共混ptfe组合物及用于多孔过滤基材的涂料的制作方法
共混ptfe组合物及用于多孔过滤基材的涂料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及PTFE (聚四氟乙烯）组合物，尤其涉及具有改善特性的PTFE组合物， 例如应用到多孔过滤基材的涂层中。更具体地，本发明涉及提高多孔过滤基材的除尘能力 以及过滤精度的PTFE组合物及由其得到的涂料。
[0002]
【背景技术】
[0003] 多孔过滤基材，例如多孔过滤板，广泛地应用于空气净化、水处理、生化检测、小分 子分离以及药物提出等领域，是目前的研宄热点。多孔过滤基材一般分为多孔金属过滤基 材、多孔陶瓷过滤基材以及多孔聚合物过滤基材三种，其中，多孔聚合物过滤基材因其较低 的成本以及较好的机械性能，使用范围越来越广。现有技术中，多孔聚合物过滤基材一般 基于强度较高的聚合物，例如超高分子量聚乙烯以及聚砜等，其孔径分布较宽(通常在3~ 15 μ m之间)，过滤精度也不高。为此，可在上述多孔聚合物过滤基材上施加涂料以获得涂 层，使其孔径均匀并提高过滤精度，但是对所述涂层的性能要求也非常高，其需要具有优异 的稳定性、良好的除尘效果以及与基材很强的粘合力。
[0004] 因此，非常需要通过配方以及生产工艺的改进，得到综合性能优异的涂料，以获得 很高过滤精度以及过滤效率的多孔过滤基材。
[0005]
【发明内容】
[0006] 为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种PTFE组合物，其包含： 100重量份的PTFE ; 2~20重量份的苯乙烯丙烯酸酯共聚物；以及 1~10重量份的聚乙烯蜡。
[0007] 在一种实施方式中，所述PTFE组合物中，所述PTFE的平均粒径小于5 μ m。
[0008] 在一种实施方式中，所述PTFE组合物还包含1~5重量份的磺化聚酰亚胺改性氧 化石墨稀。
[0009] 本发明的另一个方面提供一种施加到多孔过滤基材的涂料，所述涂料包含所述的 PTFE组合物。
[0010] 本发明的又另一个方面提供一种涂覆多孔过滤基材的方法，包含以下步骤： 提供多孔过滤基材； 在所述多孔过滤基材上涂覆所述PTFE组合物；和 固化所述组合物以形成涂层。
[0011] 参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
[0012]
【具体实施方式】
[0013] 参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本公 开内容。在以下说明书和权利要求书中会提及大量术语，这些术语被定义为具有以下含义。
[0014] 单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。
[0015] "任选的"或者"任一"是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述 包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
[0016] 说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体 数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相 应的，用"大约"、"约"等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近 似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可 以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
[0017] 为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种PTFE组合物，其包含： 100重量份的PTFE ; 2~20重量份的苯乙烯丙烯酸酯共聚物；以及 1~10重量份的聚乙烯蜡； 优选地，所述PTFE组合物，其包含： 100重量份的PTFE ; 4~10重量份的苯乙烯丙烯酸酯共聚物；以及 2~5重量份的聚乙烯蜡。
[0018] 本申请中的术语"PTFE"又称聚四氟乙烯，它是由天然萤石(氟化钙）矿石为基础， 经一系列化学过程制成四氟乙烯单体后，人工聚合而成的全氟化直链高分子材料。普通塑 料相比，它具有极高的相对分子量和较高的结晶度，一般情况下，结晶度为45%-75%，特殊的 可达97%以上。PTFE的热稳定性好、介电性能优异、耐化学腐蚀性佳，且具有低摩擦系数（固 体中最低）和强疏水性，被称为"塑料王"，因此非常适合用于涂覆多孔过滤基材。用于本申 请的PTFE并无特别的限定，可以为市售的或合成的。
[0019] 本申请中的术语"苯乙烯丙烯酸酯共聚物"是由苯乙烯和丙烯酸酯单体共聚得到 的，包括高分量以及低分子量的聚合物。用于本申请的PTFE并无特别的限定，可以为市售 的或实验合成的。例如可来自商业化的苯丙乳液或通过乳液聚合实验获得。
[0020] 本申请中的术语"聚乙烯蜡"又称高分子蜡简称聚乙烯蜡，因其优良的耐寒性、耐 热性、耐化学性和耐磨性而得到广泛的应用。用于本申请的聚乙烯蜡并无特别的限定，可以 为市售的产品。
[0021] 在一种实施方式中，所述PTFE的平均粒径小于5 μ m。采用平均粒径小的PTFE可 以在一定程度上提高过滤基材的精度。
[0022] 在一种实施方式中，所述PTFE包含： 至少一种平均粒径为4~5 μπι的PTFE，并且占所述组合物中PTFE的总固体重量的1 重量％至98重量％ ; 至少一种平均粒径为2~3 μπι的PTFE，并且占所述组合物中PTFE的总固体重量的1 重量％至98重量％ ;和 至少一种平均粒径为〇. 5~1 μπι的PTFE，并且占所述组合物中所有PTFE的总固体重 量的1重量％至98重量％ ; 优选地，所述PTFE包含： 至少一种平均粒径为4~5 μ m的高分子量PTFE，其数均分子量（Mn)为至少700, OOO 并 且占所述组合物中PTFE的总固体重量的30重量％至70重量％ ; 至少一种平均粒径为2~3 μ m的高分子量PTFE，其数均分子量（Mn)为至少500, 000 并 且占所述组合物中PTFE的总固体重量的20重量％至40重量％ ;和 至少一种平均粒径为〇. 5~I ym的低分子量PTFE，其第一熔融温度（Tm)为333 °C或 更低 并且占所述组合物中所有PTFE的总固体重量的10重量％至50重量％。
[0023] 申请人发现，通过三种不同平均粒径以及分子量的PTFE的共混配合，可以进一步 地提尚过滤基材的精度。
[0024] 在一种实施方式中，所述PTFE组合物还包含1~5重量份的磺化聚酰亚胺改性 氧化石墨烯。所述磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯是指通过化学接枝的方法，将一定分子量 的磺化聚酰亚胺接枝到氧化石墨烯中。所述磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯的粒径优选为 0. 05~0. 6 μ m，更优选为0. 2~0. 4 μ m。由于具有更小的尺寸，而且与粘结剂的作用力强， 因此磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯的加入可以进一步地提高过滤板材的精度。
