CN108531126B - 一种含有硼改性mq有机硅增粘剂的有机硅压敏胶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含有硼改性MQ有机硅增粘剂的有机硅压敏胶，该有机硅压敏胶主要由含有乙烯基的聚硅氧烷和有机硅MQ树脂组成的混合物，并且含有一定量的硼改性MQ有机硅增粘剂，该混合物经铂金催化剂在加热的条件下催化交联固化后表现出了优异的剥离力，初粘力和持粘性，并且对低表面能低极性的有机硅橡胶制品有很好的贴附性质。

Description

一种含有硼改性MQ有机硅增粘剂的有机硅压敏胶
技术领域
本发明涉及一种有机硅压敏胶，尤其是涉及一种含有硼改性MQ有机硅增粘剂的有机硅压敏胶。
背景技术
有机硅压敏胶及其制品在电力、医药、新能源等领域有重要的应用价值，它是主要由含聚硅氧链结构[(-Si-O)x]的生胶和含有R3SiO0.5 (M)单元和SiO2 (Q)单元的MQ有机硅树脂组成的混合物。由于有机硅生胶和MQ树脂自身的表面能较低，使得有机硅压敏胶对低表面能物质的贴附性质优于其他种类的压敏胶。
在有机硅压敏胶中，生胶和MQ树脂的比例对其剥离力和初粘力的影响非常大，其中MQ树脂主要作为结构补强剂和增粘剂。当压敏胶与一些高表面能高极性被粘物进行贴附时，被粘物表面含有的羟基，羧基等极性基团可以通过氢键作用与压敏胶发生粘结，从而使得压敏胶对其表现出较好的贴附性质。
由于有机硅压敏胶中的有机硅结构都是疏水性质的，它的表面不会吸附空气中的水分子，并且压敏胶自身含有的极性基团(如羟基)也非常少，因而氢键作用的发生机制可能是压敏胶层作为氢键受体而极性被贴物层作为氢键给体。
当有机硅压敏胶用于贴附有机硅橡胶制品时，由于有机硅橡胶自身的低表面能低极性性质，上述的氢键作用无法实现，这就使得常规的有机硅压敏胶对有机硅橡胶制品的剥离力不足。。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种含有硼硅增粘剂的有机硅压敏胶，该硼硅增粘剂是一种由BO1.5改性的MQ有机硅树脂增粘剂。由于硼原子的缺电子性，它可以与(Si-O)n结构中富电子的氧原子形成强的相互作用，从而使得该有机硅压敏胶对有机硅橡胶制品也具有较好的贴附性质。
本发明涉及的有机硅压敏胶为一个多组分混合物，该混合物包括：
1~10质量份的硼改性MQ有机硅增粘剂 (A)；
20~50质量份的含有乙烯基(Vi)的聚硅氧烷 (B)；
40~100质量份的有机硅MQ树脂 (C)；
1~15质量份的含氢硅油交联剂 (D)；
100 ~ 300质量份的溶剂 (E)以及
能使压敏胶固化的铂催化剂 (F)。
优选的，所述原料组成中含有乙烯基(Vi)的聚硅氧烷与有机硅MQ树脂的质量比为0.2~1.2，更优选的是0.5~0.9。
优选的，所述原料组成中硅氢和乙烯基的摩尔比为0.6~20，更优选的为0.9~10。
从而使压敏胶水形成一种粘度范围是3000~50000 mPa·s 的液体，该液体经过加热、固化交联后形成本发明所描述的有机硅压敏胶。
在本发明中，组分(A)硼改性MQ有机硅增粘剂的通式为：
(BO1.5)h(ViaR1 3-aSiO0.5)i(SiO2)j
其中R1为1~10个碳原子的饱和烷烃基，如甲基、乙基、丙基、丁基、环己基等，或芳香烃基，如苯基、苄基、苯乙基等；a为0~3的整数。
组分(A)的具体例子可为，但不限于：
(BO1.5)h(Me3SiO0.5)i(SiO2)j
(BO1.5)h(Me3SiO0.5)0.9i(Ph3SiO0.5)0.1i(SiO2)j
(BO1.5)h(ViMe2SiO0.5)0.05i(Me3SiO0.5)0.95i(SiO2)j
(BO1.5)h(Vi2MeSiO0.5)0.05i(Me3SiO0.5)0.95i(SiO2)j
