专利名称：全氟弹性体粘合的制作方法
全氟弹性体粘合本发明涉及底漆组合物以及在交联过程中将全氟弾性体组合物粘合至基底的方法。
发明内容
在ー个方面，本发明提供底漆组合物，其包含固化剂、溶剂和环氧树脂，其中固化剂能够与环氧树脂反应；此外其中(a)固化剂能够使具有至少ー个固化部位并含有交联剂或催化剂的全氟弾性体配混物固化；或(b)当固化剂不能使全氟弾性体配混物固化吋，全氟弾性体包含能够使环氧树脂固化的交联剂或催化剂。在另一方面，本发明提供将全氟弾性体配混物粘合至基底的方法，包括(a)用包 含固化剂、溶剂和环氧树脂的底漆组合物涂布基底；其中固化剂能够使环氧树脂固化；此外其中(i)固化剂能够使具有至少ー个固化部位并含有交联剂或催化剂的全氟弾性体配混物固化；或(ii)当固化剂不能使全氟弾性体配混物固化时，全氟弾性体包含能够使环氧树脂固化的交联剂或催化剂；(b)用全氟弾性体配混物覆盖经涂布的基底；以及(C)将全氟弾性体配混物覆盖的基底加热至至少150°C，以形成固化且粘合的全氟弹性体制品。在另一方面，本发明提供包括基底、底漆层和可固化全氟弾性体层的多层制品；其中底漆层衍生自包含固化剂、溶剂和环氧树脂的组合物；其中固化剂能够使环氧树脂固化；此外其中(a)固化剂能够使具有至少ー个固化部位并含有交联剂或催化剂的全氟弾性体配混物固化；或(b)当固化剂不能使全氟弾性体配混物固化时，全氟弾性体包含能够使环氧树脂固化的交联剂或催化剂。本发明的上述发明内容并非g在描述本发明的每个实施例。本发明的ー个或多个实施例的详情也在下面说明中示出。本发明的其他特征、对象和优点将在实施方式和权利要求中加以详述。
具体实施例方式如本文所用，术语“环氧树脂”意指均共聚的环氧单体和/或环氧低聚物。如本文所用，术语“环氧类树脂”意指环氧树脂和固化剂。如本文所用，术语“全氟”或“全氟化的”意指各自化合物的所有氢原子被氟原子取代，然而不排除ー些氢原子被氯、溴或碘原子取代的可能性。特别地，术语“全氟聚合物”旨在意指具有全氟化的主链(即其中氢原子被氟原子取代的主链)的含氟聚合物，并且不排除其中ー些氢原子被除氟之外的卤素(例如如果含氟聚合物衍生自三氟氯こ烯參与的聚合反应，则为氯)取代的聚合物。本发明的聚合物包含全氟弾性体胶和固化全氟弾性体。全氟弾性体是聚合物链上具有所有氟、全氟烷基或全氟烷氧基取代基的聚亚甲基型全氟化橡胶；这些基团的ー小部分可以包含可促进交联的官能团。如本文所用，术语“全氟弹性体”、“全氟弾性体组合物”和“全氟弾性体胶”可交換使用，是指能够被交联，从而生成全氟化碳弾性体的无定形全氟化碳聚合物。交联全氟弾性体胶是可交換的，在本文中称为“固化全氟弾性体”。
如本文所用，术语“全氟弾性体配混物”意指包含全氟弾性体胶和通常用于含氟聚合物配混的任何添加剂或加工助剂的配混的混合物。此类添加剂包括本领域已知的那些添加剂。示例性添加剂包括稳定齐U、塑化齐U、色素、润滑剂和填料(例如含氟聚合物填料、炭黒、碳酸钙和ニ氧化硅(硅石))以及酸受体(例如氧化锌、氢氧化钙和氧化镁)。全氟弾性体是耐高温、等离子和化学环境的全氟聚合物。全氟弾性体组合物在其中遇到高温、等离子或腐蚀性化学环境的应用中可用作密封材料。这些应用的ー些包括0形圈、凸缘密封件、包装、垫片、泵膜片、柱塞密封件、门密封件、唇边式和表面密封件、气体输送板密封件、晶片承载密封件、圆筒密封件等等。这些应用存在于多种行业中，例如化学加工、半导体、航空航天、汽车、石油等等对于多个此类应用，期望在交联或模制过程期间将全氟弾性体组合物粘合到其他基底上以得到复合材料制品。因为获得全氟弾性体组合物和其他基底之间强粘合的全氟弹性体的化学惰性是具有挑战性的。