Recubrimientos de fluoropolímeros mezclados para sustratos rígidos.

Una composición de recubrimiento de fluoropolímeros, que comprende:

un Componente base de fluoropolímeros presente en una cantidad comprendida entre 75% en peso y 95% en peso basado en el peso de sólidos totales de todos los fluoropolímeros en dicha composición de recubrimiento, comprendiendo dicho Componente base de fluoropolímeros al menos un fluoropolímero que incluye politetrafluoroetileno de peso molecular alto (HPTFE) que tiene un peso molecular medio numérico (Mn) de al menos 500.000 en donde dicho al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular alto (HPTFE) incluye un comonómero modificador en una cantidad menor que 1% en peso basada en el peso de dicho politetrafluoroetileno de peso molecular alto (HPTFE); y

una composición de fluoropolímeros mezclados presente en una cantidad comprendida entre 5% en peso y 25% en peso basada en el peso total de sólidos de todos los fluoropolímeros en dicha composición de recubrimiento, comprendiendo dicha composición de fluoropolímeros mezclados:

al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular bajo (LPTFE) que tiene una primera temperatura de fusión (Tm) de 335ºC o menos; y

al menos un fluoropolímero procesable en fusión (MPF),

en donde dicha composición de recubrimiento se encuentra en forma de una dispersión acuosa de los Componentes.

Recubrimientos de fluoropolímeros mezclados para sustratos rígidos.

Remisión a solicitudes afines Esta solicitud reivindica el beneficio conforme al título 35, U.S.C. § 119 (e) de la Solicitud Provisional de Patente U.S. Núm. de Serie 61/100311, titulada BLENDED FLUOROPOLYMER COMPOSITIONS, presentada el 26 de septiembre de 2008; la Solicitud Provisional de Patente U.S. Núm. de Serie 61/109950, titulada FLUOROPOLYMER CAPA DE ACABADOS INCLUDING BLENDED FLUOROPOLYMER ADDITIVES, presentada el 31 de octubre de 2008; la Solicitud Provisional de Patente U.S. Núm. de Serie 61/145433, titulada BLENDED FLUOROPOLYMER COMPOSITIONS, presentada el 16 enero de 2009; y la Solicitud Provisional de Patente U.S. Núm. de Serie 61/145875, titulada BLENDED FLUOROPOLYMER COMPOSITIONS, presentada el 20 enero de 2009.

Antecedentes de la invención

1. Campo de la Invención

La presente invención se refiere a fluoropolímeros y, en particular, se refiere a recubrimientos de fluoropolímero, tales como recubrimientos del tipo utilizado sobre sustratos rígidos tales como baterías de cocina u otras aplicaciones en las cuales se desea una superficie antiadherente y/o resistente a la abrasión. En particular, la presente invención se refiere a un recubrimiento de fluoropolímeros que tiene características antiadherentes o de desprendimiento mejoradas y/o resistencia mejorada a la abrasión.

2. Descripción de la Técnica Afín.

Los fluoropolímeros son polímeros de cadena larga que comprenden principalmente unidades repetitivas lineales etilénicas en las cuales algunos o la totalidad de los átomos de hidrógeno están reemplazados con flúor. Ejemplos incluyen politetrafluoroetileno (PTFE) , metilfluoroalcoxi (MFA) , fluoro-etileno-propileno (FEP) , perfluoroalcoxi (PFA) , poli (clorotrifluoroetileno) y poli (fluoruro de vinilo) .

Sistemas de recubrimiento antiadherentes que incluyen fluoropolímeros se aplican en capas simples o múltiples a la superficie de un sustrato para proporcionar un sustrato recubierto que tiene un recubrimiento antiadherente al cual no se adherirán materiales extraños. En un sistema de recubrimiento de capa múltiple, el recubrimiento antiadherente incluye generalmente una imprimación y una capa de acabado, y opcionalmente, una o más capas intermedias.

El uso de sistemas de recubrimiento antiadherentes que se aplican a un sustrato en capas múltiples se conoce desde hace muchos años. Las imprimaciones para tales sistemas contienen típicamente una resina aglomerante orgánica termorresistente y una o más resinas de fluoropolímero, junto con diversos pigmentos y cargas opacos. Las capas intermedias contienen principalmente fluoropolímeros con ciertas cantidades de pigmentos opacos, cargas y adyuvantes de coalescencia, mientras que las capas de acabado están compuestas casi totalmente de fluoropolímeros, tales como totalmente politetrafluoroetileno de peso molecular alto (HPTFE) , o HPTFE con una pequeña cantidad de un fluoropolímero procesable en fusión.

Lo que se necesita es un sistema de recubrimiento antiadherente que constituye una mejora sobre los anteriores.