[0025] 优选地，所述磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯由包含氨基封端磺化聚酰亚胺预聚 物、环氧硅烷偶联剂以及氧化石墨烯的原料制备得到，其具体制备方法优选为： (1) 环氧硅烷改性磺化聚酰亚胺预聚物的制备 在完全干燥的三口烧瓶中加入1摩尔的磺化二胺、间甲酚和三乙胺，在惰性气体保护 下搅拌，当磺化二胺完全溶解后，加入0. 8~0. 98摩尔的二酐和2. 0~4. 0摩尔的催化剂， 在室温下搅拌约30min后，加热至约75~85°C，反应约3. 5~4. 5h，再在约175~185°C 下，反应约3. 5~4. 5h ;反应结束后，降至室温，把溶液倒入甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反 复洗涤去除溶剂后过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约22~24h，即得氨基封端的磺化 聚酰亚胺预聚物； 在完全干燥的三口烧瓶中加入氨基封端磺化聚酰亚胺预聚物10份，环氧型硅烷偶联 剂1~30份以及适量良溶剂，在惰性气体保护下搅拌约30min后，加热至约75~85°C反应 约2h后，降至室温，把溶液倒入甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后， 于真空烘箱中约50°C下烘干约22~24h，即得环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物； (2) 磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯的制备 将步骤（1)制得的环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物10份，以及氧化石墨烯10~ 50份加入去离子水中，加适量碱调节PH至8~10,超声约30min后，在约65~75°C下搅拌 反应约80~IOOmin后，再加入适量盐酸，调节PH至1~2,质子交换约24h后，再中和该溶 液，抽滤并去除溶剂后，即得磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯； 以上物料所用份数均为重量份。
[0026] 在一种优选地实施方式中，所述磺化二胺选自4, 4' -二氨基二苯基-2, 2' -二磺 酸、4, 4' -二氨基-3, 3'-二甲基二苯甲烧-2, 2' -二横酸、4, 4' -二氨基-2, 2'，3, 3' -二 甲基二苯甲烷-2, 2' -二磺酸、4, 4' -二氨基-2, 2' -二甲基联苯-2, 2' -二磺酸、4, 4' -二 氨基_3, 3' -二甲基联苯-2, 2' -二横酸、4, 4' -二氨基联苯-3, 3' -二横酸、2, 6' -二氨 基-1，3, 5-三甲基苯磺酸、3, 5-二氨基苯磺酸、4, 4'-二氨基二苯醚-2, 2'-二磺酸、 3, 4'-二氨基二苯醚-2, 3'-二磺酸、4, 4'-二氨基-Γ'，3'' 二苯氧基苯-5''-磺酸、 3, 3' -二氨基-1' '，3' 二苯氧基苯-5' 磺酸、9, 9' -双（4-氨基苯基）芴-2, 7' -二磺酸、 4, 4'-二氨基-4''，4'''-二苯氧基联苯-3''，3'''-二磺酸、4, 4'-二氨基-4''，4'''-二苯 氧基-二苯基异丙烷-5''，5'''-二磺酸或4, 4'-二氨基-Γ'，4''-二苯氧基-苯-2''-磺 酸、2, 2'-双（4-磺酸基苯氧基）联苯二胺、3, 3'-双（4-磺酸基苯氧基）联苯二胺中任意 一种；优选地，所述磺化二胺为侧链型，且选自9,9'_双（4-氨基苯基）芴-2, 7'-二磺酸、 2, 2' -双（4-磺酸基苯氧基）联苯二胺、3, 3' -双（4-磺酸基苯氧基）联苯二胺中任意一 种；更优选地，所述磺化二胺为3, 3' -双（4-磺酸基苯氧基）联苯二胺。
[0027] 在一种优选地实施方式中，所述二酐为1，4,5,8_萘四甲酸二酐。
[0028] 在一种优选地实施方式中，所述氧化石墨烯为网状，网状氧化石墨烯的使用可以 进一步提高对灰尘的阻隔能力，因此可以提供本发明的有益技术效果。
[0029] 在一种优选地实施方式中，所述网状氧化石墨烯中的碳及氢之外的元素的比例为 15at%~40at% ;优选地，所述网状氧化石墨烯中的碳及氢之外的元素的比例为17at%~ 30at% ;更优选地，所述网状氧化石墨烯中的碳及氢之外的元素的比例为18at%~25at%。
[0030] 本发明的另一个方面提供一种施加到多孔过滤基材的涂料，所述涂料包含所述的 PTFE组合物。
[0031] 本发明的又另一个方面提供一种涂覆多孔过滤基材的方法，包含以下步骤： 提供多孔过滤基材； 在所述多孔过滤基材上涂覆所述的PTFE组合物；和 固化所述组合物以形成涂层。
[0032] 优选地，所述涂覆多孔过滤基材的方法中，固化在真空条件下进行。
[0033] 申请人发现，在真空条件下，有利于提高涂层的固化程度，增加粘结力并有利于提 高过滤精度，因此可以提供本发明的有益技术效果。
[0034] 下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用 于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员 根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
[0035] 另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，且以下物料所用份数均为重量 份。
[0036] Al :PTFE (数均分子量为800, 000,平均粒径为8 μ m) A2 :PTFE (数均分子量为850, 000,平均粒径为5 μ m) A3 :PTFE (数均分子量为580, 000,平均粒径为3 μ m) A4 :PTFE (第一熔融温度为333°C，平均粒径为1 μπι) Α5 :PTFE (第一熔融温度为330°C，平均粒径为0. 5 μ m) BI :苯丙乳液(按苯丙乳液的总重量计，苯乙烯丙烯酸酯共聚物的含量为40重量％) Cl:聚乙稀赌 Dl :磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯，其制备方法为： (1) 环氧硅烷改性磺化聚酰亚胺预聚物的制备 在完全干燥的三口烧瓶中加入1摩尔的4, 4' -二氨基二苯基-2, 2' -二磺酸、20摩尔 的间甲酚和2. 2摩尔的三乙胺，在惰性气体保护下搅拌，当磺化二胺完全溶解后，加入0. 8 摩尔的1，4, 5, 8-萘四甲酸二酐和4. 0摩尔的苯甲酸，在室温下搅拌约30min后，加热至约 85°C，反应约4. 5h，再在约185°C下，反应约4. 5h ;反应结束后，降至室温，把溶液倒入甲醇 中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约22h， 即得氨基封端的磺化聚酰亚胺预聚物； 在完全干燥的三口烧瓶中加入上述氨基封端磺化聚酰亚胺预聚物10份，环氧型硅烷 偶联剂KH-560 15份以及二甲基亚砜100份，在惰性气体保护下搅拌约30min后，加热至约 80°C反应约2h后，降至室温，把溶液倒入甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后 过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约24h，即得环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物； (2) 磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯的制备 将步骤（1)制得的环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物10份，以及网状氧化石墨烯 (碳及氢之外的元素的比例为15at%) 30份加入去离子水中，加适量碱调节PH至9,超声约 30min后，在约75°C下搅拌反应约IOOmin后，再加入适量盐酸，调节PH至2,质子交换约24h 后，再中和该溶液，抽滤并去除溶剂后，即得磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯； 以上物料所用份数均为重量份。
