CN112358847B - 一种耐uv光照的有机聚硅氧烷组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐UV光照的有机聚硅氧烷组合物，包括以下组分：A由以下平均单元式表示的有机聚硅氧烷100质量份：(R1 3SiO1/2)a(R2 2SiO2/2)b，B由以下平均单元式表示的有机聚硅氧烷1～50质量份：(R1 3SiO1/2)a(R2 2SiO2/2)b；C硅氢加成催化剂。D具有环氧基团的烷氧基硅烷以及具有甲基丙烯酰基基团或丙烯酰基基团的烷氧基硅烷中的一种或两种，0.03～10质量份。该有机聚硅氧烷组合物性能稳定，具有耐UV光照、抗臭氧破坏的特性，即使将所形成的涂层暴露在臭氧环境下也不会对涂层造成破坏。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于塑料薄膜和纸张涂层的有机聚硅氧烷组合物，尤其涉及一种耐UV光照、抗臭氧破坏的有机聚硅氧烷组合物，属于胶粘剂技术领域。
背景技术
通过有机聚硅氧烷组合物涂布在塑料薄膜和纸张固化后形成涂层的离型膜/纸、压敏胶带、保护膜。此类有机硅涂层要求具有对塑料薄膜和纸张优异粘附性，在使用时具有低有机硅转移性，同时具有优异的耐候性、耐温性。具体地讲，需要涂层能够使塑料薄膜和纸张上保持稳定使用效果，减少离型膜/纸、压敏胶带、保护膜长期使用时造成使用功能下降以及对外界造成功能性污染。
作为有机聚硅氧烷组合物，目前已经提出了下列物质形成的有机聚硅氧烷组合物：在分子中具有至少两个烯基基团的二甲基聚硅氧烷、在分子中具有至少两个硅原子键合的氢原子的二甲基聚硅氧烷、加成反应催化剂、具有赋予粘附性的官能团的有机硅化合物。在此类有机聚硅氧烷组合物中，通常使用在分子中至少两个烯基基团的二甲基聚硅氧烷作为主剂，在分子中具有至少两个硅原子键合的氢原子的二甲基聚硅氧烷作为交联剂。这是因为甲基基团的耐氧化性能不足，会让涂层暴露在臭氧环境中受到严重破坏，使离型膜/纸、压敏胶带、保护膜的使用功能下降，同时也会对外界造成功能性污染。
近年来，随着UV光固化对广泛应用，UV光会使得空气中的氧气转化成臭氧，当离型膜/纸、压敏胶带、保护膜用二甲基聚硅氧烷作为涂层时就会因此受到影响，造成使用功能下降。
发明内容
本发明提供了一种耐UV光照的有机聚硅氧烷组合物，解决了背景技术中的不足，该有机聚硅氧烷组合物性能稳定，具有耐UV光照、抗臭氧破坏的特性，即使将所形成的涂层暴露在臭氧环境下也不会对涂层造成破坏。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
一种耐UV光照的有机聚硅氧烷组合物，包括以下组分：
A：由以下平均单元式表示的有机聚硅氧烷100质量份：
(R1 3SiO1/2)a(R2 2SiO2/2)b
上述单元式中含有1％以上质量比的苯基，且其中至少两个R1为烯基基团，剩余R1为各自独立地未取代的或卤素取代的，且不具有脂肪族不饱和键的单价烃基团或1％以上质量比的苯基或烯基基团；R2为各自独立地未取代的或卤素取代的，且不具有脂肪族不饱和键的单价烃基团或1％以上质量比的苯基或烯基基团；并且a、b不为0；
B：由以下平均单元式表示的有机聚硅氧烷1～50质量份：
(R1 3SiO1/2)a(R2 2SiO2/2)b
上述单元式中含有1％以上质量比的苯基，且其中具有键合到硅原子上的氢原子，R1为各自独立地未取代的或卤素取代的，且不具有脂肪族不饱和键的单价烃基团或氢原子或1％以上质量比的苯基；R2为各自独立地未取代的或卤素取代的，且不具有脂肪族不饱和键的单价烃基团或氢原子或1％以上质量比的苯基；并且a、b不为0；
C：硅氢加成催化剂；组分C的含量不受限制，只要所述含量是加快固化本发明组合物的量即可；通常，每100质量份的组分A和组分B组合物，组分C用量为在0.1至10质量份的范围内；
D：具有环氧基团的烷氧基硅烷以及具有甲基丙烯酰基基团或丙烯酰基基团的烷氧基硅烷中的一种或两种0.03～10质量份。当组分D的含量大于或等于0.03质量份时，可向塑料薄膜/纸张赋予优异的粘附型；当含量小于或等于10质量份时，能够降低本发明的组合物对外界功能性污染。
所述硅氢加成催化剂具体为铂金属型催化剂，铂金属型催化剂包括氯铂酸、氯铂酸的烯烃络合物、铂的烯基硅氧烷络合物中的一种或两种以上的混合物。
所述A组分中的有机聚硅氧烷在25℃下具有100mPa·s至1000000mPa·s的粘度。
所述B组分中的有机聚硅氧烷在25℃下具有100mPa·s至1000000mPa·s的粘度。
所述烯基基团包括乙烯基基团、烯丙基基团、丁烯基基团、戊烯基基团、己烯基基团和庚烯基基团。
