋溶劑為二醚或醇或乙二醇醚。
[0019] 如
【發(fā)明內(nèi)容】
中所述的本發(fā)明實施例以及本文所述的任何其它實施例在不互相排 斥的情況下可以任何方式組合。

【具體實施方式】
[0020] 本文中，按組合物中揮發(fā)性液體總量（例如水與所有溶劑和共溶劑的總量）的百 分比形式，含水粘合劑溶液包含至少50%的水。用于這些含水粘合劑溶液中的溶劑和共溶 劑是與水混溶的，或以少量使用，使得它們不作為單獨的相分離出來。
[0021] 本文中，稀釋溶劑是加入到組合物中時引起該組合物粘度下降的溶劑。
[0022] 本文中，當(dāng)數(shù)量、濃度或其他數(shù)值或參數(shù)以范圍，優(yōu)選范圍或優(yōu)選上限數(shù)值和優(yōu)選 下限數(shù)值的列表形式給出時，它應(yīng)被理解為具體地公開由任何范圍上限或優(yōu)選數(shù)值和任何 范圍下限或優(yōu)選數(shù)值的任何一對所構(gòu)成的所有范圍，而不管所述范圍是否被單獨地公開。 當(dāng)本文描述數(shù)值范圍時，除非另外指明，所述范圍旨在包括其端點，以及所述范圍內(nèi)的所有 整數(shù)和分?jǐn)?shù)。不旨在將本發(fā)明的范圍限制為描述范圍時詳述的具體值。
[0023] "含氟聚合物"是指主鏈包含至少一個聚合單體重復(fù)單元的均聚物或共聚物，所述 聚合單體包含至少一個氟原子。
[0024] 本文中，術(shù)語"聚酰胺酰亞胺"（或"PAI"）還包括替代形式的可衍生出聚酰胺酰 亞胺的聚酰胺酸和聚酰胺酸的鹽。
[0025] 本文中，粘度值在室溫（23 °C )下使用Brookfield旋轉(zhuǎn)盤粘度計如Brookfield RVDIII粘度計測得。
[0026] 本發(fā)明涉及涂料體系的含水粘合劑溶液，所述溶液包含a)水，b)聚酰胺酰亞胺或 聚醚酰亞胺，c)胺，和d) -種或多種溶劑；其中所述一種或多種溶劑包括乙酰乙酰胺、胍、 有機磷酸酯、哌啶酮、鄰苯二甲酸酯、環(huán)丁砜、二甲基砜、二烷基亞砜、dl-泛酰基、η-乙?；?己內(nèi)酰胺、或它們的混合物。
[0027] 本發(fā)明涉及涂料體系的含水粘合劑溶液，所述溶液包含a)水，b)聚酰胺酰亞胺， c) 胺，和d) -種或多種溶劑；其中所述一種或多種溶劑包括乙酰乙酰胺、胍、有機磷酸酯、 哌啶酮、鄰苯二甲酸酯、環(huán)丁砜、二甲基砜、dl-泛酰基、η-乙?；簝?nèi)酰胺、或它們的混合 物。
[0028] 在一個實施例中，所述含水粘合劑溶液包含a)水，b)聚酰胺酰亞胺，c)胺，和d) 一種或多種溶劑；其中所述一種或多種溶劑包括乙酰乙酰胺、胍、哌啶酮、二甲基砜、dl-泛 酰基、η-乙?；簝?nèi)酰胺、或它們的混合物。
[0029] 在一個此類實施例中，所述一種或多種溶劑包括乙酰乙酰胺、二甲基乙酰乙酰胺、 η-甲基乙酰乙酰胺、二乙基乙酰乙酰胺、四甲基胍、二甲基哌啶酮、二甲基砜、dl-泛?；?、 η-乙?；簝?nèi)酰胺、或它們的混合物。
[0030] 在另一個此類實施例中，所述一種或多種溶劑包括乙酰乙酰胺、二甲基乙酰乙酰 胺、η-甲基乙酰乙酰胺、二乙基乙酰乙酰胺、二甲基哌啶酮、二甲基砜、四甲基胍、或它們的 混合物。
[0031] 在一個此類實施例中，所述溶劑包括二甲基乙酰乙酰胺。
[0032] 在另一個此類實施例中，所述溶劑包括四甲基胍。
[0033] 在另一個實施例中，所述含水粘合劑溶液包含a)水，b)聚酰胺酰亞胺，c)胺，和 d) -種或多種溶劑；其中所述一種或多種溶劑選自以下中的一種或多種：乙酰乙酰胺、胍、 有機磷酸酯、哌啶酮、鄰苯二甲酸酯、環(huán)丁砜、二甲基砜、二烷基亞砜、dl-泛?；ⅵ?乙?；?己內(nèi)酰胺。