[0037] D2 :磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯，其制备方法为： (1) 环氧硅烷改性磺化聚酰亚胺预聚物的制备 在完全干燥的三口烧瓶中加入1摩尔的9, 9' -双（4-氨基苯基）芴-2, 7' -二磺酸、20 摩尔的间甲酚和2. 2摩尔的三乙胺，在惰性气体保护下搅拌，当磺化二胺完全溶解后，加入 0. 9摩尔的1，4, 5, 8-萘四甲酸二酐和4. 0摩尔的苯甲酸，在室温下搅拌约30min后，加热 至约85°C，反应约4. 5h，再在约185°C下，反应约4. 5h ;反应结束后，降至室温，把溶液倒入 甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约 22h，即得氨基封端的磺化聚酰亚胺预聚物； 在完全干燥的三口烧瓶中加入上述氨基封端磺化聚酰亚胺预聚物10份，环氧型硅烷 偶联剂KH-560 15份以及二甲基亚砜100份，在惰性气体保护下搅拌约30min后，加热至约 80°C反应约2h后，降至室温，把溶液倒入甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后 过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约24h，即得环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物； (2) 磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯的制备 将步骤（1)制得的环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物10份，以及网状氧化石墨烯 (碳及氢之外的元素的比例为17at%) 30份加入去离子水中，加适量碱调节PH至9,超声约 30min后，在约75°C下搅拌反应约IOOmin后，再加入适量盐酸，调节PH至2,质子交换约24h 后，再中和该溶液，抽滤并去除溶剂后，即得磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯； 以上物料所用份数均为重量份。
[0038] D3 :磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯，其制备方法为： (1)环氧硅烷改性磺化聚酰亚胺预聚物的制备 在完全干燥的三口烧瓶中加入1摩尔的9, 9' -双（4-氨基苯基）芴-2, 7' -二磺酸、20 摩尔的间甲酚和2. 2摩尔的三乙胺，在惰性气体保护下搅拌，当磺化二胺完全溶解后，加入 ο. 98摩尔的1，4, 5, 8-萘四甲酸二酐和4. O摩尔的苯甲酸，在室温下搅拌约30min后，加热 至约85°C，反应约4. 5h，再在约185°C下，反应约4. 5h ;反应结束后，降至室温，把溶液倒入 甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约 22h，即得氨基封端的磺化聚酰亚胺预聚物； 在完全干燥的三口烧瓶中加入上述氨基封端磺化聚酰亚胺预聚物10份，环氧型硅烷 偶联剂KH-560 15份以及二甲基亚砜100份，在惰性气体保护下搅拌约30min后，加热至约 80°C反应约2h后，降至室温，把溶液倒入甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后 过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约24h，即得环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物； (2)磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯的制备 将步骤（1)制得的环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物10份，以及网状氧化石墨烯 (碳及氢之外的元素的比例为30at%) 30份加入去离子水中，加适量碱调节PH至9,超声约 30min后，在约75°C下搅拌反应约IOOmin后，再加入适量盐酸，调节PH至2,质子交换约24h 后，再中和该溶液，抽滤并去除溶剂后，即得磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯； 以上物料所用份数均为重量份。
[0039] D4 :磺化聚酰亚胺改性氧化石墨稀，其制备方法为： (1) 环氧硅烷改性磺化聚酰亚胺预聚物的制备 在完全干燥的三口烧瓶中加入1摩尔的3, 3'-双（4-磺酸基苯氧基）联苯二胺、20摩尔 的间甲酚和2. 2摩尔的三乙胺，在惰性气体保护下搅拌，当磺化二胺完全溶解后，加入0. 9 摩尔的1，4, 5, 8-萘四甲酸二酐和4. 0摩尔的苯甲酸，在室温下搅拌约30min后，加热至约 85°C，反应约4. 5h，再在约185°C下，反应约4. 5h ;反应结束后，降至室温，把溶液倒入甲醇 中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约22h， 即得氨基封端的磺化聚酰亚胺预聚物； 在完全干燥的三口烧瓶中加入上述氨基封端磺化聚酰亚胺预聚物10份，环氧型硅烷 偶联剂KH-560 15份以及二甲基亚砜100份，在惰性气体保护下搅拌约30min后，加热至约 80°C反应约2h后，降至室温，把溶液倒入甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后 过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约24h，即得环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物； (2) 磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯的制备 将步骤（1)制 得的环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物10份，以及网状氧化石墨烯 (碳及氢之外的元素的比例为20at%) 30份加入去离子水中，加适量碱调节PH至9,超声约 30min后，在约75°C下搅拌反应约IOOmin后，再加入适量盐酸，调节PH至2,质子交换约24h 后，再中和该溶液，抽滤并去除溶剂后，即得磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯； 以上物料所用份数均为重量份。
[0040] El :氧化石墨烯(碳及氢之外的元素的比例为20at%) 实施例1 (1)取100重量份的Al、5重量份的Bl以及1重量份的Cl放置于分散设备中，开动搅 拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0041] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0042] 实施例2 (1)取100重量份的A2、50重量份的BI以及10重量份的Cl放置于分散设备中，开动 搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。 [0043] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0044] 实施例3 (1)取70重量份的A3、20重量份的A4、10重量份的A5、25重量份的Bl以及8重量份 的Cl放置于分散设备中，开动搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C搅拌约4h，出 料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0045] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0046] 实施例4 (1)取60重量份的A3、30重量份的A4、10重量份的A5、25重量份的Bl、8重量份的Cl 以及1重量份的Dl放置于分散设备中，开动搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C 搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0047] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0048] 实施例5 (1)取60重量份的A3、30重量份的A4、10重量份的A5、25重量份的Bl、8重量份的Cl 以及5重量份的D2放置于分散设备中，开动搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C 搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0049] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0050] 实施例6 (1)取60重量份的A3、30重量份的A4、10重量份的A5、25重量份的Bl、8重量份的Cl 以及3重量份的D3放置于分散设备中，开动搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C 搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0051] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0052] 实施例7 (1)取60重量份的A3、30重量份的A4、10重量份的A5、25重量份的Bl、8重量份的Cl 以及3重量份的D4放置于分散设备中，开动搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C 搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0053] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0054] 实施例8 (1)取60重量份的A3、30重量份的A4、10重量份的A5、25重量份的Bl、8重量份的Cl 以及3重量份的E4放置于分散设备中，开动搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C 搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0055] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0056] 实施例9 (1)取70重量份的A3、20重量份的A4、10重量份的A5、25重量份的Bl、8重量份的Cl 以及3重量份的D4放置于分散设备中，开动搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C 搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0057] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0058] 实施例10 (1)取70重量份的A3、20重量份的A4、10重量份的A5、25重量份的Bl、8重量份的Cl 以及3重量份的D4放置于分散设备中，开动搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C 搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0059] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后真空固化所述组合物以形成涂层。
[0060] 测试方法 过滤精度：按照绝对精度计算。
[0061] 测试结果见表1。
[0062] 表 1
以上数据可以看出，使用本申请制备的含有PTFE组合物的涂料，可以在过滤基材上形 成良好的涂层，所述涂层具有很强的粘结力并且可以有效提高过滤基材的过滤精度，因此 提供了本发明的有益技术效果。
[0063] 前述的实例仅是说明性的，用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求 旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例 的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明 的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未 被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的 权利要求覆盖。
【主权项】
1. 一种PTFE组合物，其包含： 100重量份的PTFE; 2~20重量份的苯乙烯丙烯酸酯共聚物；以及 1~10重量份的聚乙烯蜡。2. 权利要求1的PTFE组合物，其包含： 100重量份的PTFE; 4~10重量份的苯乙烯丙烯酸酯共聚物；以及 2~5重量份的聚乙烯蜡。3. 权利要求1的PTFE组合物，其中所述PTFE的平均粒径小于5ym。4. 权利要求3的PTFE组合物，其中所述PTFE包含： 至少一种平均粒径为4~5ym的PTFE，并且占所述组合物中PTFE的总固体重量的1 重量％至98重量％ ; 至少一种平均粒径为2~3ym的PTFE，并且占所述组合物中PTFE的总固体重量的1 重量％至98重量％ ;和 至少一种平均粒径为〇. 5~Iym的PTFE，并且占所述组合物中所有PTFE的总固体重 量的1重量％至98重量％。5. 权利要求4的PTFE组合物，其中所述PTFE包含： 至少一种平均粒径为4~5ym的高分子量PTFE，其数均分子量（Mn)为至少700, 000 并 且占所述组合物中PTFE的总固体重量的30重量％至70重量％ ; 至少一种平均粒径为2~3ym的高分子量PTFE，其数均分子量（Mn)为至少500, 000 并 且占所述组合物中PTFE的总固体重量的20重量％至40重量％ ;和 至少一种平均粒径为〇. 5~Iym的低分子量PTFE，其第一熔融温度（Tm)为333 °C或 更低 并且占所述组合物中所有PTFE的总固体重量的10重量％至50重量％。6. 权利要求1~5任一项的PTFE组合物，其还包含1~5重量份的磺化聚酰亚胺改性 氧化石墨烯。7. 权利要求6的PTFE组合物，其中所述磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯由包含氨基封端 磺化聚酰亚胺预聚物、环氧硅烷偶联剂以及氧化石墨烯的原料制备得到。8. 权利要求7的PTFE组合物，其中所述氨基封端磺化聚酰亚胺预聚物由包含摩尔比为 1 : (0. 8~0. 98)的磺化二胺和二酐的原料制备得到。9. 一种施加到多孔过滤基材的涂料，所述涂料包含权利要求1~8任一项的PTFE组合 物。10. -种涂覆多孔过滤基材的方法，包含以下步骤： 提供多孔过滤基材； 在所述多孔过滤基材上涂覆权利要求1~8任一项的PTFE组合物；和 固化所述组合物以形成涂层。
【专利摘要】本发明涉及一种PTFE组合物，其包含PTFE、苯乙烯丙烯酸酯共聚物以及聚乙烯蜡。本发明的PTFE组合物还可包含磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯。本发明还涉及一种含有所述PTFE组合物的可施加到多孔过滤基材的涂料，以及一种使用所述的PTFE组合物涂覆多孔过滤基材的方法。
【IPC分类】C09D123/06, C08G73/10, C09D7/12, C09D127/18, C09D125/14
