用于抗粘涂層的底漆組合物及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于抗粘涂層的底漆組合物，其包括具有每克50-200mg的KOH酸值的聚酰胺-酰胺酸、路易斯堿、水和相對于所述組合物的總重量至少5wt％的極性非質子溶劑。根據本發明，所述組合物中PAI/所述組合物中極性非質子溶劑的重量之比至少為1.5。本發明還涉及用于制備所述組合物的方法，以及制備包括應用所述組合物的金屬基材的制品的方法。
【專利說明】用于抗粘涂層的底漆組合物及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于抗粘涂層的氟碳樹脂基底漆組合物。本發明還涉及一種用于 制備所述組合物的方法以及用于制備制品的方法，所述制品包括應用有所述組合物的金屬 基材。
【背景技術】
[0002] 用于抗粘涂層的底漆組合物通常包含溶劑型聚酰胺-酰亞胺（PAI)作為粘結樹 月旨。重極性非質子溶劑一般用作PAI基組合物中的溶劑。
[0003] 在本申請中，極性非質子溶劑指具有非零偶極矩的溶劑，其失去可能形成氫鍵的 氫。上述極性非質子溶劑的例子可以具體是NEP(N_乙基吡咯烷酮）、N_甲基-2-吡咯烷酮 (NMP)、二甲基甲酰胺（DMF)、N，N-二甲基乙酰胺（DMAC)、二甲基亞砜（DMSO)等。
[0004] 用于烹調用具的抗粘涂層的底漆組合物中的粘結樹脂，通常為含溶劑型聚酰 胺-酰亞胺（PAI)樹脂，其具有N-乙基吡咯烷酮（NEP)或N-甲基吡咯烷酮（NMP)中30% 的干提取物，其為溶劑形成的揮發性有機化合物，并被視為具有潛在毒性和危險性。
【發明內容】
[0005] 本發明的主要目的在于制造用于抗粘涂層的氟碳樹脂且PAI基底漆組合物，其包 含很少甚至不包含重極性非質子溶劑，優選不含有機溶劑。
[0006] 為了解決上述技術問題，本申請開發了用于制備含水底漆組合物的方法，其中，聚 酰胺-酰胺酸和路易斯堿的混合物在含水介質中乳化。這使得有可能極大限制了甚至不使 用任意極性非質子溶劑和/或有機溶劑來溶解PAI粘結樹脂，同時實現在制品中保留高含 量的PAI樹脂。
[0007] 因而形成了其中PAI粘合樹脂基本在水中乳化的含水底漆組合物。
[0008] 因而更具體地，本發明的目的是用于抗粘涂層的底漆組合物，其包括氟碳樹脂、具 有每克50-200mg的KOH酸值的聚酰胺-酰胺酸、路易斯堿、水和相對于所述組合物的總重 量低于5wt%的極性非質子溶劑。
[0009] 其特征在于所述組合物中聚酰胺-酰胺酸含量與所述組合物中極性非質子溶劑 含量的重量之比（或PAI/極性非質子溶劑的重量之比）至少為1. 5,優選5-9,更優選約7。 [0010] 由于底漆和中間產物仍然不在標示規定的考慮內，大于1. 5的PAI/極性非質子溶 劑的重量之比使得有可能在應用時確保良好的安全性。
[0011] 在本發明中，標示指按照標示規定，溶劑和溶劑混合物滿足的條件。這些條件由以 下文本規定：2008年12月16日，歐洲議會和理事會第1272/2008號規定（EC)及其為適應 技術進步的修改方案，如2009年1月15日的歐洲委員會的2009/2/EC指令。
[0012] 出于對人類健康的考慮，優選將例如某些有生殖毒性的溶劑保持在某些標準以下 (在本申請中，組合物中約5%的極性非質子溶劑）。當遵守這些限定標準時，所述規定及 其修改方案要求考慮中的溶劑不會造成任何真正的人類健康問題，因此其混合物不需要按 規定分類，從而允許在不嚴格的安全規定下使用，并且不需要標示混合物。因而，不需要標 示或者免除標示將表示其含量足夠低，考慮的非常嚴格限制的溶劑分類不會延及整個混合 物。
[0013] 本發明的底漆組合物不需要標示。
[0014] 高的PAI/極性非質子溶劑的重量之比（接近7)使得有可能確保應用的最大安全 性。
[0015] 在必需通過水份蒸發而促進干燥的工業條件下，更傾向于使用PAI/極性非質子 溶劑的重量之比稍微大于1. 5的底漆。
[0016] 雖然由于提供最大安全性，有可能使用甚至希望使用大于9的值，根據目前的技 術狀況，由于需要昂貴的樹脂純化（即，去除合成溶劑），其并非物有所值。