(BO1.5)h(ViMe2SiO0.5)0.05i(Ph3SiO0.5)0.05i(Me3SiO0.5)0.9i(SiO2)j
(BO1.5)h(ViMe2SiO0.5)0.05i(ViPh2SiO0.5)0.05i(Me3SiO0.5)0.9i(SiO2)j
(BO1.5)h(Vi2MeSiO0.5)0.05i(ViPh2SiO0.5)0.05i(Me3SiO0.5)0.9i(SiO2)j
(BO1.5)h(Vi2MeSiO0.5)0.05i(Vi2PhSiO0.5)0.05i(Me3SiO0.5)0.9i(SiO2)j
优选的，在组分(A)中，非甲基基团所占比例不超过所有取代基的10%，更优选的为不超过3%。
优选的，在组分(A)中，乙烯基重量百分数为0%到0.5%，更优选的为0%到0.2%。
优选的，在组分(A)中，含硼单元与含硅单元的摩尔比即h/(i+j)的值为0.05~0.4，更优选为0.05~0.2；M单元和Q单元的比值即i/j的值优选为0.7~1，更优选为0.7~0.8；重均分子量优选为1000~4000，更优选为2000~3000。
在本发明中，组分(B) 一种含有乙烯基(Vi)的聚硅氧烷的通式为：
VibR2 3-bSi(Vic R2 2-cSiO)n(R2 2SiO)mSiR2 3-bVib
其中R2为1~10个碳原子的饱和烷烃基或芳香烃基；m、n为正整数，且满足使该聚硅氧烷在25℃的粘度为1000~10,000,000 mPa·s；b为0~3的整数，c为0~2的整数且b和c不同时为0。
组分(B)的具体例子可为，但不限于：
ViMe2Si(ViMeSiO)n(Me2SiO)mSiMe2Vi；
Vi2MeSi(ViMeSiO)n(Me2SiO)mSiMeVi2；
Me3Si(ViMeSiO)n(Me2SiO)mSiMe3；
ViMe2Si(ViMeSiO)n(Me2SiO)0.9m(Ph2SiO)0.1mSiMe2Vi；
Vi2MeSi(ViMeSiO)n(Me2SiO)0.9m(Ph2SiO)0.1mSiMeVi2；
Me3Si(ViMeSiO)n(Me2SiO)0.9m(Ph2SiO)0.1mSiMe3等。
优选的，在组分(B)中，非甲基基团所占比例不超过所有取代基的15%，更优选的为不超过5%。
优选的，在组分(B)中，乙烯基重量百分数为0.02%到3%，更优选的为0.03%到1.2%。
在本发明中，组分(C) 一种有机硅MQ树脂是由R3 3SiO0.5 (M)单元和SiO2 (Q)单元组成，其通式为：
(R3 3SiO0.5)x(SiO2)y
其中R3为1到10个碳原子的饱和烷烃，如甲基、乙基、丙基、丁基、环己基等；或芳香烃基，如苯基、苄基、苯乙基等；x、y为正整数。
组分(C)的具体例子可为，但不限于：
(Me3SiO0.5)x(SiO2)y
(Me3SiO0.5)0.9x(Ph3SiO0.5)0.1x(SiO2)y
优选的，在组分(C)中，M单元和Q单元的摩尔比即x/y值为0.6~0.9，更优选的为0.7~0.8；重均分子量优选为2000~8000，更优选为3000~5000。
在本发明中，组分(D)含氢硅油交联剂25℃时粘度为10~1000 mPa·s；优选的含有氢的重量百分数是0.4%到2%，更优选的是0.6%到1.6%。
在本发明中，组分(E)溶剂，可选自脂肪类：己烷、庚烷、环己烷等；芳香类溶剂：苯、甲苯、二甲苯等；醇类：甲醇、乙醇、异丙醇等；酯类：乙酸乙酯、乙酸甲酯等中的一种或多种混合。
在本发明的有机硅压敏胶中，组分(F)是一个铂催化剂，可选但不限于铂黑、氯铂酸、铂/烯烃硅氧烷配位化合物等。
本发明所公开的含有硼改性MQ有机硅增粘剂的有机硅压敏胶在25℃的粘度为3000~50000 mPa·s。