[0034] 在一個實施例中，所述含水粘合劑溶液包含a)水，b)聚酰胺酰亞胺，c)胺，和d) 一種或多種溶劑；其中所述一種或多種溶劑選自以下中的一種或多種：乙酰乙酰胺、胍、哌 啶酮、二甲基砜、dl-泛酰基、η-乙?；簝?nèi)酰胺。
[0035] 在一個此類實施例中，所述一種或多種溶劑選自以下中的一種或多種：乙酰乙酰 胺、二甲基乙酰乙酰胺、η-甲基乙酰乙酰胺、二乙基乙酰乙酰胺、四甲基胍、二甲基哌啶酮、 二甲基砜、dl-泛?；ⅵ?乙?；簝?nèi)酰胺、或它們的混合物。
[0036] 在另一個此類實施例中，所述一種或多種溶劑選自乙酰乙酰胺、二甲基乙酰乙酰 胺、η-甲基乙酰乙酰胺、二乙基乙酰乙酰胺、二甲基哌啶酮、二甲基砜、四甲基胍、或它們的 混合物。
[0037] 在一個此類實施例中，所述溶劑為二甲基乙酰乙酰胺。
[0038] 在另一個此類實施例中，所述溶劑為四甲基胍。
[0039] 熟知由于含氟聚合物的不粘性能，需要包含粘合劑的底漆層以使含氟聚合物能夠 涂覆基底。含氟聚合物的例子包括但不限于如聚四氟乙烯（PTFE)、氟化乙丙烯（FEP)、全 氟烷氧基（PFA)、乙烯四氟乙烯（ETFE)的含氟聚合物。粘合劑如聚醚砜和聚酰胺酰亞胺在 不粘涂飾劑的底漆應(yīng)用中是熟知的，并且可以高達(dá)70重量％的固體含量存在。在當(dāng)前實 踐中，這些粘合劑溶于NMP中。聚醚砜是具有至多190°C的持續(xù)使用溫度和220°C的玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度的無定形聚合物。聚酰胺酰亞胺在至少252°C的溫度下是熱穩(wěn)定的，并且在至少 290°C的溫度下熔融。底漆層包含一種或多種粘合劑。底漆層還可包含含氟聚合物如聚四 氟乙烯（PTFE)、氟化乙丙烯（FEP)、全氟烷氧基（PFA)、乙烯四氟乙烯共聚物（ETFE)、四氟乙 烯-全氟化烷基乙烯基醚共聚物、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯、乙烯-六氟丙烯共 聚物、乙烯-氟乙烯共聚物、或它們的任何組合，例如可有助于增強含氟聚合物對底漆層的 粘合性的組合。
[0040] 為將所述粘合劑施用于基底表面，施用前將粘合劑充分溶于溶劑或含水溶液中是 便利的。粘合劑的大多數(shù)施用涉及在加熱和/或固化前將所述粘合劑溶液噴涂在表面上。 作為另外一種選擇，所述粘合劑溶液可被刷涂、浸涂、輥涂、霧化涂布、或經(jīng)由本領(lǐng)域技術(shù)人 員已知的任何其它已知施用方法施用。
[0041] 就實際情況而言，希望使用粘合劑溶液，其中粘合劑以至少5重量％的含量存在 于溶劑或溶劑混合物中。然而，所選粘合劑（PAI、PES、PEI、PI)不溶于水，并且僅微溶于 大多數(shù)有機溶劑中。此外，還希望粘合劑溶液自身可得，易于供應(yīng)并且稍后配入到底漆組 合物中。為此，尤其期望能夠制備含水/共溶劑混合物中至少30重量％，并且優(yōu)選50重 量％固體含量的此類"中間體"，使得含水粘合劑溶液可被經(jīng)濟(jì)地運輸和施用，例如以使運 輸?shù)乃腿軇┝孔钚』⑶沂褂煤罂稍傺h(huán)或補充的溶劑量最小化。為易于配制，粘合劑 中間體應(yīng)以可流動的溶液形式存在。即，中間體的粘度優(yōu)選隨時間推移而穩(wěn)定，并且低于 20, OOOmPa. s (23°C下，使用 fcookfield 旋轉(zhuǎn)盤粘度計如 fcookfield RVDIII 粘度計）。