【公开号】CN104893449
【申请号】CN201510278466
【发明人】张勇
【申请人】上海超高工程塑料有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月28日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及PTFE (聚四氟乙烯）组合物，尤其涉及具有改善特性的PTFE组合物， 例如应用到多孔过滤基材的涂层中。更具体地，本发明涉及提高多孔过滤基材的除尘能力 以及过滤精度的PTFE组合物及由其得到的涂料。
[0002]
【背景技术】
[0003] 多孔过滤基材，例如多孔过滤板，广泛地应用于空气净化、水处理、生化检测、小分 子分离以及药物提出等领域，是目前的研宄热点。多孔过滤基材一般分为多孔金属过滤基 材、多孔陶瓷过滤基材以及多孔聚合物过滤基材三种，其中，多孔聚合物过滤基材因其较低 的成本以及较好的机械性能，使用范围越来越广。现有技术中，多孔聚合物过滤基材一般 基于强度较高的聚合物，例如超高分子量聚乙烯以及聚砜等，其孔径分布较宽(通常在3~ 15 μ m之间)，过滤精度也不高。为此，可在上述多孔聚合物过滤基材上施加涂料以获得涂 层，使其孔径均匀并提高过滤精度，但是对所述涂层的性能要求也非常高，其需要具有优异 的稳定性、良好的除尘效果以及与基材很强的粘合力。
[0004] 因此，非常需要通过配方以及生产工艺的改进，得到综合性能优异的涂料，以获得 很高过滤精度以及过滤效率的多孔过滤基材。
[0005]
【发明内容】
[0006] 为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种PTFE组合物，其包含： 100重量份的PTFE ; 2~20重量份的苯乙烯丙烯酸酯共聚物；以及 1~10重量份的聚乙烯蜡。
[0007] 在一种实施方式中，所述PTFE组合物中，所述PTFE的平均粒径小于5 μ m。
[0008] 在一种实施方式中，所述PTFE组合物还包含1~5重量份的磺化聚酰亚胺改性氧 化石墨稀。
[0009] 本发明的另一个方面提供一种施加到多孔过滤基材的涂料，所述涂料包含所述的 PTFE组合物。
[0010] 本发明的又另一个方面提供一种涂覆多孔过滤基材的方法，包含以下步骤： 提供多孔过滤基材； 在所述多孔过滤基材上涂覆所述PTFE组合物；和 固化所述组合物以形成涂层。
[0011] 参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
[0012]
【具体实施方式】
[0013] 参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本公 开内容。在以下说明书和权利要求书中会提及大量术语，这些术语被定义为具有以下含义。
[0014] 单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。
[0015] "任选的"或者"任一"是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述 包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
[0016] 说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体 数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相 应的，用"大约"、"约"等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近 似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可 以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
[0017] 为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种PTFE组合物，其包含： 100重量份的PTFE ; 2~20重量份的苯乙烯丙烯酸酯共聚物；以及 1~10重量份的聚乙烯蜡； 优选地，所述PTFE组合物，其包含： 100重量份的PTFE ; 4~10重量份的苯乙烯丙烯酸酯共聚物；以及 2~5重量份的聚乙烯蜡。
[0018] 本申请中的术语"PTFE"又称聚四氟乙烯，它是由天然萤石(氟化钙）矿石为基础， 经一系列化学过程制成四氟乙烯单体后，人工聚合而成的全氟化直链高分子材料。普通塑 料相比，它具有极高的相对分子量和较高的结晶度，一般情况下，结晶度为45%-75%，特殊的 可达97%以上。PTFE的热稳定性好、介电性能优异、耐化学腐蚀性佳，且具有低摩擦系数（固 体中最低）和强疏水性，被称为"塑料王"，因此非常适合用于涂覆多孔过滤基材。用于本申 请的PTFE并无特别的限定，可以为市售的或合成的。
[0019] 本申请中的术语"苯乙烯丙烯酸酯共聚物"是由苯乙烯和丙烯酸酯单体共聚得到 的，包括高分量以及低分子量的聚合物。用于本申请的PTFE并无特别的限定，可以为市售 的或实验合成的。例如可来自商业化的苯丙乳液或通过乳液聚合实验获得。
[0020] 本申请中的术语"聚乙烯蜡"又称高分子蜡简称聚乙烯蜡，因其优良的耐寒性、耐 热性、耐化学性和耐磨性而得到广泛的应用。用于本申请的聚乙烯蜡并无特别的限定，可以 为市售的产品。
[0021] 在一种实施方式中，所述PTFE的平均粒径小于5 μ m。采用平均粒径小的PTFE可 以在一定程度上提高过滤基材的精度。
[0022] 在一种实施方式中，所述PTFE包含： 至少一种平均粒径为4~5 μπι的PTFE，并且占所述组合物中PTFE的总固体重量的1 重量％至98重量％ ; 至少一种平均粒径为2~3 μπι的PTFE，并且占所述组合物中PTFE的总固体重量的1 重量％至98重量％ ;和 至少一种平均粒径为〇. 5~1 μπι的PTFE，并且占所述组合物中所有PTFE的总固体重 量的1重量％至98重量％ ; 优选地，所述PTFE包含： 至少一种平均粒径为4~5 μ m的高分子量PTFE，其数均分子量（Mn)为至少700, OOO 并 且占所述组合物中PTFE的总固体重量的30重量％至70重量％ ; 至少一种平均粒径为2~3 μ m的高分子量PTFE，其数均分子量（Mn)为至少500, 000 并 且占所述组合物中PTFE的总固体重量的20重量％至40重量％ ;和 至少一种平均粒径为〇. 5~I ym的低分子量PTFE，其第一熔融温度（Tm)为333 °C或 更低 并且占所述组合物中所有PTFE的总固体重量的10重量％至50重量％。
[0023] 申请人发现，通过三种不同平均粒径以及分子量的PTFE的共混配合，可以进一步 地提尚过滤基材的精度。
[0024] 在一种实施方式中，所述PTFE组合物还包含1~5重量份的磺化聚酰亚胺改性 氧化石墨烯。所述磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯是指通过化学接枝的方法，将一定分子量 的磺化聚酰亚胺接枝到氧化石墨烯中。所述磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯的粒径优选为 0. 05~0. 6 μ m，更优选为0. 2~0. 4 μ m。由于具有更小的尺寸，而且与粘结剂的作用力强， 因此磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯的加入可以进一步地提高过滤板材的精度。
