CN114901764A - 用于制备防粘涂料、防粘涂料组合物的组合物及相关方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于形成防粘涂料组合物的基础组合物。该基础组合物包含(A)在不存在任何溶剂的情况下在25℃处为液体的硅酸盐树脂。该(A)硅酸盐树脂平均每分子包含至少一个硅键合的烯属不饱和基团。该组合物还包含(B)有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷平均每分子包含至少两个硅键合的烯属不饱和基团。还公开了一种制备该基础组合物的方法,以及一种制备防粘涂料组合物的方法。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求提交于2019年12月30目的美国临时专利申请号62/955,114的优先权和所有优点,所述专利申请的内容以引用方式并入本文。
技术领域
本公开一般涉及一种组合物,并且更具体地涉及用于制备防粘涂料的组合物以及相关方法。
背景技术
有机硅组合物是本领域中已知的并且用于无数行业和最终用途应用中。一种此类最终用途应用是形成防粘涂料或衬垫,粘合剂可从这些防粘涂料或衬垫去除。例如,有机硅防粘组合物可用于涂布各种基底,诸如纸,以得到用于层合压敏粘合剂(例如,胶带)的防粘衬垫。此类有机硅防粘组合物通常是可加成固化的。
常规的防粘衬垫通常通过使具有不饱和烃基团的有机聚硅氧烷与有机氢聚硅氧烷在硅氢加成反应催化剂的存在下进行加成反应(或硅氢加成)而形成。另外,各种添加剂,如防粘改性剂和防雾添加剂,并入有机硅防粘组合物中以改善所得防粘衬垫或其制备方法的性能。
发明内容
本发明公开了一种用于形成防粘涂料组合物的基础组合物。基础组合物包含(A)在不存在任何溶剂的情况下在25℃处为液体的硅酸盐树脂。该(A)硅酸盐树脂平均每分子包括至少一个硅键合的烯属不饱和基团。基础组合物还包含(B)有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷平均每分子包含至少两个硅键合的烯属不饱和基团。
还公开了一种制备基础组合物的方法,以及一种制备防粘涂料组合物的方法。附加地,本发明公开了一种制备包括设置在基底上的防粘涂料的涂布基底的方法,以及根据该方法形成的涂布基底。
具体实施方式
本发明公开了一种用于形成防粘涂料组合物的基础组合物。基础组合物本文可以仅称为组合物。
基础组合物包含(A)在不存在任何溶剂的情况下在25℃处为液体的硅酸盐树脂。该(A)硅酸盐树脂可另选地称为有机硅树脂,但鉴于该(A)硅酸盐树脂中存在Q甲硅烷氧基单元或SiO4/2单元,其是硅酸盐树脂。一般来讲,有机硅树脂且尤其硅酸盐树脂由于其三维网状结构而在25℃处为固体。鉴于加工固体有机硅树脂较困难,有机硅树脂通常溶解于溶剂中并且用作有机硅树脂组合物,其包含溶解于溶剂(例如,脂族或芳族烃溶剂)中的固体有机硅树脂或由其组成。以此方式,有机硅树脂组合物在25℃或室温处为液体,这允许更容易地加工该有机硅树脂组合物。例如,有机硅树脂组合物能够与其他组分或组合物组合,以液体形式用于各种最终用途应用。类似地,在不存在任何溶剂的情况下在25℃处为固体的常规有机硅树脂不易与液体有机硅混溶。这意味着当制备有机硅组合物时,在25℃处为固体的常规有机硅树脂不能容易地在不存在有机溶剂的情况下与液体有机硅,例如液体有机聚硅氧烷混合或溶解。因此,当常规的有机硅树脂用于有机硅组合物中时,有机溶剂通常需要用于形成有机硅组合物的目的并且随后以组合物形式或在固化时挥发。
相比之下,该(A)硅酸盐树脂在不存在任何溶剂的情况下在25℃处是液体。因此,与常规的有机硅树脂不同,该(A)硅酸盐树脂在25℃处不归因于任何溶剂,例如有机溶剂的存在便是液体。该(A)硅酸盐树脂由不含任何溶剂或载体媒介物的硅酸盐树脂组成。在具体实施方案中,取决于(A)硅酸盐树脂及其特性的选择,(A)硅酸盐树脂不仅在25℃下在没有任何溶剂的情况下为液体,而且基础组合物中(A)硅酸盐树脂可与(B)有机聚硅氧烷混溶,所述有机聚硅氧烷包括平均每个分子至少两个硅键合的烯属不饱和基团。这允许在不需要任何溶剂,或用于从基础组合物中去除溶剂的相关加工步骤的情况下容易地形成基础组合物。
“液体”意指在不存在任何溶剂的情况下(A)硅酸盐树脂能够在25℃处流动和/或在25℃处具有能够测量的粘度。通常,(A)硅酸盐树脂的粘度能够在25℃处通过具有转子的Brookfield LV DV-E粘度计测量,该转子被选择为适合于(A)硅酸盐树脂的粘度。(A)硅酸盐树脂的粘度可变化,特别是基于其中存在的M、D、T和/或Q甲硅烷氧基单元的含量,如下所述。
在具体的实施方案中,(A)硅酸盐树脂具有以下平均式:
[W]a[X]b[Y]c[Z]d,
其中0<a<1;0≤b<1;0<c<1;并且0<d<1;条件是a+b+c+d=1。下标a、b、c和d是(A)硅酸盐树脂中的W、X、Y和Z单元的摩尔分数。
在上述(A)硅酸盐树脂的平均式中,使用[W]、[X]、[Y]和[Z]代替更常见的命名[M]、[D]、[T]和[Q]。如本领域所理解的,M甲硅烷氧基单元包括一个硅氧烷键(即,-O-Si-);D甲硅烷氧基单元包括两个硅氧烷键;T甲硅烷氧基单元包括三个硅氧烷键;并且Q甲硅烷氧基单元包括四个硅氧烷键。
然而,出于本公开的目的,[W]指示包括一个-Si-O-键的甲硅烷氧基单元,其可以是硅氧烷键或其前体。硅氧烷键的前体是-Si-OZ键,其中Z独立地是H、烷基基团或阳离子(如K+或Na+),另选地H或烷基基团。硅醇基团和烷氧基基团可以水解和/或缩合以得到硅氧烷键,并且通常固有地存在于大多数有机硅树脂中。硅氧烷键的此类前体可以通过有机硅树脂的稠化(bodying)而最小化,这导致与水和/或醇作为副产物进一步缩合。因此,出于本公开的目的,[W]指示[R3SiO1/2],其中每个R是独立选择的烃基基团。