特别具有挑战性的是在经受高温(例如大于200°c的温度)吋，获得全氟弾性体组合物和其他基底之间的强粘合。在交联期间，存在将氟弾性体和全氟弾性体粘合至基底的已知方法。虽然这些方法中的ー些提供了全氟弾性体组合物和基底之间粘合力的ー些度量方法，但仍然需要改善全氟弾性体组合物和基底之间的粘合。本发明提供全氟弾性体组合物和基底之间的出乎预料的强粘合，所述基底用本发明的底漆组合物涂布。底漆是涂敷到基底上，以制备用于后续改性的基底表面的涂层，例如添加层。本发明的底漆组合物包含环氧树脂、固化剂和溶剤。用于本发明的环氧树脂是具有至少ー个环氧こ烷环(即可通过开环反应聚合的)
—しLV的任何有机化合物。此类材料广义地称为环氧化物，包括単体和聚合环氧化物，并且可以是脂族的、杂环的、脂环族的、芳族的以及它们的组合。它们可以是液体、固体或它们的共混物，共混物在固化前用于提供发粘的混合物。这些环氧树脂通常具有平均大于两个，即至少两个环氧基/分子的官能团，并且也称为“聚环氧化物”。聚合环氧化物包括具有末端环氧基的直链聚合物(例如聚亚氧烷基こニ醇的ニ缩水甘油醚)、具有骨架环氧こ烷单元的聚合物(例如聚丁ニ烯聚环氧化物)和具有侧环氧基团的聚合物(例如甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物或共聚物)。环氧树脂的分子量可以是至少75、100、500、1000、2000、4000或甚至5000克/摩尔；至多4000,6000,8000,100000或甚至15000克/摩尔。在一个实施例中，环氧树脂的分子量大于100，000克/摩尔。可用的环氧树脂包括其中包含环氧环己烷基团的那些，所述环氧环己烷基团例如环氧环己烷羧酸酷，以3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己烷羧酸酷、3，4-环氧-2-甲基环己基甲基-3，4-环氧-2-甲基环己烷羧酸酯和双(3，4-环氧-6-甲基环己基甲基)己ニ酸酯为代表。可參考美国专利No. 3，117，099获取具有此性质的可用环氧化物的更详细列表。
另外，尤其是可用于本发明应用的环氧树脂包括由下式表示的缩水甘油醚单体
权利要求
1.ー种包含固化剂、溶剂和环氧树脂的底漆组合物；其中所述固化剂能够与所述环氧树脂反应；此外，其中 (a)所述固化剂能够使具有至少ー个固化部位并含有交联剂或催化剂的全氟弾性体配混物固化；或 (b)当所述固化剂不能使所述全氟弾性体配混物固化吋，所述全氟弾性体包含能够使所述环氧树脂固化的交联剂或催化剂。
2.根据权利要求I所述的组合物，其中所述环氧树脂包含酚醛部分。
3.根据权利要求I所述的组合物，其中所述环氧树脂的官能度大于2。
4.根据权利要求I所述的组合物，其中所述固化剂选自间苯ニ甲酰ニ肼、双氰胺、< 丁基酮的缩合产物的酮亚胺、聚芳族多胺、含氨基苯酚的化合物、邻双氨基苯酚AF以及它们的组合。
5.根据权利要求I所述的组合物，其中所述溶剂选自酮、醇、砜、亚砜、醚、こニ醇醚、酰胺以及它们的组合。
6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述溶剂是含氟的醇。
7.根据权利要求I所述的组合物，其中所述交联剂或催化剂选自产氨化合物、有机金属化合物、鎗盐化合物、全氟羧酸盐、过氧化物、异氰尿酸三烯丙酯、异氰尿酸三(甲基)烯丙酷，以及它们的组合。
8.根据权利要求I所述的组合物，其中所述固化部位选自含氮、溴、氯或碘的固化部位、烯烃，以及它们的组合。
9.根据权利要求8所述的组合物，其中所述含氮固化部位是含腈固化部位。