[0025] 优选地，所述磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯由包含氨基封端磺化聚酰亚胺预聚 物、环氧硅烷偶联剂以及氧化石墨烯的原料制备得到，其具体制备方法优选为： (1) 环氧硅烷改性磺化聚酰亚胺预聚物的制备 在完全干燥的三口烧瓶中加入1摩尔的磺化二胺、间甲酚和三乙胺，在惰性气体保护 下搅拌，当磺化二胺完全溶解后，加入0. 8~0. 98摩尔的二酐和2. 0~4. 0摩尔的催化剂， 在室温下搅拌约30min后，加热至约75~85°C，反应约3. 5~4. 5h，再在约175~185°C 下，反应约3. 5~4. 5h ;反应结束后，降至室温，把溶液倒入甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反 复洗涤去除溶剂后过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约22~24h，即得氨基封端的磺化 聚酰亚胺预聚物； 在完全干燥的三口烧瓶中加入氨基封端磺化聚酰亚胺预聚物10份，环氧型硅烷偶联 剂1~30份以及适量良溶剂，在惰性气体保护下搅拌约30min后，加热至约75~85°C反应 约2h后，降至室温，把溶液倒入甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后， 于真空烘箱中约50°C下烘干约22~24h，即得环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物； (2) 磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯的制备 将步骤（1)制得的环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物10份，以及氧化石墨烯10~ 50份加入去离子水中，加适量碱调节PH至8~10,超声约30min后，在约65~75°C下搅拌 反应约80~IOOmin后，再加入适量盐酸，调节PH至1~2,质子交换约24h后，再中和该溶 液，抽滤并去除溶剂后，即得磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯； 以上物料所用份数均为重量份。
[0026] 在一种优选地实施方式中，所述磺化二胺选自4, 4' -二氨基二苯基-2, 2' -二磺 酸、4, 4' -二氨基-3, 3'-二甲基二苯甲烧-2, 2' -二横酸、4, 4' -二氨基-2, 2'，3, 3' -二 甲基二苯甲烷-2, 2' -二磺酸、4, 4' -二氨基-2, 2' -二甲基联苯-2, 2' -二磺酸、4, 4' -二 氨基_3, 3' -二甲基联苯-2, 2' -二横酸、4, 4' -二氨基联苯-3, 3' -二横酸、2, 6' -二氨 基-1，3, 5-三甲基苯磺酸、3, 5-二氨基苯磺酸、4, 4'-二氨基二苯醚-2, 2'-二磺酸、 3, 4'-二氨基二苯醚-2, 3'-二磺酸、4, 4'-二氨基-Γ'，3'' 二苯氧基苯-5''-磺酸、 3, 3' -二氨基-1' '，3' 二苯氧基苯-5' 磺酸、9, 9' -双（4-氨基苯基）芴-2, 7' -二磺酸、 4, 4'-二氨基-4''，4'''-二苯氧基联苯-3''，3'''-二磺酸、4, 4'-二氨基-4''，4'''-二苯 氧基-二苯基异丙烷-5''，5'''-二磺酸或4, 4'-二氨基-Γ'，4''-二苯氧基-苯-2''-磺 酸、2, 2'-双（4-磺酸基苯氧基）联苯二胺、3, 3'-双（4-磺酸基苯氧基）联苯二胺中任意 一种；优选地，所述磺化二胺为侧链型，且选自9,9'_双（4-氨基苯基）芴-2, 7'-二磺酸、 2, 2' -双（4-磺酸基苯氧基）联苯二胺、3, 3' -双（4-磺酸基苯氧基）联苯二胺中任意一 种；更优选地，所述磺化二胺为3, 3' -双（4-磺酸基苯氧基）联苯二胺。
[0027] 在一种优选地实施方式中，所述二酐为1，4,5,8_萘四甲酸二酐。
[0028] 在一种优选地实施方式中，所述氧化石墨烯为网状，网状氧化石墨烯的使用可以 进一步提高对灰尘的阻隔能力，因此可以提供本发明的有益技术效果。
[0029] 在一种优选地实施方式中，所述网状氧化石墨烯中的碳及氢之外的元素的比例为 15at%~40at% ;优选地，所述网状氧化石墨烯中的碳及氢之外的元素的比例为17at%~ 30at% ;更优选地，所述网状氧化石墨烯中的碳及氢之外的元素的比例为18at%~25at%。
[0030] 本发明的另一个方面提供一种施加到多孔过滤基材的涂料，所述涂料包含所述的 PTFE组合物。
[0031] 本发明的又另一个方面提供一种涂覆多孔过滤基材的方法，包含以下步骤： 提供多孔过滤基材； 在所述多孔过滤基材上涂覆所述的PTFE组合物；和 固化所述组合物以形成涂层。
[0032] 优选地，所述涂覆多孔过滤基材的方法中，固化在真空条件下进行。
[0033] 申请人发现，在真空条件下，有利于提高涂层的固化程度，增加粘结力并有利于提 高过滤精度，因此可以提供本发明的有益技术效果。
[0034] 下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用 于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员 根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
[0035] 另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，且以下物料所用份数均为重量 份。
[0036] Al :PTFE (数均分子量为800, 000,平均粒径为8 μ m) A2 :PTFE (数均分子量为850, 000,平均粒径为5 μ m) A3 :PTFE (数均分子量为580, 000,平均粒径为3 μ m) A4 :PTFE (第一熔融温度为333°C，平均粒径为1 μπι) Α5 :PTFE (第一熔融温度为330°C，平均粒径为0. 5 μ m) BI :苯丙乳液(按苯丙乳液的总重量计，苯乙烯丙烯酸酯共聚物的含量为40重量％) Cl:聚乙稀赌 Dl :磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯，其制备方法为： (1) 环氧硅烷改性磺化聚酰亚胺预聚物的制备 在完全干燥的三口烧瓶中加入1摩尔的4, 4' -二氨基二苯基-2, 2' -二磺酸、20摩尔 的间甲酚和2. 2摩尔的三乙胺，在惰性气体保护下搅拌，当磺化二胺完全溶解后，加入0. 8 摩尔的1，4, 5, 8-萘四甲酸二酐和4. 0摩尔的苯甲酸，在室温下搅拌约30min后，加热至约 85°C，反应约4. 5h，再在约185°C下，反应约4. 5h ;反应结束后，降至室温，把溶液倒入甲醇 中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约22h， 即得氨基封端的磺化聚酰亚胺预聚物； 在完全干燥的三口烧瓶中加入上述氨基封端磺化聚酰亚胺预聚物10份，环氧型硅烷 偶联剂KH-560 15份以及二甲基亚砜100份，在惰性气体保护下搅拌约30min后，加热至约 80°C反应约2h后，降至室温，把溶液倒入甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后 过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约24h，即得环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物； (2) 磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯的制备 将步骤（1)制得的环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物10份，以及网状氧化石墨烯 (碳及氢之外的元素的比例为15at%) 30份加入去离子水中，加适量碱调节PH至9,超声约 30min后，在约75°C下搅拌反应约IOOmin后，再加入适量盐酸，调节PH至2,质子交换约24h 后，再中和该溶液，抽滤并去除溶剂后，即得磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯； 以上物料所用份数均为重量份。
