CN114539920A - 用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是指用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物，包括如下重量份数的组分：有机硅基胶30‑50份、交联剂1‑6份、催化剂3‑9份、抑制剂1‑5份、促进剂6‑12份、有机溶剂60‑80份；其中，所述有机硅基胶包括甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油。本发明的有机硅组合物涂覆于热熔型聚氨酯涂层和有机硅涂层之间，可以起到粘接热熔型聚氨酯涂层和有机硅涂层的作用，解决现有热熔型聚氨酯涂层和有机硅涂层粘接不稳定的问题。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是指用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物。
背景技术
聚氨酯合成革是塑料工业的一个重要组成部分，在国民经济各行业被广泛使用。经过不断开发，聚氨酯合成革无论在产品质量、品种，还是产量上都得到了快速地增长，在人类的日常生活中占据着十分重要的地位。
传统的聚氨酯类涂层在应用时需要通过涂胶的方式将聚氨酯类涂层贴附至对应的产品表面，加工效率较低，且二次涂胶工艺会对环境产生污染。为了解决该问题，现有技术通过在膜材上流延热熔型的聚酯、聚醚类聚氨酯，固化后形成可热熔粘接的涂层，然后在热熔型粘接涂层上涂布聚氨酯类材料，制成可热压自粘的聚氨酯类功能性产品，这样避免了下游工业生产中二次涂胶，有效提高加工效率。
因聚氨酯类涂层自身的化学材料特点，即使包括后期的表面处理，在其固化成型后，在耐水、耐溶剂、耐涂鸦、耐候性上仍然表现一般，限制了聚氨酯类涂层的应用。而有机硅涂层具有环保无毒、耐候性好、憎水、难燃及生理惰性等诸多优异特性，将有机硅涂层与聚氨酯涂层结合可使聚氨酯产品具有有机硅材料的优异性能，弥补聚氨酯产品的缺陷。
但是现有的有机硅涂层涂覆于聚氨酯涂层表面时，存在表面张力低、与聚氨酯类涂层的粘接难度大且不稳定的问题。
发明内容
本发明提供一种用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物，解决了现有有机硅涂层与聚氨酯涂层之间存在粘接不稳定的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物，包括如下重量份数的组分：
其中，所述有机硅基胶包括甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油。
本发明的有机硅组合物通过采用上述组分进行复配，并严格控制各组分之间的配比，使制得的有机硅组合物不仅对热熔型聚氨酯涂层具有优异的粘接效果，同时对有机硅涂层也具有优异的粘接效果，将本发明的有机硅组合物涂覆于热熔型聚氨酯涂层和有机硅涂层之间，可以起到粘接热熔型聚氨酯涂层和有机硅涂层的作用，解决现有热熔型聚氨酯涂层和有机硅涂层粘接不稳定的问题。
具体的，上述的热熔型聚氨酯涂层为热熔型的聚酯、改性聚酯或聚醚类聚氨酯涂层。
本发明的有机硅组合物通过采用特定的组分及配比，使制得的有机硅组合物能与热熔型聚酯、改性聚酯及聚醚类聚氨酯的官能团发生交联反应，使有机硅组合物涂层与热熔型聚氨酯涂层能牢牢粘接在一起，不易发生剥离；同时，本发明的有机硅组合物还能与后续涂覆的有机硅涂层进行反应，从而起到连接两种本不可相互附着的材料的效果。
进一步的，本发明通过采用甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油进行复配，再与其他助剂进行混合，有效提高有机硅组合物的粘性，其中，甲基乙烯基硅橡胶不仅能提高有机硅组合物的粘接性能，其耐高低温耐老化等性能还能提高本发明有机硅组合物的耐水解性能，通过采用甲基乙烯基硅橡胶并与其他组分进行复核，使制得的有机硅组合物应用聚氨酯合成革产品上时，产品的耐水解性能更佳，在双 85条件下(85℃、85％湿度)产品不易发生内聚力破坏。本发明还通过添加端羟基局二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷，不仅提高有机硅组合物的粘接性能，且其能与热熔型聚氨酯涂层中的官能团进行交联反应，进而大大提高本发明的有机硅组合物与热熔型聚氨酯涂层的粘接性能，进一步提高有机硅涂层和热熔型聚氨酯涂层之间的粘接力，使两者可以进行稳定粘接，不易发生剥离。本发明的交联剂、催化剂、促进剂、抑制剂等的添加，均有利于促进组合物中各组分进行交联，提高组合物对热熔型聚氨酯涂层和有机硅涂层的粘接性能。
其中,所述甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油之间的重量比为1:1-3:2-6:2-4:2-6:10-15。
