用于通信線纜的低摩擦水性涂料制造技術

本發明專利技術公開了一種含氟聚合物涂料組合物，所述含氟聚合物涂料組合物包含：分散于水中的氟化均聚物粒子、分散于水中的氟化共聚物粒子、分散于水中的非氟化聚合物粒子以及至少一種包含至少兩個氮丙啶基團的氮丙啶化合物。所述組合物在用于通信線纜的低摩擦涂料中是特別有用的。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于通信線纜的低摩擦水性涂料
技術介紹

本專利技術涉及一種用于通信線纜的低摩擦水性涂料。具體地講，本專利技術的涂料包含一種或多種含氟聚合物膠乳、非含氟聚合物膠乳和多氮丙啶，這些可涂覆到聚合物基片上。
技術介紹
光纖到戶(FTTH)網絡、光纖到駐地(FTTP)網絡或更一般地光纖到X(FTTx)網絡的擴展需要在現有駐地或建筑物內安裝新的光纜鏈路。這些新光纖線纜經常需要穿墻而過，穿過現有的線纜槽或穿過其他密閉空間。用于FTTx網絡中的該最后一段鏈路中的優選光纖線纜一般直徑小且為柔性的，由于與現有線纜以及與線纜槽本身安裝在一起的光纖線纜的線纜護套之間的摩擦，這種優選的光纖線纜可能很難從原本擁擠的現有線纜槽或其他密閉空間中擠過去。因此，極需具有低摩擦表面的光纖線纜，以便有利于在現有建筑結構中安裝新的線纜。例如，為了降低所得線纜的摩擦系數，已向擠壓機中的一些通信線纜和電力線纜的線纜外護套材料中摻入了無機微粒(例如，滑石)、有機硅材料或脂肪酸酰胺。以這種方式擠壓低摩擦護套材料有以下要求：潤滑材料分散在線纜護套的體相各處，而不是設置在需要提供有益的低摩擦特性的通信線纜的外表面處。如果這些材料不能充分接合到護套樹脂基體中，低分子量組分可從線纜護套基體中滲出，隨著時間推移降低了這些材料的低摩擦性能。氟塑料具有優異的機械與電氣性質，包括低摩擦系數和良好的自潤滑性能。氟塑料現在被廣泛用于化學工業、電子工業、電氣工程、航空、航天、紡織業、建筑業、汽車工業以及其他工業領域。然而，氟塑料的內在特性可使加工變得非常困難。盡管將包括聚四氟乙烯(PTFE)的氟塑料分散在聚合物粘結劑中以用于潤滑涂料應用是已知的，但這些涂料一般缺乏期望的耐用度，這是因為PTFE與非氟塑料聚合物之間不相容，或者涂料與聚合物基片(諸如，常用作通信線纜護套材料的材料)的粘合不牢固。因此，我們需要的是一種牢固耐用的低摩擦涂料，該涂料可經受反復磨損而不會削弱涂料的低摩擦特性。
技術實現思路
在一個實施方案中，一種含氟聚合物涂料組合物包含：分散于水中的氟化均聚物粒子、分散于水中的氟化共聚物粒子、分散于水中的非氟化聚合物粒子以及至少一種包含至少兩個氮丙啶基團的氮丙啶化合物。在一個示例性方面，所述含氟聚合物涂料組合物中的非氟化聚合物粒子可為聚氨酯膠乳材料和/或丙烯酸類膠乳材料。在另一個示例性方面，所述氟化均聚物粒子包含聚四氟乙烯膠乳，同時在另一個方面，所述氟化共聚物粒子為四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物。示例性含氟聚合物涂料可任選地包含無機氧化物納米粒子，例如，平均粒度小于100、小于50nm或小于30nm的二氧化硅納米粒子。在另一個實施方案中，示例性含氟聚合物涂料組合物被涂覆到具有暴露聚合物表面的制品，以得到具有低摩擦表面的制品。具體地講，一種具有低摩擦表面的制品包括具有暴露聚合物表面的基片和設置在基片的暴露聚合物表面上的低摩擦涂料薄層，其中低摩擦涂料包含已通過多氮丙啶交聯劑交聯的氟化均聚物、氟化共聚物和非氟化聚合物。在一個示例性方面，暴露的聚合物表面包含低表面能塑料。或者，暴露的聚合物表面可選自聚乙烯、聚酯、聚氯乙烯、聚氨酯等。在一個示例性方面，已涂布有示例性涂料中的一種涂料的聚酯表面將具有小于0.5的初始摩擦系數，在該表面被磨損或耗損后初始摩擦系數將進一步降低。在一個另選的示例性方面，已涂布有示例性涂料中的一種涂料的聚乙烯表面將具有小于0.4的初始摩擦系數，在該表面被磨損或耗損后初始摩擦系數將進一步降低。盡管根據涂覆有低摩擦涂料的基片的質地，低摩擦涂布表面的初始摩擦系數可能略有差異，但所需涂層的初始摩擦系數應當小于0.5。在一個另選的實施方案中，所述制品為低摩擦通信線纜，該低摩擦通信線纜包括至少一個由聚合物線纜護套包裹的光纖，其中聚合物線纜護套外表面上涂覆有低摩擦涂料。在一個示例性方面，通信線纜將具有低摩擦涂料薄層(例如，涂層厚度小于100微米、小于50微米、小于20微米或小于10微米)，該低摩擦涂料薄層設置在聚合線纜護套的外表面上。在一個另選方面，經涂布的通信線纜可具有以下特征：涂層厚度與通信線纜的最小臨界尺寸之比小于或等于6∶94，其中通信線纜尺寸的最小臨界尺寸被定義為涂布有低摩擦涂料的通信線纜的橫截面的最小直徑、寬度或高度。在一個示例性方面，通信線纜為FRP分接線纜。附圖說明圖1為用于確定線纜之間的摩擦系數的測試裝置的示意性剖視圖。圖2為用于確定線纜與線纜槽之間的摩擦系數的測試裝置的示意圖。圖3為示出示例性干燥涂層的電子顯微圖；并且圖4為示出磨損后示例性干燥涂層的電子顯微圖。具體實施方式以下定義適用于整個說明書和權利要求書。