Sumario de la invención La presente invención se define en las reivindicaciones adjuntas. Esencialmente, la misma proporciona una composición de recubrimiento de fluoropolímeros que puede aplicarse sobre una imprimación y/o al menos una capa intermedia en un sistema de recubrimiento antiadherente. La composición de recubrimiento puede prepararse y aplicarse en la forma de una dispersión líquida, e incluye al menos un Componente base de fluoropolímero, tal como politetrafluoroetileno (PTFE) y, en particular, al menos un PTFE de peso molecular alto (HPTFE) . La composición de recubrimiento incluye adicionalmente una composición de fluoropolímeros mezclados. La composición de fluoropolímeros mezclados es una mezcla de al menos un PTFE de peso molecular bajo (LPTFE) y al menos un fluoropolímero procesable en fusión. Después de aplicación directamente a un sustrato o sobre un recubrimiento subyacente, el recubrimiento demuestra resistencia mejorada a la abrasión y al rayado, así como características mejoradas de desprendimiento, en comparación con los recubrimientos conocidos que incluyen sólo HPTFE o HPTFE con una pequeña cantidad de fluoropolímero procesable en fusión.

La presente invención proporciona una composición de recubrimiento de fluoropolímeros, que comprende: un Componente base de fluoropolímero presente en una cantidad comprendida entre 75% en peso y 95% en peso basada en el peso total de sólidos de todos los fluoropolímeros en la composición de recubrimiento, comprendiendo el Componente base de fluoropolímero al menos un fluoropolímero que incluye politetrafluoroetileno de peso molecular alto (HPTFE) que tiene un peso molecular medio numérico (Mn) de al menos 500.000; y una composición de fluoropolímeros mezclados presente en una cantidad comprendida entre 5% en peso y 25% en peso basada en el peso total de sólidos de todos los fluoropolímeros en la composición de recubrimiento, comprendiendo la composición de fluoropolímeros mezclados: al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular bajo (LPTFE) que tiene una primera temperatura en fusión ™ de 335ºC o menos; y al menos un fluoropolímero procesable en fusión (MPF) . La composición de recubrimiento se encuentra en forma de una dispersión acuosa de los Componentes. El al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular alto (HPTFE) incluye un comonómero modificador en una cantidad menor que 1% en peso basada en el peso del politetrafluoroetileno de peso molecular alto (HPTFE) .

El al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular bajo (LPTFE) puede estar presente en una cantidad comprendida entre 2% en peso y 15% en peso y el al menos un fluoropolímero procesable en fusión (MPF) está presente en una cantidad comprendida entre 2% en peso y 15% en peso basada en el peso total de sólidos de todos los fluoropolímeros en la composición de recubrimiento.

El al menos un fluoropolímero procesable en fusión puede comprender perfluoroalcoxi (PFA) presente en una cantidad comprendida entre 20% en peso y 85% en peso, basada en el peso total de sólidos de los fluoropolímeros en la composición de fluoropolímeros mezclados. El al menos un fluoropolímero procesable en fusión puede comprender perfluoroalcoxi (PFA) presente en una cantidad comprendida entre 37% en peso y 65% en peso, basada en el peso total de sólidos de los fluoropolímeros en la composición de fluoropolímeros mezclados.

El al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular bajo (LPTFE) puede tener un tamaño medio de partícula seleccionado del grupo constituido por 0, 9 micrómetros (!m) o menos, 0, 75 micrómetros (!m) o menos, 0, 5 micrómetros (!m) o menos, 0, 4 micrómetros (!m) o menos, 0, 3 micrómetros (!m) o menos, y 0, 2 micrómetros (!m)

o menos. El al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular bajo (LPTFE) puede tener una primera temperatura de fusión (Tm) seleccionada del grupo constituido por 232ºC o menos, 330°C o menos, 329°C o menos, 328°C o menos, 327°C o menos, 326°C o menos, and 325°C o menos. El al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular bajo (LPTFE) puede seleccionarse del grupo constituido por: un LPTFE obtenido por polimerización en emulsión y que no se ha sometido a aglomeración, degradación térmica, o irradiación, y tiene un tamaño medio de partícula de 1, 0 micrómetros (!m) o menos; un micropolvo de LPTFE obtenido por polimerización en emulsión con o sin un paso subsiguiente de reducción del peso molecular; y un micropolvo de LPTFE obtenido por polimerización en suspensión con o sin un paso subsiguiente de reducción del peso molecular.

El al menos un fluoropolímero procesable en fusión (MPF) tiene un tamaño medio de partícula de 1, 0 micrómetros (!m) o menos.

En otra de sus formas, la presente invención proporciona un artículo recubierto, que comprende: un sustrato rígido; y un recubrimiento sobre el sustrato rígido, que comprende: al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular alto (HPTFE) que tiene un peso molecular medio numérico (Mn) de al menos 500.000 y presente en una cantidad comprendida entre 30% en peso y 96% en peso basada en el peso total de sólidos de todos los fluoropolímeros en la composición de recubrimiento; al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular bajo (LPTFE) que tiene un peso molecular medio numérico (Mn) menor que 500.000; y al menos un fluoropolímero procesable en fusión MPF.