此外,出于本公开的目的,[X]指示包括两个-Si-O-键的甲硅烷氧基单元,其可独立地是硅氧烷键或其前体。因此,出于本公开的目的,[X]是[R2SiO1/2(OZ)]b’[R2SiO2/2]b”,其中每个R被独立地选择并且如上所定义;0≤b’≤b;0≤b”≤b;条件是b’+b”=b;并且其中每个Z独立地是H、烷基基团或阳离子。(A)硅酸盐树脂中,下标b’和b”指示分别由下标b′指示和由下标b”指示的[X]甲硅烷氧基单元的相对摩尔分数,其中b’和b”的总和为b。在由b’指示的[X]甲硅烷氧基单元中,存在一个硅氧烷键和一个Si-OZ键,并且在由下标b”指示的[X]甲硅烷氧基单元中,存在两个硅氧烷键。
此外,出于本公开的目的,[Y]指示包括三个-Si-O-键的甲硅烷氧基单元,其可独立地是硅氧烷键或其前体。因此,出于本公开的目的,[Y]是[RSi(OZ)c’O3-c’/2],其中每个R被独立地选择并且如上所定义;c′是0至2的整数并且在(A)硅酸盐树脂中由下标c指示的每个Y甲硅烷氧基单元中独立地选择。因此,[Y]可指示以下甲硅烷氧基单元的任何组合:[RSiO3/2]、[RSi(OZ)1O2/2]和/或[RSi(OZ)2O1/2]。
此外,出于本公开的目的,[Z]指示包括四个-Si-O-键的甲硅烷氧基单元,其可独立地是硅氧烷键或其前体。因此,出于本公开的目的,[Z]是[Si(OZ)d'O4-d'/2],其中每个Z被独立地选择并且如上所定义,并且下标d′是0至3的整数并且在(A)硅酸盐树脂中由下标d指示的每个甲硅烷氧基单元中独立地选择。(A)硅酸盐树脂可包括由下标d指示的甲硅烷氧基单元,其中d’是0,d’是1,d’是2,并且d’是3。由[Z]表示的甲硅烷氧基单元可具有一个、两个、三个或四个硅氧烷键,其中剩余为Si-OZ部分。因此,[Z]可指示以下甲硅烷氧基单元的任何组合:[SiO4/2]、[Si(OZ)O3/2]、[Si(OZ)2O2/2]和/或[Si(OZ)3O1/2]。
在某些实施方案中,下标a是大于零至0.9、另选地大于0至0.8、另选地大于0至0.7、另选地大于0至0.6、另选地大于0至0.5。在具体的实施方案中,下标a是从0.10到0.50,另选地从0.15到0.40,另选地从0.25到0.35。
在这些或其他实施方案中,下标b是从0到0.9,另选地从0到0.8,另选地从0到0.7,另选地从0到0.6,另选地从0到0.5,另选地从0到0.4。在具体的实施方案中,下标b大于0到0.30,另选地大于0到0.25,另选地大于0到0.20,另选地0.10到0.20。在其它实施方案中,下标b为0。下标b’和b”定义由[X]表示的特定甲硅烷氧基单元的相对量。如上所述,0≤b’≤b;0≤b”≤b;条件是b’+b”=b。下标b′可以是0,而下标b”是b,或下标b’可以是b,而下标b”是0,或下标b’和b”可都为0。当由b’和b”指示的两个甲硅烷氧基单元都存在于(A)硅酸盐树脂中时,0<b’<1;0<b”<1;条件是b’+b”=b。
在这些或其他实施方案中,下标c是大于零至0.9、另选地大于0至0.8、另选地大于0至0.7、另选地大于0至0.6、另选地大于0至0.5、另选地大于0至0.4。在具体的实施方案中,下标c是大于0至0.30、另选地大于0至0.25、另选地大于0至0.20。
在这些或其他实施方案中,下标d是大于零至0.9、另选地大于0至0.8、另选地大于0至0.7、另选地大于0至0.6。另选地,在这些或其他实施方案中,d是0.1至0.9,另选地0.2至0.9,另选地0.3至0.9,另选地0.4至0.9。在具体的实施方案中,下标d是0.35至0.60、另选地0.40至0.60、另选地0.40至0.55、另选地0.45至0.55。
R是独立选择的烃基基团,并且(A)硅酸盐树脂的每个分子中平均至少一个,另选地至少两个R是烯属不饱和基团。通常,适用于R的烃基基团可以独立地为直链、支链、环状或它们的组合。环状烃基基团包括芳基基团以及饱和或非共轭的环状基团。环状烃基基团可独立地是单环的或多环的。直链和支链烃基基团可以独立地为饱和或不饱和的。直链和环状烃基基团的组合的一个示例为芳烷基基团。烃基基团的一般示例包括烷基基团、芳基基团、烯基基团、卤代碳基团等,以及它们的衍生物、改性物和组合。合适的烷基基团的示例包括甲基、乙基、丙基(例如异丙基和/或正丙基)、丁基(例如异丁基、正丁基、叔丁基和/或仲丁基)、戊基(例如异戊基、新戊基和/或叔戊基)、己基、十六基、十八基,以及具有6个至18个碳原子的支链饱和烃基团。合适的非共轭环状基团的示例包括环丁基、环己基和环庚基基团。合适的芳基基团的示例包括苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、苄基和二甲基苯基。合适的烯基基团的示例包括乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、异丁烯基、戊烯基、庚烯基、己烯基、十六烯基、十八烯基和环己烯基基团。合适的一价卤代烃基团(即,烃基团)的示例包括卤代烷基基团、芳基基团以及它们的组合。卤代烷基基团的示例包括上述其中一个或多个氢原子被卤素原子诸如F或Cl替代的烷基基团。卤代烷基基团的具体示例包括氟甲基、2-氟丙基、3,3,3-三氟丙基、4,4,4-三氟丁基、4,4,4,3,3-五氟丁基、5,5,5,4,4,3,3-七氟戊基、6,6,6,5,5,4,4,3,3-九氟己基、以及8,8,8,7,7-五氟辛基、2,2-二氟环丙基、2,3-二氟环丁基、3,4-二氟环己基、以及3,4-二氟-5-甲基环庚基、氯甲基、氯丙基、2-二氯环丙基和2,3-二氯环戊基基团,以及它们的衍生物。卤代芳基基团的示例包括上述其中一个或多个氢原子被卤素原子诸如F或Cl替代的芳基基团。卤代芳基基团的具体示例包括氯苄基和氟苄基基团。