本发明提供的一种含有硼改性MQ有机硅增粘剂的有机硅压敏胶可用于不同的基材上，涂布的方式可以是刮涂、辊涂、喷涂等。可适用的基材包括但不限于：金属薄膜、纸张、塑料、聚酯、聚酰亚胺、氟碳材料等。
本发明原料组份中的含有硼改性MQ有机硅增粘剂含有缺电子的硼原子，可以与硅橡胶中的富电子氧形成较强的相互作用，从而使得压敏胶对硅橡胶制品具有非常好的贴附性质，同时还表现出优异的抗剪切性能和初粘力。
具体实施例
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
除非特殊注明，以下所涉及到的百分比均为重量百分数，以下实验均在25 oC下进行。
分子量：由凝胶渗透色谱法测定，甲苯为溶剂，聚二甲基硅氧烷为标准物。
粘度：Brookfield粘度仪，LV-4转子。
初粘力：顶针式初粘仪，顶针直径0.5厘米，涂布干胶厚度0.015 mm。
剥离力：180度拉力机，标准不锈钢板，涂布干胶厚度0.015 mm。
组分A1是由BO1.5、Me3SiO0.5单元和SiO2单元组成，化学式为[(BO1.5)0.12(Me3SiO0.5)0.80(SiO2)]x，重均分子量为3010。
组分A2是由BO1.5、Me3SiO0.5单元和SiO2单元组成，化学式为[(BO1.5)0.35(Me3SiO0.5)0.75(SiO2)]x，重均分子量为3320。
组分A3是由BO1.5、Me3SiO0.5单元和SiO2单元组成，化学式为[(BO1.5)0.70(Me3SiO0.5)0.80 (SiO2)]x，重均分子量为3620。
组分A4是由BO1.5、Me3SiO0.5单元、Me2ViSiO0.5和SiO2单元组成，化学式为[(BO1.5)0.34(Me3SiO0.5)0.75(Me2ViSiO0.5)0.003(SiO2)]x，重均分子量为3300，乙烯基含量约为0.06%。
组分B1是一个既含有端乙烯基又含有侧链乙烯基的聚二甲基硅氧烷，化学式为ViMe2Si[(ViMeSiO)(Me2SiO)1300]mSiMe2Vi，乙烯基含量0.03%，粘度为960,200 mPa·s。
组分B2是一个既含有端乙烯基又含有侧链乙烯基的聚二甲基硅氧烷，化学式为ViMe2Si[(ViMeSiO)(Me2SiO)10]mSiMe2Vi，乙烯基含量2.8%，粘度为960,000 mPa·s。
组分C1是由Me3SiO0.5单元和SiO2单元组成，两者的摩尔比值为0.65，重均分子量为2420。
组分C2是由Me3SiO0.5单元和SiO2单元组成，两者的摩尔比值为0.85，重均分子量为6100。
组分D1含氢量为1.5%，粘度100 mPa·s。
对比实验一：在10升反应釜中加入30质量份的组分B1，45质量份的C1，2质量份的D1，和160质量份的甲苯。该反应釜配备了一顶式搅拌器、温度计、冷凝器。室温搅拌该混合物6小时，得到固含为32.0%的有机硅压敏胶，粘度为20,000 mPa·s。再加入0.1质量份的铂催化剂(Square Silicone公司CA28，铂含量2000 ppm)，混合均匀后，涂布一定厚度的湿胶，在120℃固化2分钟。
对比实验二：与对比实验一制备方法相同，只是将组分B1换成组分B2。
对比实验三：与对比实验一制备方法相同，只是将组分C1换成组分C2。
对比实验四：与对比实验三制备方法相同，只是将组分B1换成组分B2。
实施例一：在10升反应釜中加入5质量份的组分A1，30质量份的B2，45质量份的C1，2质量份的D1，和170质量份的甲苯。该反应釜配备了一顶式搅拌器、温度计、冷凝器。室温搅拌该混合物6小时，得到固含为32.0%的有机硅压敏胶，粘度为20,100 mPa·s。再加入0.1质量份的铂催化剂(Square Silicone公司CA28，铂含量2000 ppm)，混合均匀后，涂布一定厚度的湿胶，在120℃固化2分钟。