El al menos un Componente base de fluoropolímero puede estar presente en una cantidad comprendida entre 60% en peso y 96% en peso y el al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular bajo (LPTFE)... [Seguir leyendo]

1. Una composición de recubrimiento de fluoropolímeros, que comprende:

un Componente base de fluoropolímeros presente en una cantidad comprendida entre 75% en peso y 95% en peso basado en el peso de sólidos totales de todos los fluoropolímeros en dicha composición de recubrimiento, comprendiendo dicho Componente base de fluoropolímeros al menos un fluoropolímero que incluye politetrafluoroetileno de peso molecular alto (HPTFE) que tiene un peso molecular medio numérico (Mn) de al menos 500.000 en donde dicho al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular alto (HPTFE) incluye un comonómero modificador en una cantidad menor que 1% en peso basada en el peso de dicho politetrafluoroetileno de peso molecular alto (HPTFE) ; y

una composición de fluoropolímeros mezclados presente en una cantidad comprendida entre 5% en peso y 25% en peso basada en el peso total de sólidos de todos los fluoropolímeros en dicha composición de recubrimiento, comprendiendo dicha composición de fluoropolímeros mezclados:

al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular bajo (LPTFE) que tiene una primera temperatura de fusión (Tm) de 335ºC o menos; y al menos un fluoropolímero procesable en fusión (MPF) , en donde dicha composición de recubrimiento se encuentra en forma de una dispersión acuosa de los Componentes.

2. La composición de recubrimiento de la reivindicación 1, en donde dicho comonómero modificador es perfluoropropilvinil-éter (PPVE) .

3. La composición de recubrimiento de la reivindicación 1, en donde dicho HPTFE está presente en una cantidad comprendida entre 85% en peso y 95% en peso y dicha composición de fluoropolímeros mezclados está presente en una cantidad comprendida entre 5% en peso y 15% en peso basada en el peso de sólidos totales de todos los fluoropolímeros en dicha composición de recubrimiento, por ejemplo dicho HPTFE está presente en una cantidad comprendida entre 90% en peso y 95% en peso, y dicha composición de fluoropolímeros mezclados está presente en una cantidad comprendida entre 5% en peso y 10% en peso basada en el peso de sólidos totales de todos los fluoropolímeros en dicha composición de recubrimiento.

4. La composición de recubrimiento de cualquier reivindicación anterior, en donde dicho al menos un fluoropolímero procesable en fusión comprende perfluoroalcoxi (PFA) presente en una cantidad comprendida entre 37% en peso y 65% en peso, basada en el peso de sólidos totales de dichos fluoropolímeros en dicha composición de fluoropolímeros mezclados.

5. La composición de recubrimiento de la reivindicación 4, en donde dicho PFA está presente en una cantidad comprendida entre 43% en peso y 63% en peso y dicho LPTFE está presente en una cantidad de 37% en peso a 57% en peso, basada en el peso total de sólidos de dichos fluoropolímeros en dicha composición de fluoropolímeros mezclados.

6. La composición de recubrimiento de la reivindicación 5, en donde dicho PFA está presente en una cantidad comprendida entre 50% en peso y 60% en peso y dicho LPTFE está presente en una cantidad de 40% en peso a 50% en peso, basada en el peso de sólidos totales de dichos fluoropolímeros en dicha composición de fluoropolímeros mezclados.

7. La composición de recubrimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular bajo (LPTFE) tiene un tamaño medio de partícula de 0, 5 micrómetros (!m) o menos.

8. La composición de recubrimiento de la reivindicación 7, en donde dicho al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular bajo (LPTFE) tiene un tamaño medio de partícula de 0, 2 micrómetros (!m) o menos.

9. La composición de recubrimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular bajo (LPTFE) tiene una primera temperatura de fusión (Tm) de 330ºC o menos.

10. La composición de recubrimiento de la reivindicación 9, en donde dicho al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular bajo (LPTFE) tiene una primera temperatura de fusión (Tm) de 327ºC o menos.

11. La composición de recubrimiento de la reivindicación 1, en donde dicho al menos un politetrafluoroetileno de peso molecular bajo (LPTFE) es un LPTFE obtenido por polimerización en emulsión y que no se ha sometido a

aglomeración, degradación térmica, o irradiación, y tiene un tamaño medio de partícula de 1, 0 micrómetros (!m) o menos.

12. Un artículo de batería de cocina que comprende un sustrato rígido recubierto con la composición de 5 recubrimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

13. Un artículo de batería de cocina de la reivindicación 12, en donde el recubrimiento tiene una o más de las propiedades siguientes:

(a) un ángulo de contacto de al menos 110º,

(b) un brillo medido de al menos 25º de reflectancia a 60º y

(c) una rugosidad superficial (Ra) menor que 100 nm.