在具体的实施方案中,每个R独立地选自具有1个至32个、另选地1个至28个、另选地1个至24个、另选地1个至20个、另选地1个至16个、另选地1个至12个、另选地1个至8个、另选地1个至4个、另选地1个碳原子的烷基基团,以及具有2个至32个、另选地2个至28个、另选地2个至24个、另选地2个至20个、另选地2个至16个、另选地2个至12个、另选地2个至8个、另选地2个至4个、另选地2个碳原子的烯属不饱和(即,烯基和/或炔基基团)基团。“烯基”意指具有一个或多个碳-碳双键的非环状、支链或非支链的单价烃基。其具体示例包括乙烯基基团、烯丙基基团、己烯基基团和辛烯基基团。“炔基”意指具有一个或多个碳-碳三键的非环状、支链或非支链的单价烃基。其具体示例包括乙炔基、丙炔基和丁炔基基团。烯属不饱和基团的各种示例包括CH2=CH-、CH2=CHCH2-、CH2=CH(CH2)4-、CH2=CH(CH2)6-、CH2=C(CH3)CH2-、H2C=C(CH3)-、H2C=C(CH3)-、H2C=C(CH3)CH2-、H2C=CHCH2CH2-、H2C=CHCH2CH2CH2-、HC≡C-、HC≡CCH2-、HC≡CCH(CH3)-、HC≡CC(CH3)2-和HC≡CC(CH3)2CH2-。通常,当R是烯属不饱和基团时,烯属不饱和(ethylenic unsaturation)在R的末端。如本领域所理解的,烯属不饱和可以称为脂族不饱和。
在具体的实施方案中,仅由下标b或c指示的甲硅烷氧基单元包括具有烯属不饱和的R基团。在这些实施方案中,由下标a指示的甲硅烷氧基单元的R基团不含烯属不饱和,并且其具体示例是甲基。在某些实施方案中,(A)硅酸盐树脂,作为由下标b指示的甲硅烷氧基单元包括二甲基甲硅烷氧基单元和甲基乙烯基甲硅烷氧基单元两者。在其他实施方案中,(A)硅酸盐树脂,作为由下标b指示的甲硅烷氧基单元包括甲基乙烯基甲硅烷氧基单元,但不包括二甲基甲硅烷氧基单元。在其它实施方案中,烯属不饱和仅在由下标c指示的单位中存在,而不在下标b指示的单位中存在,或同时在由下标b和c两者指示的单位中存在。当制备(A)硅酸盐树脂时,可选择性地控制此类甲硅烷氧基单元的相对量。如本领域所理解的,上文所阐述的甲硅烷氧基单元仅是示例性的,并且甲基可以被其他烃基基团替代,并且乙烯基可以被其他烯属不饱和基团替代。
在某些实施方案中,基于每个分子中Si的总摩尔数计,(A)硅酸盐树脂具有12%至80%、另选地15%至70%、另选地15%至60%、另选地15%至50%、另选地15%至40%、另选地15%至30%的SiOZ部分含量。通常,当下标b为0,例如40至60,另选地45至55时,SiOZ部分的含量更高。SiOZ部分的含量可以通过29Si-NMR来计算。具体地,确定(A)硅酸盐树脂中以下甲硅烷氧基单元的摩尔含量:
W=R3SiO1/2
X1=R2(OZ)SiO1/2
X2=R2SiO2/2
Y1=R(OZ)2SiO1/2
Y2=R(OZ)SiO2/2
Y3=RSiO3/2
Z1=(OZ)3SiO1/2
Z2=(OZ)2SiO1/2
Z3=(OZ)SiO3/2
Z4=SiO4/2
呈摩尔%的相对于硅原子的OZ含量可用下式计算,其中式中的每个峰的标记对应于对应该标记的峰下的积分面积:
在这些或其他实施方案中,另选地基于(A)硅酸盐树脂的总重量计,(A)硅酸盐树脂具有重量百分比大于0重量%至10重量%的硅键合的烯属不饱和基团。硅键合的烯属不饱和基团的重量百分比与(A)硅酸盐树脂的粘度无关,这不同于常规固体有机硅树脂的硅键合的烯属不饱和基团的重量百分比,后者是在分散在液体有机聚硅氧烷聚合物或媒介物中后其粘度的函数。因此,例如,可增加硅键合的烯属不饱和基团的重量百分比而不影响(A)硅酸盐树脂的粘度。当制备(A)硅酸盐树脂时,可选择性地控制硅键合的烯属不饱和基团的重量百分比,如下所述。
在这些或其他实施方案中,可与(A)硅酸盐树脂的粘度无关地,选择性地控制(A)硅酸盐树脂中的硅键合的烯属不饱和基团的重量百分比。相比之下,在包括硅键合的烯属不饱和基团的常规有机硅树脂中,其含量是粘度的函数,这限制了在某些粘度下选择性地控制硅键合的烯属不饱和基团含量的能力,从而固有地限制某些最终用途应用。在各种实施方案中,(A)硅酸盐树脂具有1,000至100,000、另选地1,000至50,000、另选地1,000至10,000的重均分子量。可以相对于聚苯乙烯标准品而言,经由凝胶渗透色谱法(GPC)来测量分子量。在这些或其他实施方案中,(A)硅酸盐树脂在25℃处具有10cP至500,000cP、另选地10cP至250,000cP、另选地10cP至100,000cP的粘度。粘度可在25℃处通过具有转子的Brookfield LV DV-E粘度计测量,该转子被选择为如本领域所理解适合于(A)硅酸盐树脂的粘度。当制备(A)硅酸盐树脂时,可控制(A)硅酸盐树脂的粘度和分子量。
在各种实施方案中,(A)硅酸盐树脂由MQ树脂制备,其中M表示(R0SiO3/2)甲硅烷氧基单元,并且Q表示(SiO4/2)甲硅烷氧基单元,其中R0表示硅键合的取代基。此类MQ树脂是本领域中已知的,并且除非设置于溶剂中,否则通常呈固体(例如粉末或薄片)形式。然而,通常在本领域中使用的命名法中,M甲硅烷氧基单元是三甲基甲硅烷氧基单元,而MQ树脂可包括除甲基基团之外的烃基基团。然而,通常,MQ树脂的M甲硅烷氧基单元是三甲基甲硅烷氧基单元。
MQ树脂可具有式MnQ,其中下标n是指当Q甲硅烷氧基单元的摩尔数被归一化为1时,M甲硅烷氧基单元相对于Q甲硅烷氧基单元的摩尔比。n的值越大,MQ树脂的交联密度越小。反之亦然,因为当n的值降低时,M甲硅烷氧基单元的数量减少,并且因此更多的Q甲硅烷氧基单元在未经由M甲硅烷氧基单元进行封端的情况下成网。MQ树脂的式将Q甲硅烷氧基单元的含量归一化为1的事实并不意味着MQ树脂仅包括一个Q单元。通常,MQ树脂包括聚集或键合在一起的多个Q甲硅烷氧基单元。在某些实施方案中,MQ树脂可包括至多4重量百分比、另选地至多3重量百分比、另选地至多2重量百分比的羟基基团。