[0017] 通過提升非極性非質子溶劑的配比可以實現至少1. 5的PAI/極性非質子溶劑的 重量之比，但是代價在于對干提取物稍有損失以及揮發性有機化合物的含量相對增加。
[0018] 不需要標示的根據本發明的底漆組合物，在所有的情況下都具備高含量的提取 物，從而使得有可能在給定厚度下降低層數。
[0019] 有利地，根據本發明的底漆組合物包括相對于所述組合物的總重量低于lwt%，優 選低于0. 3wt %的極性非質子溶劑。
[0020] 所述底漆組合物隨著時間表現出更為良好的穩定性，不論是在環境溫度下或甚至 在40°C下，其粘度特性都不會隨時間改變。此外，所述組合物是沒有異味的（與溶劑基底 漆組合物相比）并且特征在于約lwt%至12wt%的低VOC(揮發性有機化合物）水平，優選 Iwt %至5wt %的很低水平，而溶劑型制品則高于15 %。
[0021] 在應用于基材上之后，特別是金屬基材之后，在約420°C的溫度下烘烤，獲得具有 對基材極佳粘結性的底漆層。
[0022] 最終，根據本發明的包括底漆組合物的抗粘涂層，其一般通過一種或更多種氟碳 樹脂基拋光層覆蓋，表現出與那些不粘涂層（其中通過單獨溶解在極性非質子溶劑或溶解 在包含至少33%所述溶劑的混合物中的PAI獲得一層或多層底漆層）等同的抗腐蝕性和抗 磨損性。
[0023] 在本發明范圍中使用（以低含量）的極性非質子溶劑，尤其可以選自NEP(N_乙基 吡咯烷酮）、N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP)、二甲基甲酰胺DMF)、N，N-二甲基乙酰胺（DMC)、 -甲基亞諷（DMSO)等。
[0024] 有利地，根據本發明的底漆組合物還可以包含相對于組合物的總重量，低于 45wt%，優選低于20wt%，甚至優選低于10wt%的非極性非質子有機溶劑。
[0025] 在本發明的范圍中使用的非極性非質子有機溶劑，尤其可以是丙二醇、丙二醇乙 酸酯、醇、芳香族化合物如二甲苯等。
[0026] 根據本發明的底漆組合物中使用的路易斯堿，尤其可以是脂肪仲胺、羥化或非羥 化、羥化伯胺、咪唑、咪唑啉和雜環仲胺。
[0027] 在本發明的范圍中，優選使用2-丁基-乙醇胺、異丙基氨基乙醇和氨基-2-乙 基-1，3-丙二醇作為路易斯堿。
[0028] 有利地，聚酰胺-酰胺酸可以包括結構式[1]的酰胺-酰胺酸單元，其中R代表二 價亞芳基自由基：
[0029]
【權利要求】
1. 一種用于抗粘涂層的底漆組合物，其至少包括氟碳樹脂、具有每克50-200mg的KOH 酸值的聚酰胺-酰胺酸、路易斯堿、水和相對于所述組合物的總重量低于5wt %的極性非質 子溶劑， 其特征在于所述組合物中聚酰胺-酰胺酸含量與所述組合物中極性非質子溶劑含量 的重量之比至少為1. 5。
2. 根據權利要求1所述的組合物，其特征在于所述組合物中聚酰胺-酰胺酸含量與所 述組合物中極性非質子溶劑含量的重量之比為5-9,更優選約7。
3. 根據權利要求1或2所述的組合物，其包括相對于所述組合物的總重量低于Iwt %， 優選低于〇. 3%的極性非質子溶劑。
4. 根據前述任一項權利要求所述的組合物，其包括相對于組合物的總重量，低于 45wt%，優選低于20wt%的非極性非質子有機溶劑。
5. 根據權利要求1至4任一項權利要求所述的組合物，其中所述路易斯堿選自脂肪仲 胺、羥化或非羥化、羥化伯胺、咪唑、咪唑啉和雜環仲胺。
6. 根據權利要求5所述的組合物，其中所述路易斯堿選自2-丁基-乙醇胺、異丙基氨 基乙醇和氛基-2-乙基_1，3_丙二醇。
7. 根據權利要求1至6任一項所述的組合物，其中所述聚酰胺-酰胺酸包括具有結構 式[1]的酰胺-酰胺酸單元，其中R代表二價亞芳基自由基：
以及結構式[2]的酰胺-酰亞胺：
所述酰胺-酰胺酸單元與所述酰胺酰胺-酰亞胺單元的摩爾比為18:1-5:1。
8. 根據權利要求1至7任一項所述的組合物，其中所述氟碳樹脂選自聚四氟乙烯 (PTFE)、四氟乙烯-全氟化丙基乙烯基醚共聚物（PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP)、 氟化聚偏二氟乙烯（PVDF)、MVA(TFE/PMVE共聚物）、TFE/PMVE/FAVE三元共聚物、ETFE及其 混合物。