其中,所述乙烯基硅油的粘度为50000-80000cp。具体的，所述乙烯基硅油为乙烯基封端的聚有机硅氧烷。
其中，所述交联剂为含氢硅油。采用含氢硅油作为交联剂，可与乙烯基硅油反应交联，使本发明的有机硅组合物具有优秀的粘性，同时结构中的Si-O 键键能高，耐候性优异，具有独特的空间排布，能适应更广泛的温度变化，满足不同领域的应用需求。具体的，所述含氢硅油为侧链含氢或端含氢硅油。
其中，所述催化剂为氯铂酸异丙醇溶液、氯铂酸四氢呋喃溶液、氯铂酸- 二乙烯基四甲基二硅烷中的至少一种。催化剂的选择能催化有机硅基胶中各组分进行交联反应，提高本发明有机硅组合物的粘性。
其中，所述抑制剂为甲基丁炔醇、乙炔基环己醇或其混合物。
其中，所述促进剂为环烷酸锌、环烷酸锡、环烷酸钴、环烷酸铁、环烷酸铈、羧酸锌、羧酸锡、羧酸钴、羧酸铁、辛酸锌、异辛酸锌、樟脑醌或钛酸酯中的至少一种。上述促进剂的选择可以促使催化剂更快速的催化硅氢加成反应，提高本发明的有机硅组合物的粘性。
其中，所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、异构烷烃、正庚烷、N，N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、环保型脱芳香烃溶剂D80中的至少一种。
上述的用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤一、在25℃的条件下，在捏合机中，将甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油混合并充分搅拌捏合，升温至120-150℃搅拌1-2h，获得有机硅基胶；
步骤二、将有机硅基胶、交联剂、催化剂、抑制剂、促进剂加入有机溶剂中，混合搅拌均匀，获得用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物。
上述的用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物的应用方法：将上述制得的有机硅组合物均匀涂覆于热熔型聚氨酯层表面，在120-150℃的温度下将有机硅组合物烘干，使热熔型聚氨酯涂层表面形成厚度为10μm的有机硅粘接涂层，然后在有机硅粘接涂层表面采用干法贴面的工艺，将有机硅涂层按照实际需求涂覆于有机硅粘接涂层上，形成表面为有机硅涂层、可热压粘接的新型材料。
应用时，将该产品的热熔型聚氨酯涂层热压于基材表面即可，并根据不同的基材满足平贴、热塑、吸塑等后加工，可广泛应用于合成革、家具面材、装饰材料、电子包装等，具有较高的经济价值和环保价值。
本发明的有益效果：
本发明的有机硅组合物通过采用特定的组分进行复配，并严格控制各组分之间的配比，使制得的有机硅组合物不仅对热熔型聚氨酯涂层具有优异的粘接效果，同时对有机硅涂层也具有优异的粘接效果，将本发明的有机硅组合物涂覆于热熔型聚氨酯涂层和有机硅涂层之间，可以起到粘接热熔型聚氨酯涂层和有机硅涂层的作用，解决现有热熔型聚氨酯涂层和有机硅涂层粘接不稳定的问题。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物，包括如下重量份数的组分：
其中，所述有机硅基胶包括甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油。
其中，所述甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油之间的重量比为1:2:4:3:4:12，所述乙烯基硅油的粘度为65000cp，所述乙烯基硅油为乙烯基封端的聚有机硅氧烷。
其中，所述交联剂为侧链含氢硅油。
其中，所述催化剂为氯铂酸异丙醇溶液。
其中，所述抑制剂为甲基丁炔醇。
其中，所述促进剂为环烷酸锌。
其中，所述有机溶剂为甲苯。
上述的用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤一、按上述各物质的重量配比，在25℃的条件下，在捏合机中，将甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油混合并充分搅拌捏合，升温至135℃搅拌1.5h，获得有机硅基胶；
步骤二、按上述各物质的重量配比，将有机硅基胶、交联剂、催化剂、抑制剂、促进剂加入有机溶剂中，混合搅拌均匀，获得有机硅组合物。
上述有机硅组合物的应用方法：将上述制得的有机硅组合物均匀涂覆于热熔型聚氨酯层表面，在120-150℃的温度下将有机硅组合物烘干，使热熔型聚氨酯涂层表面形成厚度为10μm的有机硅粘接涂层，然后在有机硅粘接涂层表面采用干法贴面的工艺，将有机硅涂层按照实际需求涂覆于有机硅粘接涂层上，将该材料的热熔型聚氨酯涂层热压于基材表面，制得表面为有机硅涂层的聚氨酯类产品。
实施例2
一种用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物，包括如下重量份数的组分：