[0037] D2 :磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯，其制备方法为： (1) 环氧硅烷改性磺化聚酰亚胺预聚物的制备 在完全干燥的三口烧瓶中加入1摩尔的9, 9' -双（4-氨基苯基）芴-2, 7' -二磺酸、20 摩尔的间甲酚和2. 2摩尔的三乙胺，在惰性气体保护下搅拌，当磺化二胺完全溶解后，加入 0. 9摩尔的1，4, 5, 8-萘四甲酸二酐和4. 0摩尔的苯甲酸，在室温下搅拌约30min后，加热 至约85°C，反应约4. 5h，再在约185°C下，反应约4. 5h ;反应结束后，降至室温，把溶液倒入 甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约 22h，即得氨基封端的磺化聚酰亚胺预聚物； 在完全干燥的三口烧瓶中加入上述氨基封端磺化聚酰亚胺预聚物10份，环氧型硅烷 偶联剂KH-560 15份以及二甲基亚砜100份，在惰性气体保护下搅拌约30min后，加热至约 80°C反应约2h后，降至室温，把溶液倒入甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后 过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约24h，即得环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物； (2) 磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯的制备 将步骤（1)制得的环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物10份，以及网状氧化石墨烯 (碳及氢之外的元素的比例为17at%) 30份加入去离子水中，加适量碱调节PH至9,超声约 30min后，在约75°C下搅拌反应约IOOmin后，再加入适量盐酸，调节PH至2,质子交换约24h 后，再中和该溶液，抽滤并去除溶剂后，即得磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯； 以上物料所用份数均为重量份。
[0038] D3 :磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯，其制备方法为： (1)环氧硅烷改性磺化聚酰亚胺预聚物的制备 在完全干燥的三口烧瓶中加入1摩尔的9, 9' -双（4-氨基苯基）芴-2, 7' -二磺酸、20 摩尔的间甲酚和2. 2摩尔的三乙胺，在惰性气体保护下搅拌，当磺化二胺完全溶解后，加入 ο. 98摩尔的1，4, 5, 8-萘四甲酸二酐和4. O摩尔的苯甲酸，在室温下搅拌约30min后，加热 至约85°C，反应约4. 5h，再在约185°C下，反应约4. 5h ;反应结束后，降至室温，把溶液倒入 甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约 22h，即得氨基封端的磺化聚酰亚胺预聚物； 在完全干燥的三口烧瓶中加入上述氨基封端磺化聚酰亚胺预聚物10份，环氧型硅烷 偶联剂KH-560 15份以及二甲基亚砜100份，在惰性气体保护下搅拌约30min后，加热至约 80°C反应约2h后，降至室温，把溶液倒入甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后 过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约24h，即得环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物； (2)磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯的制备 将步骤（1)制得的环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物10份，以及网状氧化石墨烯 (碳及氢之外的元素的比例为30at%) 30份加入去离子水中，加适量碱调节PH至9,超声约 30min后，在约75°C下搅拌反应约IOOmin后，再加入适量盐酸，调节PH至2,质子交换约24h 后，再中和该溶液，抽滤并去除溶剂后，即得磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯； 以上物料所用份数均为重量份。
[0039] D4 :磺化聚酰亚胺改性氧化石墨稀，其制备方法为： (1) 环氧硅烷改性磺化聚酰亚胺预聚物的制备 在完全干燥的三口烧瓶中加入1摩尔的3, 3'-双（4-磺酸基苯氧基）联苯二胺、20摩尔 的间甲酚和2. 2摩尔的三乙胺，在惰性气体保护下搅拌，当磺化二胺完全溶解后，加入0. 9 摩尔的1，4, 5, 8-萘四甲酸二酐和4. 0摩尔的苯甲酸，在室温下搅拌约30min后，加热至约 85°C，反应约4. 5h，再在约185°C下，反应约4. 5h ;反应结束后，降至室温，把溶液倒入甲醇 中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约22h， 即得氨基封端的磺化聚酰亚胺预聚物； 在完全干燥的三口烧瓶中加入上述氨基封端磺化聚酰亚胺预聚物10份，环氧型硅烷 偶联剂KH-560 15份以及二甲基亚砜100份，在惰性气体保护下搅拌约30min后，加热至约 80°C反应约2h后，降至室温，把溶液倒入甲醇中，有沉淀析出；用甲醇反复洗涤去除溶剂后 过滤后，于真空烘箱中约50°C下烘干约24h，即得环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物； (2) 磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯的制备 将步骤（1)制 得的环氧硅烷改性的磺化聚酰亚胺预聚物10份，以及网状氧化石墨烯 (碳及氢之外的元素的比例为20at%) 30份加入去离子水中，加适量碱调节PH至9,超声约 30min后，在约75°C下搅拌反应约IOOmin后，再加入适量盐酸，调节PH至2,质子交换约24h 后，再中和该溶液，抽滤并去除溶剂后，即得磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯； 以上物料所用份数均为重量份。
[0040] El :氧化石墨烯(碳及氢之外的元素的比例为20at%) 实施例1 (1)取100重量份的Al、5重量份的Bl以及1重量份的Cl放置于分散设备中，开动搅 拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0041] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0042] 实施例2 (1)取100重量份的A2、50重量份的BI以及10重量份的Cl放置于分散设备中，开动 搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。 [0043] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0044] 实施例3 (1)取70重量份的A3、20重量份的A4、10重量份的A5、25重量份的Bl以及8重量份 的Cl放置于分散设备中，开动搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C搅拌约4h，出 料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0045] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0046] 实施例4 (1)取60重量份的A3、30重量份的A4、10重量份的A5、25重量份的Bl、8重量份的Cl 以及1重量份的Dl放置于分散设备中，开动搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C 搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0047] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0048] 实施例5 (1)取60重量份的A3、30重量份的A4、10重量份的A5、25重量份的Bl、8重量份的Cl 以及5重量份的D2放置于分散设备中，开动搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C 搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0049] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0050] 实施例6 (1)取60重量份的A3、30重量份的A4、10重量份的A5、25重量份的Bl、8重量份的Cl 以及3重量份的D3放置于分散设备中，开动搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C 搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0051] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0052] 实施例7 (1)取60重量份的A3、30重量份的A4、10重量份的A5、25重量份的Bl、8重量份的Cl 以及3重量份的D4放置于分散设备中，开动搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C 搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0053] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0054] 实施例8 (1)取60重量份的A3、30重量份的A4、10重量份的A5、25重量份的Bl、8重量份的Cl 以及3重量份的E4放置于分散设备中，开动搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C 搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0055] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0056] 实施例9 (1)取70重量份的A3、20重量份的A4、10重量份的A5、25重量份的Bl、8重量份的Cl 以及3重量份的D4放置于分散设备中，开动搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C 搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0057] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后固化所述组合物以形成涂层。
[0058] 实施例10 (1)取70重量份的A3、20重量份的A4、10重量份的A5、25重量份的Bl、8重量份的Cl 以及3重量份的D4放置于分散设备中，开动搅拌，搅拌速度设置800r/min，升温至约40°C 搅拌约4h，出料，得到多孔过滤基材用涂料。
[0059] (2)提供超高分子量聚乙烯多孔过滤基材，并在所述多孔过滤基材上涂覆所述的 PTFE组合物，然后真空固化所述组合物以形成涂层。
[0060] 测试方法 过滤精度：按照绝对精度计算。
[0061] 测试结果见表1。
[0062] 表 1
以上数据可以看出，使用本申请制备的含有PTFE组合物的涂料，可以在过滤基材上形 成良好的涂层，所述涂层具有很强的粘结力并且可以有效提高过滤基材的过滤精度，因此 提供了本发明的有益技术效果。
[0063] 前述的实例仅是说明性的，用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求 旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例 的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明 的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未 被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的 权利要求覆盖。
【主权项】
1. 一种PTFE组合物，其包含： 100重量份的PTFE; 2~20重量份的苯乙烯丙烯酸酯共聚物；以及 1~10重量份的聚乙烯蜡。2. 权利要求1的PTFE组合物，其包含： 100重量份的PTFE; 4~10重量份的苯乙烯丙烯酸酯共聚物；以及 2~5重量份的聚乙烯蜡。3. 权利要求1的PTFE组合物，其中所述PTFE的平均粒径小于5ym。4. 权利要求3的PTFE组合物，其中所述PTFE包含： 至少一种平均粒径为4~5ym的PTFE，并且占所述组合物中PTFE的总固体重量的1 重量％至98重量％ ; 至少一种平均粒径为2~3ym的PTFE，并且占所述组合物中PTFE的总固体重量的1 重量％至98重量％ ;和 至少一种平均粒径为〇. 5~Iym的PTFE，并且占所述组合物中所有PTFE的总固体重 量的1重量％至98重量％。5. 权利要求4的PTFE组合物，其中所述PTFE包含： 至少一种平均粒径为4~5ym的高分子量PTFE，其数均分子量（Mn)为至少700, 000 并 且占所述组合物中PTFE的总固体重量的30重量％至70重量％ ; 至少一种平均粒径为2~3ym的高分子量PTFE，其数均分子量（Mn)为至少500, 000 并 且占所述组合物中PTFE的总固体重量的20重量％至40重量％ ;和 至少一种平均粒径为〇. 5~Iym的低分子量PTFE，其第一熔融温度（Tm)为333 °C或 更低 并且占所述组合物中所有PTFE的总固体重量的10重量％至50重量％。6. 权利要求1~5任一项的PTFE组合物，其还包含1~5重量份的磺化聚酰亚胺改性 氧化石墨烯。7. 权利要求6的PTFE组合物，其中所述磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯由包含氨基封端 磺化聚酰亚胺预聚物、环氧硅烷偶联剂以及氧化石墨烯的原料制备得到。8. 权利要求7的PTFE组合物，其中所述氨基封端磺化聚酰亚胺预聚物由包含摩尔比为 1 : (0. 8~0. 98)的磺化二胺和二酐的原料制备得到。9. 一种施加到多孔过滤基材的涂料，所述涂料包含权利要求1~8任一项的PTFE组合 物。10. -种涂覆多孔过滤基材的方法，包含以下步骤： 提供多孔过滤基材； 在所述多孔过滤基材上涂覆权利要求1~8任一项的PTFE组合物；和 固化所述组合物以形成涂层。
【专利摘要】本发明涉及一种PTFE组合物，其包含PTFE、苯乙烯丙烯酸酯共聚物以及聚乙烯蜡。本发明的PTFE组合物还可包含磺化聚酰亚胺改性氧化石墨烯。本发明还涉及一种含有所述PTFE组合物的可施加到多孔过滤基材的涂料，以及一种使用所述的PTFE组合物涂覆多孔过滤基材的方法。
【IPC分类】C09D123/06, C08G73/10, C09D7/12, C09D127/18, C09D125/14
【公开号】CN104893449
【申请号】CN201510278466
【发明人】张勇
【申请人】上海超高工程塑料有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月28日
最新回复(0)