实施例二：与实施例一制备方法相同，只是将组分A1换成组分A2。
实施例三：与实施例一制备方法相同，只是将组分A1换成组分A3。
实施例四：与实施例一制备方法相同，只是将组分A1换成组分A4。
实施例五：与实施例一制备方法相同，只是将组分B2换成组分B1。
实施例六：与实施例二制备方法相同，只是将组分B2换成组分B1。
实施例七：与实施例三制备方法相同，只是将组分B2换成组分B1。
实施例八：与实施例四制备方法相同，只是将组分B2换成组分B1。
上述对比实验与具体实施例的结果汇总如下表所示。
从表中可以看出，使用了含有硼改性的MQ有机硅增粘剂后，压敏胶对橡胶的剥离力得到明显的改善。

Claims (9)

1.一种含有硼改性MQ有机硅增粘剂的有机硅压敏胶，其特征在于：所述的有机硅压敏胶的成分包括：
1~10质量份的硼改性MQ有机硅增粘剂；
20~50质量份的含有乙烯基(Vi)的聚硅氧烷；
40~100质量份的有机硅MQ树脂；
1~15质量份的含氢硅油交联剂；
100 ~300质量份的溶剂；以及
能使压敏胶固化的铂催化剂；
所述的硼改性MQ有机硅增粘剂含有BO1.5单元、ViaR1 3-aSiO0.5 (M)单元和SiO2 (Q)单元，重均分子量为1000~4000，其结构通式为：
(BO1.5)h(ViaR1 3-aSiO0.5)i(SiO2)j
其中R1为1~10个碳原子的饱和烷烃基或芳香烃基；a为0~3的整数；乙烯基的质量百分数为0%~0.5%；含硼单元与含硅单元的摩尔比即h/(i+j)的值为0.05~0.4；M单元和Q单元的比值即i/j的值为0.7~1。
2.根据权利要求1所述的一种含有硼改性MQ有机硅增粘剂的有机硅压敏胶，其特征在于：所述的含有乙烯基(Vi)的聚硅氧烷的通式为：
VibR2 3-bSi(Vic R2 2-cSiO)n(R2 2SiO)mSiR2 3-bVib
其中R2为1~10个碳原子的饱和烷烃基或芳香烃基；m、n为正整数，且满足使该聚硅氧烷在25℃的粘度为1000~10,000,000 mPa·s；b为0~3的整数，c为0~2的整数，且b和c不同时为0；含有的乙烯基质量百分数为0.02%~3%。
3.根据权利要求1所述的一种含有硼改性MQ有机硅增粘剂的有机硅压敏胶，其特征在于：所述的有机硅MQ树脂由R3SiO0.5 (M)单元和SiO2 (Q)单元组成；重均分子量为2000~8000；M单元和Q单元的摩尔比为0.6~0.9。
4.根据权利要求1所述的一种含有硼改性MQ有机硅增粘剂的有机硅压敏胶，其特征在于：所述的含氢硅油交联剂中氢的重量百分数为0.4%~2%，在25℃时粘度为10~1000 mPa·s。
5.根据权利要求1所述的一种含有硼改性MQ有机硅增粘剂的有机硅压敏胶，其特征在于：所述的溶剂为己烷、庚烷、甲苯、苯、二甲苯、乙醇、甲醇或乙酸乙酯中的一种或者多种混合。
6.根据权利要求1所述的一种含有硼改性MQ有机硅增粘剂的有机硅压敏胶，其特征在于：所述的铂催化剂是铂黑、氯铂酸或铂/烯烃硅氧烷配位化合物中的任意一种。
7.根据权利要求1-6之一所述的一种含有硼改性MQ有机硅增粘剂的有机硅压敏胶，其特征在于：所述的有机硅压敏胶在25℃的粘度为3000~50000 mPa·s。
8.根据权利要求1-6之一所述的一种含有硼改性MQ有机硅增粘剂的有机硅压敏胶，其特征在于：所述的含有乙烯基(Vi)的聚硅氧烷与有机硅MQ树脂的质量比为0.2~1.2。
9.根据权利要求1-6之一所述的一种含有硼改性MQ有机硅增粘剂的有机硅压敏胶，其特征在于：所述的成分中硅氢和乙烯基的摩尔比为0.6~20。
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