其中，所述有机硅基胶包括甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油。
其中，所述甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油之间的重量比为1:1:2:2:2:10，所述乙烯基硅油的粘度为50000cp，所述乙烯基硅油为乙烯基封端的聚有机硅氧烷。
其中，所述交联剂为侧链含氢硅油。
其中，所述催化剂为氯铂酸四氢呋喃溶液。
其中，所述抑制剂为乙炔基环己醇。
其中，所述促进剂为环烷酸锡。
其中，所述有机溶剂为环保型脱芳香烃溶剂D80。
上述的有机硅组合物的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤一、按上述各物质的重量配比，在25℃的条件下，在捏合机中，将甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油混合并充分搅拌捏合，升温至120℃搅拌2h，获得有机硅基胶；
步骤二、按上述各物质的重量配比，将有机硅基胶、交联剂、催化剂、抑制剂、促进剂加入有机溶剂中，混合搅拌均匀，获得有机硅组合物。
上述有机硅组合物的应用方法：将上述制得的有机硅组合物均匀涂覆于热熔型聚氨酯层表面，在120-150℃的温度下将有机硅组合物烘干，使热熔型聚氨酯涂层表面形成厚度为10μm的有机硅粘接涂层，然后在有机硅粘接涂层表面采用干法贴面的工艺，将有机硅涂层按照实际需求涂覆于有机硅粘接涂层上，将该材料的热熔型聚氨酯涂层热压于基材表面，制得表面为有机硅涂层的聚氨酯类产品。
实施例3
一种用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物，包括如下重量份数的组分：
其中，所述有机硅基胶包括甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油。
其中，所述甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油之间的重量比为1:3:6:4:6:15，所述乙烯基硅油的粘度为80000cp，所述乙烯基硅油为乙烯基封端的聚有机硅氧烷。
其中，所述交联剂为端链含氢硅油。
其中，所述催化剂为氯铂酸四氢呋喃溶液。
其中，所述抑制剂为乙炔基环己醇。
其中，所述促进剂为环烷酸锡。
其中，所述有机溶剂为环保型脱芳香烃溶剂D80。
上述的有机硅组合物的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤一、按上述各物质的重量配比，在25℃的条件下，在捏合机中，将甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油混合并充分搅拌捏合，升温至150℃搅拌1h，获得有机硅基胶；
步骤二、按上述各物质的重量配比，将有机硅基胶、交联剂、催化剂、抑制剂、促进剂加入有机溶剂中，混合搅拌均匀，获得有机硅组合物。
上述有机硅组合物的应用方法：将上述制得的有机硅组合物均匀涂覆于热熔型聚氨酯层表面，在120-150℃的温度下将有机硅组合物烘干，使热熔型聚氨酯涂层表面形成厚度为10μm的有机硅粘接涂层，然后在有机硅粘接涂层表面采用干法贴面的工艺，将有机硅涂层按照实际需求涂覆于有机硅粘接涂层上，将该材料的热熔型聚氨酯涂层热压于基材表面，制得表面为有机硅涂层的聚氨酯类产品。
对比例1
对比例1的有机硅组合物与实施例2的区别在于，对比例1不添加端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物。
除了不添加端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物，对比例1的有机硅组合物的制备方法和应用方法与实施例2的相同。
对比例2
对比例2的有机硅组合物与实施例2的区别在于，对比例2不添加氨基硅烷。
除了不添加氨基硅烷，对比例2的有机硅组合物的制备方法和应用方法与实施例2的相同。
对比例3
对比例3的有机硅组合物与实施例2的区别在于，对比例3不添加疏基硅烷。
除了不添加疏基硅烷，对比例3的有机硅组合物的制备方法和应用方法与实施例2的相同。
对比例4
对比例4的有机硅组合物与实施例2的区别在于，对比例4不添加催化剂。
除了不添加催化剂，对比例4的有机硅组合物的制备方法和应用方法与实施例2的相同。
对比例5
对比例5的有机硅组合物与实施例2的区别在于，对比例5不添加交联剂。
除了不添加交联剂，对比例5的有机硅组合物的制备方法和应用方法与实施例2的相同。
对比例6
对比例6为热熔型聚氨酯类产品，对比例6的产品是采用实施例2的有机硅组合物涂覆于热熔型聚氨酯涂层表面，并烘干，使热熔型聚氨酯涂层表面形成厚度为10μm的有机硅粘接涂层，对比例6的烘干条件及热熔型聚氨酯涂层与实施例的相同。