在具体的实施方案中,下标n<1,例如下标n是0.05至0.99、另选地0.10至0.95、另选地0.15至0.90、另选地0.25至0.85,另选地0.40至0.80。在这些实施方案中,基于摩尔计,在MQ树脂中存在比M甲硅烷氧基单元更多的Q甲硅烷氧基单元。然而,在其他实施方案中,n可>1,例如>1至6、另选地>1至5、另选地>1至4、另选地>1至3、另选地>1至2。
在具体的实施方案中,为了自MQ树脂制备(A)硅酸盐树脂,在碱催化剂存在下使MQ树脂与硅烷化合物反应。硅烷化合物通常包括硅键合的烯属不饱和基团和至少两个,另选地三个硅键合的烷氧基基团。硅键合的烷氧基基团可独立地选择并且通常具有1个至10个、另选地1个至8个、另选地1个至6个、另选地1个至4个、另选地1个或2个、另选地1个碳原子。例如,硅键合的烷氧基基团可以是甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等。例如,硅烷化合物可具有式RSi(OR)3或R2Si(OR)2,其中每个R独立地选择,并且不是烷氧基基团的部分的至少一个R是烯属不饱和基团。当硅烷化合物具有三个硅键合的烷氧基基团时,将硅烷化合物作为由(A)硅酸盐树脂中的[Y]表示的T甲硅烷氧基单元掺入(A)硅酸盐树脂中。当硅烷化合物仅具有两个硅键合的烷氧基基团时,将硅烷化合物作为由(A)硅酸盐树脂中的[X]表示的D甲硅烷氧基单元掺入(A)硅酸盐树脂中。
在下标b大于0的某些实施方案中,(A)硅酸盐树脂进一步用不同于硅烷化合物的第二硅烷化合物制备。当下标b大于0时,第二硅烷化合物具有两个硅键合的烷氧基基团,并且可以具有式R2Si(OR)2,其中每个R独立地选择并且在上文定义。当由下标b指示的甲硅烷氧基单元包括烯属不饱和时,第二硅烷化合物中的至少一个R是烯属不饱和基团。因为若使用,第二硅烷化合物以D甲硅烷氧基单元,即由[X]和下标b指示的那些单元掺入(A)硅酸盐树脂中,所以可基于所需的D甲硅烷氧基单元选择第二硅烷化合物。例如,在(A)硅酸盐树脂包括甲基乙烯基甲硅烷氧基单元的情况下,第二硅烷化合物是甲基乙烯基二烷氧基硅烷,例如甲基乙烯基二甲氧基硅烷。当(A)硅酸盐树脂包括二甲基甲硅烷氧基单元和甲基乙烯基甲硅烷氧基单元时,第二硅烷化合物可包含与二甲基二甲氧基硅烷组合的甲基乙烯基二甲氧基硅烷。当(A)硅酸盐树脂包括二甲基甲硅烷氧基单元时,第二硅烷化合物可以是二甲基二烷氧基硅烷,例如二甲基二甲氧基硅烷。因此,第二硅烷化合物可协同包含两种或更多种不同的硅烷化合物。
在制备(A)硅酸盐树脂的方法中,碱催化剂通常裂解MQ树脂的硅氧烷键,其通常在M甲硅烷氧基单元与Q甲硅烷氧基单元之间,以得到SiOZ基团,其中Z在上文中定义。如果利用,硅烷化合物和第二硅烷化合物可与待掺入其中的SiOZ基团水解和缩合。裂解的甲硅烷氧基键和能够归因于硅烷化合物的线性甲硅烷氧基单元的包含物两者使得(A)硅酸盐树脂在25℃处在不存在任何溶剂的情况下为液体。
与MQ树脂相比的所用硅烷化合物的相对量是(A)硅酸盐树脂中所需的下标c的函数。当需要更多的表示为(A)硅酸盐树脂中的[Y]的T甲硅烷氧基单元时,利用更多的硅烷化合物,反之亦然。此外,如上文所述的第二硅烷化合物以基于硅酸盐树脂中的所需下标b的量来利用,所述量可以是0。鉴于本文的描述,包括此详细描述后的实施例,本领域技术人员理解如何选择性地控制此类含量。
MQ树脂和硅烷化合物(以及如果利用的话第二硅烷化合物)在催化剂存在下反应。通常,催化剂是酸或碱,使得MQ树脂与硅烷化合物之间的反应是酸催化的或碱催化的反应。通常,反应是碱催化的。因此,在某些实施方案中,催化剂可选自包括以下的组:强酸催化剂、强碱催化剂以及它们的组合。强酸催化剂可以是三氟甲烷磺酸等。催化剂通常是强碱催化剂。通常,强碱基催化剂是KOH,但可利用其他碱催化剂,如磷腈碱催化剂。
磷腈催化剂通常包含至少一个-(N=P<)-单元(即磷腈单元)并且通常为具有最多至10个此类磷腈单元(例如,具有平均1.5至最多5个磷腈单元)的低聚物。磷腈催化剂可为例如卤代磷腈,诸如氯磷腈(磷腈氯化物)、含氧卤代磷腈、磷腈的离子衍生物,诸如磷腈盐,特别是磷腈卤化物的离子衍生物,诸如全氯低聚磷腈盐或其部分水解形式。
在具体的实施方案中,催化剂包含磷腈碱催化剂。磷腈碱催化剂可以是本领域任何已知的,但通常具有以下化学式:
((R3 2N)3P=N)t(R3 2N)3-tP=NR3
其中每个R3独立地选自包括以下的组:氢原子、R以及它们的组合,并且t是1至3的整数。若R3是R,则R3通常是具有1个至20个、另选地1个至10个、另选地1个至4个碳原子的烷基基团。在任何(R3 2N)部分中的两个R3基团可以键合到同一氮(N)原子并且连接以完成优选地具有5个或6个成员的杂环。
另选地,磷腈碱催化剂可以是盐并且具有以下另选的化学式中的一个化学式:
[((R3 2N)3P=N)t(R3 2N)3-tP=N(H)R3]+[A-];或者
[((R3 2N)3P=N)s(R3 2N)4-sP]+[A-]
其中每个R3被独立地选择并且如上所定义,下标t如上所定义,下标s为1至4的整数,并且[A]是阴离子,并且通常选自由以下组成的组:氟化物、氢氧化物、硅烷醇化物、醇盐、碳酸酯和碳酸氢盐。在一个实施方案中,磷腈碱为氨基磷腈氢氧化物。