10.根据权利要求I所述的组合物，其中所述环氧树脂选自甲氧甲酚热塑性酚醛树脂、环氧氯丙烷/四苯酚基こ烷、双酚A/环氧氯丙烷、热塑性酚醛树脂/双酚A、环氧氯丙烷/苯酚-甲醛、9，9-双-2，3-环氧丙基苯基芴、双酚AF/环氧氯丙烷、热塑性酚醛树脂/双酚AF，以及它们的组合。
11.ー种将全氟弾性体配混物粘合至基底的方法，包括 (a)用包含固化剂、溶剂和环氧树脂的底漆组合物涂布所述基底；其中所述固化剂能够使所述环氧树脂固化；此外，其中； (i)所述固化剂能够使具有至少ー个固化部位并含有交联剂或催化剂的所述全氟弾性体配混物固化；或 (ii)当所述固化剂不能使所述全氟弾性体配混物固化时，所述全氟弾性体包含能够使所述环氧树脂固化的交联剂或催化剂； (b)用所述全氟弾性体配混物覆盖经涂布的所述基底； (d)将所述全氟弾性体配混物覆盖的基底在模具中加热至至少150°C，以形成固化且粘合的全氟弹性体制品。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括在175°C至300°C的温度范围内后固化所述固化且粘合的全氟弹性体制品。
13.—种包括基底、底漆层和可固化全氟弾性体层的多层制品；其中所述底漆层衍生自包含固化剂、溶剂和环氧树脂的组合物；并且其中所述固化剂能够使所述环氧树脂固化；此外，其中； (a)所述固化剂能够使具有至少ー个固化部位并含有交联剂或催化剂的全氟弾性体配混物固化；或 (b)当所述固化剂不能使所述全氟弾性体配混物固化时，所述全氟弾性体包含能够使所述环氧树脂固化的交联剂或催化剂。
14.根据权利要求13所述的多层制品，其中环氧树脂是酚醛树脂。
15.根据权利要求13所述的多层制品，其中环氧树脂的官能度大于2。
16.根据权利要求13所述的多层制品，其中所述基底选自金属、聚合物、碳纤维、陶瓷以及它们的组合。
17.根据权利要求13所述的多层制品，其中所述固化剂选自间苯ニ甲酰ニ肼、双氰胺、4，4-氨基苯基ニ硫醚、碳酸胍、硫脲、包含1，2-こニ胺或3-氨丙基三こ氧基硅烷和甲基异丁基酮的缩合产物的酮亚胺、邻双氨基苯酚AF，以及它们的组合。
18.根据权利要求13所述的多层制品，其中所述溶剂选自酮、醇、砜、亚砜、醚、こニ醇醚、酰胺以及它们的组合。
19.根据权利要求13所述的多层制品，其中所述环氧树脂选自甲氧甲酚热塑性酚醛树月旨、环氧氯丙烷/四苯酚基こ烷、双酚A/环氧氯丙烷、热塑性酚醛树脂/双酚A、环氧氯丙烷/苯酚-甲醛、9，9-双-2，3-环氧丙基苯基氟、环氧丙基苯基芴、双酚AF/环氧氯丙烷、热塑性酚醛树脂/双酚AF，以及它们的组合。
20.根据权利要求13所述的多层制品，其中所述交联剂或催化剂选自产氨化合物、有机金属化合物、鎗盐化合物、全氟羧酸盐、过氧化物、异氰尿酸三烯丙酯、异氰尿酸三(甲基)烯丙酷，以及它们的组合。
全文摘要
本发明提供了一种包含固化剂、溶剂和环氧树脂的底漆组合物；其中所述固化剂能够与所述环氧树脂反应；此外其中；(a)所述固化剂能够使具有至少一个固化部位并含有交联剂或催化剂的全氟弹性体配混物固化；或(b)当所述固化剂不能使所述全氟弹性体配混物固化时，所述全氟弹性体包含能够使所述环氧树脂固化的交联剂或催化剂。根据本发明所述的底漆组合物用于将全氟弹性体配混物粘合至基底。本发明还提供了将全氟弹性体配混物粘合至基底的方法，以及包括全氟弹性体、底漆层和基底的多层制品。
文档编号C09D127/12GK102652160SQ201080056254
公开日2012年8月29日 申请日期2010年12月8日 优先权日2009年12月10日
发明者景乃勇, 沃纳·M·A·格鲁泰尔特, 罗伯特·E·埃格斯, 贾森·L·克伦格尔 申请人:3M创新有限公司