所述组分D中具有环氧基团的烷氧基硅烷的为3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、5，6-环氧己基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或两种以上的混合物。
组分(D)中具有甲基丙烯酰基基团或丙烯酰基基团的烷氧基硅烷的为3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或两种以上的混合物。
制备本发明的组合物方法不受限制，并且本发明的组合物可通过将组分(A)至组分(D)根据需要与其他任选组分混合来制备。然而优先选择先将组分(A)、组分(B)、组分(C)先混合充分后，再添加组分(D)。本发明的组合物可使用分散机、搅拌机、均质机等类似搅拌设备来制备。本发明的组合物混合完成后需在24小时内使用，这是因为再次时间范围内，制得的离型膜、离型纸、保护膜、压敏胶带的各项指标性能最佳。
本发明所提供的有机聚硅氧烷组合物，其中由于硅原子上键合苯环能够屏蔽臭氧对硅氧链氧化造成的破坏，因此能够具备抗臭氧破坏、抗UV光的效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做详细具体的说明，但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。
实施例1:
本实施例中所提供的有机聚硅氧烷组合物，由以下组分组成，
以下组分被用作组分(A)：在分子两端处用二甲基乙烯基甲硅氧基基团封端的含有5％质量的苯基的甲基苯基聚硅氧烷，其具有粘度500mpa·s的粘度(乙烯基基团含量约0.55％质量)100质量份。
将下列组分用作组分(B)：甲基苯基聚硅氧烷，其具有粘度30mm2/s，苯基含量5％质量，其硅原子键合的氢原子含量约1.0％质量4.07质量份。
将以下组分被用作组分(C)：铂的1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷复合物溶液(铂金属含量为约3000ppm)5.2质量份。
将以下组分被用作组分(D)：3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.81质量份。
同时，本实施例中按照本领域的常规配比，制备出常规的有机聚硅氧烷组合物进行性能对比。具体的，A组分为在分子两端处用二甲基乙烯基甲硅氧基基团封端的二甲基聚硅氧烷，其具有500mpa·s的粘度(乙烯基基团含量约0.43％质量)。B组分为甲基聚硅氧烷，其具有粘度23mm2/s的动粘度，其硅原子键合的氢原子含量约1.6％质量。其余组分相同。
将本实施例中所制得的有机聚硅氧烷组合物与常规的有机聚硅氧烷组合物进行性能对比，测试方法如下：
离型膜/纸、压敏胶带、保护膜的制备：将聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的50μm厚的薄膜裁制成210×297mm规格的矩形形状。使用MS-ZN320B型涂布器以涂布量为0.5g/m2至1.0g/m2的方式将用于塑料薄膜和纸张的有机聚硅氧烷组合物涂布在其一个面上。同时将经涂布的塑料薄膜在设定为150℃的MS-ZN320B型涂布器上加热30秒以固化有机聚硅氧烷组合物。
离型膜/纸、压敏胶带、保护膜的涂层经臭氧破坏：由上述所制备的离型膜/纸、压敏胶带、保护膜放置在在25℃湿度55％的环境下用型号CX-UV-1500的UV曝光机处理，并且将涂有有机聚硅氧烷涂层的一面朝上放置在曝光机的传输带上，曝光机参数设置能量700mj/cm2，传送带速率5m/min。且UV曝光机可以选择将曝光区通满惰性气体排出空气，以此使曝光区域没有氧气在UV的照射下产生臭氧。
由上述所制备的离型膜/纸、压敏胶带、保护膜硅转移测试：由上述所制备的离型膜/纸、压敏胶带、保护膜贴合25×210mm规格的7475专用测试胶带上并放置25℃湿度55％的环境中24小时后，并在25℃湿度55％的环境中转贴至粗糙度为50±25μm的不锈钢钢板上放置30分钟，同时在25℃湿度55％的环境中使用/>7475专用测试胶带贴合在粗糙度为50±25μm、长度150mm*宽度50mm*厚度1.5mm的不锈钢钢板上放置30分钟。将按照上述方式制备的测试样品拉开胶带露出钢板约15mm，将拉开胶带一边的钢板和拉开的胶带分别使用两个夹具夹住，夹具由拉力机提供，使得胶带的胶面与钢板成剥离角度为180°。以300mm/min的速率剥离测试样品，并且在此时测量平均剥离力。
测试结果如下表所示：