在某些实施方案中,MQ树脂和硅烷化合物(以及如果利用的话第二硅烷化合物)在溶剂的存在下在高温,例如75℃至125℃下反应。合适的溶剂可为烃。合适的烃包括芳族烃,诸如苯、甲苯或二甲苯;和/或脂族烃,诸如庚烷、己烷或辛烷。另选地,溶剂可为卤代烃,诸如二氯甲烷、1,1,1-三氯乙烷或亚甲基氯。中和剂,如乙酸可以用于在反应之后中和催化剂。本领域技术人员可以容易地确定待利用的催化剂的催化量,该催化量随其选择和反应条件而变。所得(A)硅酸盐树脂可经由常规技术(例如汽提或其他挥发技术)从反应产物中分离或回收。
基于基础组合物的总重量计,基础组合物包含量大于0重量%到小于100重量%的(A)硅酸盐树脂。(A)硅酸盐树脂的相对量随基础组合物的最终用途应用而变。当利用基础组合物制备防粘涂料组合物时,基于防粘涂料组合物和由其制备的防粘涂料的期望特性选择基础组合物中的(A)硅酸盐树脂的含量。在某些实施方案中,(A)硅酸盐树脂用作防粘涂料组合物和由其制备的防粘涂料中的防粘改性剂。
通常,基础组合物的余量包含组分(B),另选地是组分(B),其如下所述。在某些实施方案中,基础组合物基本上不含任何溶剂,特别是有机溶剂。基本上不含意味着基于基础组合物的总重量,基础组合物包括的有机溶剂的量小于5重量%,另选地小于1重量%,另选地小于0.5重量%,另选地小于0.25重量%,另选地小于0.1重量%,另选地0重量%。取决于(A)硅酸盐树脂的选择,可以在不存在或不借助于溶剂,例如有机溶剂的情况下形成基础组合物。在某些实施方案中,(A)硅酸盐树脂可与组分(B)混溶,如下所述,在这种情况下,不需要溶剂来形成基础组合物。在其它实施方案中,利用溶剂帮助组分(A)和(B)的混溶性,并且随后去除溶剂。
组合物还包含(B)有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷平均每分子具有至少两个硅键合的烯属不饱和基团。在某些实施方案中,(B)有机聚硅氧烷平均每分子具有至少两个具有末端脂族不饱和基团的硅键合的基团。(B)有机聚硅氧烷可以是直链、支链、部分支链、环状、树脂状(即,具有三维网络),或可以包含不同结构的组合。聚有机硅氧烷可具有平均式:R4 aSiO(4-a)/2,其中每个R4独立地选自一价烃基团或一价卤代烃基团,前提条件是在每个分子中,R4中的至少两个包含脂族不饱和基团,并且其中下标a被选择为使得0<a≤3.2。R4的合适的一价烃基团和一价卤化烃基团如上文针对R所述。聚有机硅氧烷的上述平均式可另选地写成(R4 3SiO1/2)b(R4 2SiO2/2)c(R4SiO3/2)d(SiO4/2)e,其中R4如上所定义,并且下标b、c、d和e各自独立地为≥0至≤1,条件是量(b+c+d+e)=1。本领域技术人员理解这些M、D、T和Q单元及其摩尔分数如何影响上述平均式中的下标a。T单元(由下标d表示)、Q单元(由下标e表示)或两者通常存在于聚有机硅氧烷树脂中,而由下标c表示的D单元通常存在于聚有机硅氧烷聚合物中(并且也可存在于聚有机硅氧烷树脂或支链聚有机硅氧烷中)。
另选地,(B)有机聚硅氧烷可为基本上直链的,另选地为直链的。基本上直链的有机聚硅氧烷可具有平均式:R4 a′SiO(4-a′)/2,其中每个R4并且如上所定义,并且其中下标a′被选择为使得1.9≤a′≤2.2。
在25℃下,组分(B)的基本上直链的有机聚硅氧烷可以是易流动液体或可具有未固化橡胶的形式。基本上直链的有机聚硅氧烷在25℃处可具有10mPa·s至30,000,000mPa·s、另选地10mPa·s至10,000mPa·s、另选地100mPa·s至1,000,000mPa·s、以及另选地100mPa·s至100,000mPa·s的粘度。粘度可在25℃处通过具有转子的BrookfieldLV DV-E粘度计测量,该转子被选择为适合于基本上直链的聚有机硅氧烷,即RV-1至RV-7的粘度。通常,为了具有与组分(A)的混溶性,组分(B)是在25℃处能够流动的液体。
另选地,当(B)有机聚硅氧烷是基本上直链的或直链的时,(B)有机聚硅氧烷可具有平均单元式:(R6R5 2SiO1/2)aa(R6R5SiO2/2)bb(R6 2SiO2/2)cc(R5 3SiO1/2)dd,其中每个R5是独立地选择的不含脂族不饱和基团的一价烃基团或不含脂族不饱和基团的一价卤代烃基团;每个R6独立地选自由烯基和炔基组成的群组;下标aa为0、1或2,下标bb为0或更大,下标cc为1或更大,下标dd为0、1或2,前提条件是量(aa+dd)≥2,并且(aa+dd)=2,前提条件是量(aa+bb+cc+dd)为3至2,000。另选地,下标cc≥0。另选地,下标bb≥2。另选地,量(aa+dd)为2至10、另选地2至8、以及另选地2至6。另选地,下标cc为0至1,000、另选地1至500、以及另选地1至200。另选地,下标bb为2至500、另选地2至200、以及另选地2至100。
R5的一价烃基团的示例有具有1个至6个碳原子的烷基基团、具有6个至10个碳原子的芳基基团、具有1个至6个碳原子的卤代烷基基团、具有6个至10个碳原子的卤代芳基基团、具有7个至12个碳原子的芳烷基基团或具有7个至12个碳原子的卤代芳烷基基团,其中烷基、芳基和卤代烷基如本文所述。另选地,每个R5为烷基基团。另选地,每个R5独立地为甲基、乙基或丙基。R5的每个实例可以相同或不同。另选地,每个R5为甲基基团。
R6的脂族不饱和一价烃基团能够进行硅氢加成反应。R6的合适的脂族不饱和烃基团的示例有如本文所定义的烯基基团,并且示例有乙烯基、烯丙基、丁烯基和己烯基;以及如本文所定义的炔基基团,并且示例有乙炔基和丙炔基。另选地,每个R6可以是乙烯基或己烯基。另选地,每个R6为乙烯基基团。(B)有机聚硅氧烷的烯基或炔基含量可以是基于(B)有机聚硅氧烷的重量计0.1%至1%,另选地0.2%至0.5%。