術語“水性”意指涂料液體含有至少70重量％、80重量％、90重量％或95重量％的水，并且具有約5％-30％的固含量。水性液體介質包含水但不含水溶性有機助溶劑。術語“納米粒子”是指平均粒度小于或等于約100納米(nm)的粒子。“干燥”涂層是基本上已經從水性涂料中例如通過蒸發去除水分而形成的涂層。也可通過例如蒸發期間含氟聚合物與氮丙啶化合物的反應性官能團之間的反應來固化(即，交聯)干燥涂層。通常可通過在干燥過程期間或之后加熱涂料組合物來提高固化速率和程度。術語“非氟化聚合物”是指不含任何氟的碳氫基聚合物，諸如聚氨酯聚合物、丙烯酸類聚合物等。術語“聚氨酯”包括任何包含聚氨酯(PU)片段的聚合物材料。術語“聚氨酯片段”是指通過有機基團連接的至少兩個氨基甲酸酯和/或脲基團。在一些實施方案中，用于涂料組合物中的聚氨酯為熱塑性脂族聚氨酯。熱塑性聚氨酯組合物一般為二異氰酸酯與短鏈二醇(還稱作增鏈劑)以及二異氰酸酯與長鏈雙官能二醇(稱為多元醇)的反應產物。聚氨酯的特征為具有連接衍生自二異氰酸酯和二醇的片段的氨基甲酸酯基團，即-NH-(C＝O)-O-。這類氨基甲酸酯基團包含羰基基團，即，碳原子雙鍵鍵合至氧原子，C＝O。在一個示例性方面，聚氨酯呈聚氨酯膠乳分散體的形式。可商購獲得的水性脂族聚氨酯乳劑的示例包括可從以下公司以下面的商標名購得的那些：美國馬薩諸塞州威明頓的帝斯曼利康樹脂公司(DSMNeoResins，Inc.ofWilmington，MA)，“NEOREZ”；美國威斯康星州默頓的EssentialIndustries公司(EssentialIndustries，Inc.ofMerton，WI)，“ESSENTIAL”；美國俄亥俄州克利夫蘭的路博潤公司(Lubrizol，Inc.ofCleveland，OH)，“SANCURE”和“TURBOSET”；以及美國馬薩諸塞州皮博迪的StahlUSA公司(StahlUSA，Peabody，MA)，“RU-077”和“RU-075”。術語“丙烯酸類聚合物”包括丙烯酸、甲基丙烯酸、這些酸的酯、或丙烯腈的任何聚合物或共聚物。可商購獲得的水性脂族丙烯酸類乳劑的示例包括可從以下公司以下面的商標名購得的丙烯酸類膠乳：道康寧涂料公司(DOWCoatingMaterials)，“ROSHIELDTM”和“RHOPLEXTM”；阿科瑪涂料樹脂公司(ArkemaCoatingResins)，“UCARTM”；路博潤先進材料公司(LubrizolAdvancedMaterials，Inc.)，“HYCAR”；以及帝斯曼利康樹本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含氟聚合物涂料組合物，包含：分散于水中的氟化均聚物粒子，分散于水中的氟化共聚物粒子，分散于水中的非氟化聚合物粒子；以及至少一種包含至少兩個氮丙啶基團的氮丙啶化合物。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種含氟聚合物涂料組合物，包含：分散于水中的氟化均聚物粒子，分散于水中的氟化共聚物粒子，其中所述氟化共聚物粒子包含四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物，分散于水中的非氟化聚合物粒子；以及至少一種包含至少兩個氮丙啶基團的氮丙啶化合物，其中干燥后的含氟聚合物涂層包含3重量％至35重量％的非氟化聚合物，15重量％至75重量％的氟化均聚物以及10重量％至75重量％的氟化共聚物。2.根據權利要求1所述的含氟聚合物涂料組合物，其中所述非氟化聚合物粒子包含聚氨酯膠乳材料。3.根據權利要求1所述的含氟聚合物涂料組合物，其中所述非氟化聚合物粒子包含丙烯酸類膠乳材料。4.根據權利要求1所述的含氟聚合物涂料組合物，其中所述氟化均聚物粒子包含聚四氟乙烯。5.根據權利要求1至4中任一項所述的含氟聚合物涂料組合物，還包含無機氧化物納米粒子。6.根據權利要求5所述的含氟聚合物涂料組合物，其中所述無機氧化物納米粒子為二氧化硅納米粒子。7.根據權利要求5所述的含氟聚合物涂料組合物，其中所述無機氧化物納米粒子包括平均粒度小于100nm的二氧化硅納米粒子。8.一種具有低摩擦表面的制品，包括：具有暴露聚合物表面的基片和設置在所述基片的暴露聚合物表面上的低摩擦涂料薄層，其中所述低摩擦涂料包含已通過多氮丙啶交聯劑交聯的氟化均聚物、氟化共聚物和非氟化聚合物，其中所述氟化共聚物包含四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物，并且干燥后的所述低摩擦涂料薄層包含3重量％至35重量％的非氟化聚合物，15重量％至75重量％的氟化均聚物以及10重量％至75重量％的氟化共聚物。9.根據權利要求8所述的制品，其中所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：喻志剛，王亞明，蔡偉，景乃勇，
申請(專利權)人：三M創新有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US