9. 根據權利要求8所述的組合物，其中所述氟碳樹脂為聚四氟乙烯（PTFE)，或聚四氟 乙烯（PTFE)和四氟乙烯-全氟化丙基乙烯基醚共聚物（PFA)的混合物（PTFE/PFA)，或聚四 氟乙烯（PTFE)和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP)的混合物（PTFE/FEP)。
10. 根據權利要求1至9任一項所述的組合物，其中所述氟碳樹脂占所述底漆組合物總 干重的20wt%至98wt。
11. 根據權利要求10所述的組合物，其中所述氟碳樹脂占所述底漆組合物總干重的 50wt % 至 80wt %。
12. 根據權利要求1至11任一項所述的組合物，還包含至少一種填料。
13. 根據權利要求12所述的組合物，其中所述填料占所述底漆組合物總干重的40wt% 以下，優選5wt%至20wt%。
14. 根據權利要求12和13任一項所述的組合物，其中所述填料是二氧化硅或氧化鋁納 米顆粒的形式。
15. -種制備抗粘涂層底漆組合物的方法，其包括以下步驟： ?制備含水混合物，其包含： 〇具有每克50-200mg的KOH酸值的聚酰胺-酰胺酸，其含量如下，所述組合物中聚酰 胺-酰胺酸含量與所述組合物中極性非質子溶劑含量的重量之比至少為1. 5， 〇路易斯堿，其在所述含水混合物中含量是中和所述聚酰胺-酰胺酸的酸性基團所需 的化學計量含量的95 %至250%， 〇水,和 〇相對于所述組合物總重量低于5wt%的極性非質子溶劑； ?通過在大氣壓力下和在至少40°C，優選50-85°C，的溫度下加熱乳化所述含水混合 物； 籲然后將所述乳狀液與所述粉末形式或含水分散體形式的氟碳樹脂混合。
16. 根據權利要求15所述的方法，所述組合物中聚酰胺-酰胺酸含量與所述組合物中 極性非質子溶劑含量的重量之比為5-9,優選約7。
17. 根據權利要求15或16所述的方法，其特征在于所述乳狀液包括相對于所述組合物 的總重量低于Iwt%，優選低于0. 3wt% d的極性非質子溶劑。
18. 根據權利要求15至17任一項所述的方法，其中所述乳化在50-85°C的溫度下進 行。
19. 根據權利要求15至18任一項所述的方法，其中所述路易斯堿選自脂肪仲胺、羥化 或非輕化、輕化伯胺、咪唑、咪唑啉和雜環仲胺。
20. 根據權利要求19所述的方法，其中所述路易斯堿選自2 丁基-乙醇胺、異丙基氨基 乙醇和氛基_2_乙基_1，3_丙二醇。
21. 根據權利要求15至20任一項所述的方法，其中所述乳狀液的分散介質是水，且分 散相是液滴的形式，所述液滴的平均直徑等于或小于5 μ m。
22. 根據權利要求21所述的方法，其中所述液滴的平均直徑為20-500nm。
23. 根據權利要求22所述的方法，其中所述液滴的平均直徑等于或小于300nm。
24. 根據權利要求15至23任一項所述的方法，其中所述乳狀液包含，相對于組合物的 總重量，低于45wt %，優選低于20wt %，的非極性非質子有機溶劑。
25. 制造制品的方法，其包括以下步驟： ?提供具有兩個相對側的金屬基材； ?在所述基材的至少一側應用至少一層如權利要求1至13任一項所定義的底漆組合 物； ?在底漆組合物的所述層上應用至少一層包括至少一種氟碳樹脂的拋光組合物；之后 ?將其整體在370-430°C的溫度下烘烤。
26. 根據權利要求25所述的方法獲得的制品。
27. 根據權利要求26所述的制品組成的烹調用具，其一個側面組成內側面，用以與所 述制品內部裝載的食物相接觸，且另一個側面是外凸面，用以接觸熱源。
【文檔編號】C09D127/12GK104271692SQ201380019056
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年4月11日 優先權日:2012年4月11日
【發明者】芭芭拉·岡緹蘭, 讓-路克·佩里萊恩, 奧里萊恩·迪邦謝 申請人:Seb公司