当(B)有机聚硅氧烷是基本上直链的,另选地是直链的时,该至少两个脂族不饱和基团可键合到在侧链位置、末端位置或侧链位置和末端位置两者中的硅原子。作为具有侧接的硅键合的脂族不饱和基团的(B)有机聚硅氧烷的具体示例,(B)有机聚硅氧烷可具有以下平均单元式:[(CH3)3SiO1/2]2[(CH3)2SiO2/2]cc[(CH3)ViSiO2/2]bb,其中下标bb和cc如上所定义,并且Vi表示乙烯基基团。就该平均式而言,任何甲基基团可被不同的一价烃基团(诸如烷基或芳基)替代,并且任何乙烯基基团可被不同的脂族不饱和一价烃基团(诸如烯丙基或己烯基)替代。另选地,作为平均每分子具有至少两个硅键合的脂族不饱和基团的聚有机硅氧烷的具体示例,(B)有机聚硅氧烷可具有平均式:Vi(CH3)2SiO[(CH3)2SiO]ccSi(CH3)2Vi,其中下标cc和Vi如上所定义。用硅键合的乙烯基基团封端的二甲基聚硅氧烷可单独使用或与以上直接公开的二甲基、甲基-乙烯基聚硅氧烷组合使用作为(B)有机聚硅氧烷。就该平均式而言,任何甲基基团可被不同的一价烃基团替代,并且任何乙烯基基团可被任何末端脂族不饱和一价烃基团替代。因为该至少两个硅键合的脂族不饱和基团可以是侧链的和末端的两者,所以(B)有机聚硅氧烷可另选地具有平均单元式:[Vi(CH3)2SiO1/2]2[(CH3)2SiO2/2]cc[(CH3)ViSiO2/2]bb,其中下标bb、cc和Vi如上所定义。
当(B)有机聚硅氧烷是基本上直链的聚有机硅氧烷时,(B)有机聚硅氧烷的示例有:在分子两端以二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端的二甲基聚硅氧烷,在分子两端以二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端的甲基苯基聚硅氧烷,甲基苯基硅氧烷和在分子两端以二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷的共聚物,甲基乙烯基硅氧烷和在分子两端以二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端的甲基苯基硅氧烷的共聚物,甲基乙烯基硅氧烷和在分子两端以二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端的二苯基硅氧烷的共聚物,甲基乙烯基硅氧烷、甲基苯基硅氧烷和在分子两端以二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷的共聚物,甲基乙烯基硅氧烷和在分子两端以三甲基甲硅烷氧基基团封端的甲基苯基硅氧烷的共聚物,甲基乙烯基硅氧烷和在分子两端以三甲基甲硅烷氧基基团封端的二苯基硅氧烷的共聚物,以及甲基乙烯基硅氧烷、甲基苯基硅氧烷和在分子两端以三甲基甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷的共聚物。
另选地,(B)有机聚硅氧烷可以包含基本上直链的、另选地直链的聚有机硅氧烷,该聚有机硅氧烷选自由以下组成的组:
i)二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷,
ii)二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷),
iii)二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚甲基乙烯基硅氧烷,
iv)三甲基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷),
v)三甲基甲硅烷氧基封端的聚甲基乙烯基硅氧烷,
vi)二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷),
vii)二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/甲基苯基硅氧烷),
viii)二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷),
ix)苯基,甲基,乙烯基-甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷,
x)二甲基己烯基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷,
xi)二甲基己烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/甲基己烯基硅氧烷),
xii)二甲基己烯基甲硅烷氧基封端的聚甲基己烯基硅氧烷,
xiii)三甲基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/甲基己烯基硅氧烷),
xiv)三甲基甲硅烷氧基封端的聚甲基己烯基硅氧烷,
xv)二甲基己烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/甲基己烯基硅氧烷),
xvi)二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/甲基己烯基硅氧烷),以及
xvii)它们的组合。
另选地,(B)有机聚硅氧烷可以包括树脂状聚有机硅氧烷。树脂状聚有机硅氧烷可具有平均式:R4 a”SiO(4-a”)/2,其中每个R4如上所定义独立地选择,并且其中下标a″被选择为使得0.5≤a″≤1.7。
树脂状聚有机硅氧烷具有支链或三维网络分子结构。在25℃处,树脂状聚有机硅氧烷可以呈液体或固体形式。另选地,树脂状聚有机硅氧烷可由以下所例示:仅包含T单元的聚有机硅氧烷,包含T单元与其他甲硅烷氧基单元(例如M、D和/或Q甲硅烷氧基单元)的组合的聚有机硅氧烷,或包含Q单元与其他甲硅烷氧基单元(即M、D和/或T甲硅烷氧基单元)的组合的聚有机硅氧烷。通常,树脂状聚有机硅氧烷包含T和/或Q单元。树脂状聚有机硅氧烷的具体示例包括乙烯基封端的倍半硅氧烷(即,T树脂)和乙烯基封端的MDQ树脂。