对比例7
对比例7为热熔型聚氨酯类产品，对比例7的产品与实施例2制得的表面为有机硅涂层的聚氨酯类产品的区别在于，对比例7的产品料不包括基材，即对比例7的材料仅包括热熔型聚氨酯涂层、有机硅粘接涂层和有机硅涂层，各涂层材料结构与实施例2的相同。
性能测试
1、剥离强度测试
按DIN53273的规定对实施例1-3及对比例1-5制得的聚氨酯类产品进行实验，测试有机硅涂层和热熔型聚氨酯涂层的剥离强度，评定标准如下，测试结果如表1：
评定标准：
一般级：纵向>1.5kgf/cm，横向>1.2kgf/cm；
加强级：纵向>2.5kgf/cm，横向>2kgf/cm；
超强级：纵向>3kgf/cm,横向>2.5kgf/cm；
表1剥离强度测试结果
2、双85(85℃、85％湿度)恒温恒湿测试
将实施例1-3和对比例6-7制得的聚氨酯类产品放置于恒温恒湿箱中，调整湿度为85％、温度为85℃，测试1周时间和4周时间时各产品材料的性能，测试时，将产品取出恒温恒湿箱，然后用手或设备将热熔型聚氨酯与有机硅粘接涂层撕开，若有机硅粘接涂层与热熔型聚氨酯相互粘接的界面没有发生分离，而是有机硅粘接涂层或热熔型聚氨酯涂层发生断裂才能将两涂层撕开，则产品发生内聚破坏，如果产品的有机硅粘接涂层和热熔型聚氨酯涂层从粘接界面被分离开，则说明未出现内聚破坏，测试结果如表2。
表2双85恒温恒湿测试
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物，其特征在于：包括如下重量份数的组分：
其中，所述有机硅基胶包括甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油。
2.根据权利要求1所述的用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物，其特征在于：所述甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油之间的重量比为1:1-3:2-6:2-4:2-6:10-15。
3.根据权利要求1所述的用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物，其特征在于：所述乙烯基硅油的粘度为50000-80000cp。
4.根据权利要求1所述的用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物，其特征在于：所述乙烯基硅油为乙烯基封端的聚有机硅氧烷。
5.根据权利要求1所述的用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物，其特征在于：所述交联剂为含氢硅油。
6.根据权利要求1所述的用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物，其特征在于：所述催化剂为氯铂酸异丙醇溶液、氯铂酸四氢呋喃溶液、氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅烷中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物，其特征在于：所述抑制剂为甲基丁炔醇、乙炔基环己醇或其混合物。
8.根据权利要求1所述的用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物，其特征在于：所述促进剂为环烷酸锌、环烷酸锡、环烷酸钴、环烷酸铁、环烷酸铈、羧酸锌、羧酸锡、羧酸钴、羧酸铁、辛酸锌、异辛酸锌、樟脑醌或钛酸酯中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物，其特征在于：所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、异构烷烃、正庚烷、N，N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、环保型脱芳香烃溶剂D80中的至少一种。
10.一种权利要求1-9任意一项所述的用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物的制备方法，其特征在于：包括如下制备步骤：
步骤一、在25℃的条件下，在捏合机中，将甲基乙烯基硅橡胶、生胶、端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基硅烷、疏基硅烷和乙烯基硅油混合并充分搅拌捏合，升温至120-150℃搅拌1-2h，获得有机硅基胶；
步骤二、将有机硅基胶、交联剂、催化剂、抑制剂、促进剂加入有机溶剂中，混合搅拌均匀，获得用于热熔型聚酯与聚醚类聚氨酯涂层表面的有机硅组合物。
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