[0042] 可應(yīng)用本發(fā)明的適宜基底包括但不限于管材、壺罐、鍋盤、和橡膠輥。
[0043] 上文實施例可還包含粘度調(diào)節(jié)劑、稀釋劑、顏料、填料、高沸點液體、分散助劑、表 面張力調(diào)節(jié)劑、含氟聚合物、以及其它制劑添加劑。
[0044] 適于本發(fā)明的共溶劑為有機液體，并且還可由它們的Hansen溶解度參數(shù)描述。 Hansen 溶解度參數(shù)詳細(xì)論述于 Kirk-Othmer 的"Encyclopedia of Chemical Technology" 第二版（1963)第889-896頁中。Hansen溶解度參數(shù)基于對來自分子之間分散力的能量項 (3d)、來自分子之間偶極分子間力的能量（δ p)、和來自分子之間氫鍵的能量（δ h)的貢 獻(xiàn)。
[0045] 用于聚酰胺酰亞胺或聚醚酰亞胺含水溶液的候選共溶劑的Hansen參數(shù)范圍列于 表1中。候選共溶劑的例子列于下文中（參見表2)。作為第一要求，可用于本發(fā)明的適宜 溶劑混合物將形成穩(wěn)定的粘合劑溶液（含水/溶劑混合物中至少10重量％，并且優(yōu)選至少 30重量％的樹脂粘合劑固體），并且能夠在基底表面上沉積均勻的聚酰胺酰亞胺和/或聚 醚酰亞胺膜。
[0046] 表1 :用于聚酰胺酰亞胺和聚醚酰亞胺的候詵共溶劑的Hansen參數(shù)，以 calMcnr^iMPa1^)為單位。
[0047]

【權(quán)利要求】
1. 含水粘合劑溶液，包含a)水，b)聚酰胺酰亞胺或聚醚酰亞胺，c)胺，和d) -種或 多種溶劑；其中所述一種或多種溶劑包括乙酰乙酰胺、胍、哌啶酮、二甲基砜、dl-泛酰基、 η-乙?；簝?nèi)酰胺、或它們的混合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含水粘合劑溶液，還包含粘度調(diào)節(jié)劑、稀釋溶劑、粘合劑、顏 料、填料、分散助劑、表面張力調(diào)節(jié)劑和含氟聚合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含水粘合劑溶液，其中所述稀釋溶劑為二醚、醇、或乙二醇 醚。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含水粘合劑溶液，其中所述溶劑選自乙酰乙酰胺、二甲基乙 酰乙酰胺、η-甲基乙酰乙酰胺、二乙基乙酰乙酰胺、二甲基哌啶酮、四甲基胍、二甲基砜、 dl-泛?；ⅵ?乙?；簝?nèi)酰胺、或它們的混合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含水粘合劑溶液，其中所述c)胺和d)溶劑相同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的含水粘合劑溶液，其中所述c)胺和d)溶劑均為四甲基胍。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含水粘合劑溶液，其中所述溶劑包括二甲基乙酰乙酰胺。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含水粘合劑溶液，其中所述溶劑包括四甲基胍。
【文檔編號】C09D5/00GK104144990SQ201380012528
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月9日
【發(fā)明者】R.A.雷諾斯 申請人:納幕爾杜邦公司