上表中，固化延迟剂：1-乙炔基环己-1-醇。由上表中进行对比可知，本实施例所制得的有机聚硅氧烷组合物与常规方法所制得有机聚硅氧烷组合物相比，两者在未曝光处理或通氮气UV曝光处理的条件下的粘性相近，但是当常规方法所制得有机聚硅氧烷组合物在未通氮气UV曝光处理时，由于曝光区域的氧气在UV的照射下产生臭氧，臭氧破坏了其涂层，因此其粘性数值由3199降低至2566，而本实施例所制备的有机聚硅氧烷组合物在同样的未通氮气UV曝光处理条件下，其粘性数值几乎没有下降。因此本实施例所制备的有机聚硅氧烷组合物具备耐UV光照、抗臭氧破坏的能力。
实施例2:
本实施例中所提供的有机聚硅氧烷组合物，由以下组分组成，
以下组分被用作组分(A)：在分子两端处用二甲基乙烯基甲硅氧基基团封端的含有8％质量的苯基的甲基苯基聚硅氧烷，其具有粘度1000mpa·s的粘度(乙烯基基团含量约0.48％质量)100质量份。
将下列组分用作组分(B)：甲基苯基聚硅氧烷，其具有粘度35mm2/s，苯基含量8％质量，其硅原子键合的氢原子含量约0.8％质量4.55质量份。
将以下组分被用作组分(C)：铂的1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷复合物溶液(铂金属含量为约3000ppm)4.8质量份。
将以下组分被用作组分(D)：3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.86质量份。
将本实施例中所制备的有机聚硅氧烷组合物进行实验测试，测试方法与实施例1中一致，测试结果证明本实施例所提供的有机聚硅氧烷组合物具备耐UV光照、抗臭氧破坏的能力。
实施例3:
本实施例中所提供的有机聚硅氧烷组合物，由以下组分组成，
以下组分被用作组分(A)：在分子两端处用二甲基乙烯基甲硅氧基基团封端的含有10％质量的苯基的甲基苯基聚硅氧烷，其具有粘度300mpa·s的粘度(乙烯基基团含量约0.67％质量)100质量份。
将下列组分用作组分(B)：甲基苯基聚硅氧烷，其具有粘度22mm2/s，苯基含量10％质量，其硅原子键合的氢原子含量约1.2％质量3.89质量份。
将以下组分被用作组分(C)：铂的1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷复合物溶液(铂金属含量为约3000ppm)5.45质量份。
将以下组分被用作组分(D)：3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.88质量份。
将本实施例中所制备的有机聚硅氧烷组合物进行实验测试，测试方法与实施例1中一致，测试结果证明本实施例所提供的有机聚硅氧烷组合物具备耐UV光照、抗臭氧破坏的能力。
Claims (1)
1.一种用于塑料薄膜和纸张涂层中耐UV光照的有机聚硅氧烷组合物，其特征在于包括以下组分：
A：由以下平均单元式表示的有机聚硅氧烷100质量份：
（R1 3SiO1/2）a（R2 2SiO2/2）b
上述单元式中含有1%以上质量比的苯基，且其中至少两个R1为烯基基团，剩余R1为各自独立地未取代的或卤素取代的，且不具有脂肪族不饱和键的单价烃基团或1%以上质量比的苯基或烯基基团；R2为各自独立地未取代的或卤素取代的，且不具有脂肪族不饱和键的单价烃基团或1%以上质量比的苯基或烯基基团；并且a、b不为0；
具体的，采用在分子两端处用二甲基乙烯基甲硅氧基基团封端的含有5%质量的苯基的甲基苯基聚硅氧烷，其粘度为500mpa·s，乙烯基基团含量0.55%质量百分比；
B：由以下平均单元式表示的有机聚硅氧烷4.07质量份：
（R1 3SiO1/2）a（R2 2SiO2/2）b
上述单元式中含有1%以上质量比的苯基，且其中具有键合到硅原子上的氢原子，R1为各自独立地未取代的或卤素取代的，且不具有脂肪族不饱和键的单价烃基团或氢原子或1%以上质量比的苯基；R2为各自独立地未取代的或卤素取代的，且不具有脂肪族不饱和键的单价烃基团或氢原子或1%以上质量比的苯基；并且a、b不为0；
具体的，采用甲基苯基聚硅氧烷，其具有粘度30mm2/s，苯基含量5%质量百分比，其硅原子键合的氢原子含量为1.0%质量百分比；
C：硅氢加成催化剂5.2质量份；具体采用铂的1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷复合物溶液；
D：3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷 0.81质量份；
上述有机聚硅氧烷组合物涂布在塑料薄膜和纸张涂层上加热固化后，其在未通氮气条件下进行UV曝光处理后测试到的粘性数值为3200 g/inch，在通氮气条件下进行UV曝光处理后测试到的粘性数值为3156 g/inch，所述UV曝光处理参数为700mj/cm2×5m/min。
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