另选地,(B)有机聚硅氧烷可包含支链硅氧烷、倍半硅氧烷或支链硅氧烷和倍半硅氧烷两者。
当(B)有机聚硅氧烷包含不同有机聚硅氧烷的共混物时,该共混物可以是物理共混物或混合物。例如,当(B)有机聚硅氧烷包含支链硅氧烷和倍半硅氧烷时,基于组合物中存在的所有组分的合并重量,支链硅氧烷和倍半硅氧烷以相对于彼此使得支链硅氧烷的量和倍半硅氧烷的量组合总计100重量份的量存在。支链硅氧烷可以50重量份至100重量份的量存在,并且倍半硅氧烷可以0重量份至50重量份的量存在。另选地,支链硅氧烷可以50重量份至90重量份的量存在,并且倍半硅氧烷可以10重量份至50重量份的量存在。另选地,支链硅氧烷可以50重量份至80重量份的量存在,并且倍半硅氧烷可以20重量份至50重量份的量存在。另选地,支链硅氧烷可以50重量份至76重量份的量存在,并且倍半硅氧烷可以24重量份至50重量份的量存在。另选地,支链硅氧烷可以50重量份至70重量份的量存在,并且倍半硅氧烷可以30重量份至50重量份的量存在。
(B)有机聚硅氧烷的支链硅氧烷可具有单元式:(R7 3SiO1/2)p(R8R7 2SiO1/2)q(R7 2SiO2/2)r(SiO4/2)s,其中每个R7独立地是不含脂族不饱和基团的一价烃基团或不含脂族不饱和基团的一价卤代烃基团,并且每个R8是烯基基团或炔基基团,两者均如上所述,下标p≥0,下标q>0,15≥r≥995,并且下标s>0。
在直接上述单元式中,下标p≥0。下标q>0。另选地,下标q≥3。下标r是15至995。下标s>0。另选地,下标s≥1。另选地,对于下标p:22≥p≥0;另选地20≥p≥0;另选地15≥p≥0;另选地10≥p≥0;以及另选地5≥p≥0。另选地,对于下标q:22≥q>0;另选地22≥q≥4;另选地20≥q>0;另选地15≥q>1;另选地10≥q≥2;以及另选地15≥q≥4。另选地,对于下标r:800≥r≥15;以及另选地400≥r≥15。另选地,对于下标s:10≥s>0;另选地,10≥s≥1;另选地5≥s>0;以及另选地s=1。另选地,下标s为1或2。另选地,当下标s=1时,则下标p可为0并且下标q可为4。
支链硅氧烷可包含至少两个式(R7 2SiO2/2)m的聚二有机硅氧烷链,其中每个下标m独立地为2至100。另选地,支链硅氧烷可包含键合到式(R7 2SiO2/2)o的四个聚二有机硅氧烷链的式(SiO4/2)的至少一个单元,其中每个下标o独立地是1至100。另选地,支链硅氧烷可具有式:
其中下标u为0或1,每个下标t独立地为0至995、另选地15至995、以及另选地0至100;每个R9是独立地选择的一价烃基团,每个R7是如上所述的独立地选择的不含脂族不饱和基团的一价烃基团或不含脂族不饱和基团的一价卤化烃基团,并且每个R8独立地选自如上所述的由烯基和炔基组成的群组。合适的支链硅氧烷的示例有关国专利6,806,339和美国专利公布2007/0289495中所公开的那些。
在具体的实施方案中,支链硅氧烷具有式R2 yR1 3-ySiO1/2)x(R1R2SiO2/2)z(SiO4/2),其中每个R1为独立选择的不含烯属不饱和的烃基基团;每个R2独立地选自R1和烯属不饱和基团,下标y在由下标x指示的每个甲硅烷氧基单元中独立地选择并且为1或2;各自地;下标x为1.5至6;并且下标z为3至1,000。不含烯属不饱和的烃基基团和烯属不饱和基团的具体示例如上针对R所阐述。
倍半硅氧烷可具有单元式:
(R7 3SiO1/2)i(R8R7 2SiO1/2)f(R7 2SiO2/2)g(R7SiO3/2)h,其中R7和R8如上所述,下标i≥0、下标f>0、下标g是15至995,并且下标h>0。下标i可为0至10。另选地,对于下标i:12≥i≥0;另选地10≥i≥0;另选地7≥i≥0;另选地5≥i≥0;并且另选地3≥i≥0。
另选地,下标f≥1。另选地,下标f≥3。另选地,对于下标f:12≥f>0;另选地,12≥f≥3;另选地,10≥f>0;另选地,7≥f>1;另选地,5≥f≥2;以及另选地7≥f≥3。另选地,对于下标g:800≥g≥15;以及另选地400≥g≥15。另选地,下标h≥1。另选地,下标h为1至10。另选地,对于下标h:10≥h>0;另选地,5≥h>0;以及另选地h=1。另选地,下标h为1至10,另选地下标h为1或2。另选地,当下标h=1时,则下标f可为3并且下标i可为0。基于倍半硅氧烷的重量,下标f的值可足以提供烯基含量为0.1%至1%、另选地0.2%至0.6%的单元式(ii-II)的倍半硅氧烷。合适的倍半硅氧烷的示例有美国专利4,374,967中所公开的那些。
(B)有机聚硅氧烷可包含在至少一种特性诸如结构、分子量、键合到硅原子的一价基团和脂族不饱和基团的含量方面不同的两种或更多种不同的聚有机硅氧烷的组合。组合物可包含基于组合物的总重量计60重量%至99.5重量%、另选地60重量%至98重量%、另选地60重量%至95重量%、另选地70重量%至95重量%、另选地75重量%至95重量%的量的(B)有机聚硅氧烷。
在这些或其他实施方案中,包含(A)硅酸盐树脂和(B)有机聚硅氧烷,另选地由(A)硅酸盐树脂和(B)有机聚硅氧烷组成的基础组合物在25℃下具有一定粘度,使得基础组合物是能够流动的。例如,在某些实施方案中,根据组分(A)和(B)的选择,按(A)∶(B)重量计为40∶60的共混物具有500厘泊(cP)至100,000厘泊、另选地2,000厘泊至50,000厘泊,另选地4,000厘泊至30,000厘泊的粘度。粘度可经由具有转子的Brookfield LV DV-E粘度计测量,该转子被选择为适合于基础组合物的粘度。以上粘度范围是当基础组合物不含任何溶剂,包括有机溶剂时的范围。
在这些或其他实施方案中,相同的基础组合物具有500至500,000、另选地1,000至250,000,另选地10,000至150,000的重均分子量。可以相对于聚苯乙烯标准品而言,经由凝胶渗透色谱法(GPC)来测量分子量。
还提供了制备基础组合物的方法。方法包含将(A)硅酸盐树脂与(B)有机聚硅氧烷组合以得到基础组合物。通常,(A)硅酸盐树脂安置于(B)有机聚硅氧烷中。然而,组分(A)和(B)可以任何方式并且以任何添加顺序,可选地在搅拌或其他混合下组合。因为(A)硅酸盐树脂可与(B)有机聚硅氧烷混溶或在(B)有机聚硅氧烷中混溶,所以所述方法通常不含任何溶剂。
还提供了一种防粘涂料组合物,其包含基础组合物。防粘涂料组合物进一步包含(C)平均每分子具有至少两个硅键合的氢原子的有机硅化合物。(C)有机硅化合物可以是直链、支链、部分支链、环状、树脂状(即,具有三维网络),或可以包含不同结构的组合。(C)有机硅化合物通常是交联剂,并且当形成涂料(例如防粘涂料)时,该有机硅化合物与组分(B)的烯属不饱和基团和组分(A)的那些烯属不饱和基团(如果存在的话)反应。通常,(C)有机硅化合物包含有机氢硅氧烷。
(C)有机硅化合物可包含M、D、T和/或Q甲硅烷氧基单元的任何组合,只要(C)有机硅化合物每分子包含至少两个硅键合的氢原子即可。这些甲硅烷氧基单元可以多种方式组合而形成环状、直链、支链和/或树脂状(三维网状)结构。取决于M、D、T和/或Q单元的选择,(C)有机硅化合物可以是单体的、聚合物的、低聚的、直链的、支链的、环状的和/或树脂状的。
因为参考上述甲硅烷氧基单元,(C)有机硅化合物每分子平均包括至少两个硅键合的氢原子,所以(C)有机硅化合物可包含以下可选地与不包括任何硅键合的氢原子的甲硅烷氧基单元组合的包括硅键合的氢原子的甲硅烷氧基单元中的任一者:(R2HSiO1/2)、(RH2SiO1/2)、(H3SiO1/2)、(RHSiO2/2)、(H2SiO2/2)和/或(HSiO3/2),其中R被独立地选择并且如上所定义。
在具体的实施方案中,(C)有机硅化合物是基本上直链的、另选地直链的聚有机氢硅氧烷。基本线性的或线性的聚有机氢硅氧烷具有以下单元式:
(HR10 2SiO1/2)v’(HR10SiO2/2)w’(R10 2SiO2/2)x’(R10 3SiO1/2)y’,其中每个R10是独立选择的一价烃基团,下标v′是0、1或2,下标w′是1或更大,下标x′是0或更大,下标y′是0、1或2,条件是量(v’+y’)=2,并且量(v’+w’)≥3。R10的一价烃基团可为如上针对R所述的一价烃基团。量(v’+w’+x’+y’)可为2至1,000。聚有机氢硅氧烷的示例有:
i)二甲基氢甲硅烷氧基封端的聚(二甲基/甲基氢)硅氧烷共聚物,
ii)二甲基氢甲硅烷氧基封端的聚甲基氢硅氧烷,
iii)三甲基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基/甲基氢)硅氧烷共聚物,
iv)三甲基甲硅烷氧基封端的聚甲基氢硅氧烷和/或
v)i)、ii)、iii)、iv)和v)中的两种或更多种的组合。合适的聚有机氢硅氧烷可从Dow Silicones Corporation(Midland,Michigan,USA.)商购获得。
在一个具体的实施方案中,(C)有机硅化合物是直链的并且包括侧链的硅键合的氢原子。在这些实施方案中,(C)有机硅化合物可以是具有以下平均式的二甲基、甲基氢聚硅氧烷;
(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]x′[(CH3)HSiO]w′Si(CH3)3
其中x’和w’如上文所定义。本领域的技术人员理解,在上述示例性式中,二甲基甲硅烷氧基单元和甲基氢甲硅烷氧基单元可以无规或嵌段形式存在,并且任何甲基基团可被不含脂族不饱和基团的任何其他烃基团取代。
在另一个具体的实施方案中,(C)有机硅化合物是直链的并且包括末端硅键合的氢原子。在这些实施方案中,(C)有机硅化合物可以是具有以下平均式的SiH末端二甲基聚硅氧烷:
H(CH3)2SiO[(CH3)2SiO]x′Si(CH3)2H
其中x’如上所定义。SiH末端二甲基聚硅氧烷可单独利用或与上文直接公开的二甲基、甲基氢聚硅氧烷组合使用。当使用混合物时,混合物中每种有机氢硅氧烷的相对量可以变化。本领域的技术人员理解,上述示例性式中的任何甲基基团可被不含脂族不饱和基团的任何其他烃基团取代。
还另选地,(C)有机硅化合物可包括侧链和末端硅键合的氢原子。
在又另一个具体的实施方案中,(C)有机硅化合物具有式Hy’R1 3-y’Si-(OSiR1 2)m-(OSiR1H)m’-OSiR1 3-y’Hy’,其中每个R1是独立选择的不含烯属不饱和的烃基基团,每个y’独立地选自0或1,下标m和m’各自是0至1,000,条件是m和m’不同时是0并且m+m’是1至1,000。
在某些实施方案中,(C)有机硅化合物可以包含烷基氢环硅氧烷或烷基氢二烷基环硅氧烷共聚物。合适的这类有机氢硅氧烷的具体示例包括(OSiMeH)4、(OSiMeH)3(OSiMeC6H13)、(OSiMeH)2(OSiMeC6H13)2和(OSiMeH)(OSiMeC6H13)3,其中Me代表甲基(-CH3)。
用于(C)有机硅化合物的合适的有机氢硅氧烷的其他示例为在一个分子中具有至少两个含SiH的环硅氧烷环的那些。此种有机氢硅氧烷可以是具有至少两个环硅氧烷环的任何有机聚硅氧烷,在每个硅氧烷环上具有至少一个与硅键合的氢(SiH)原子。环硅氧烷环包含至少三个甲硅烷氧基单元(这是要形成硅氧烷环所需的最小量),并且可以是形成环状结构的M、D、T和/或Q甲硅烷氧基单元的任意组合,条件是在每个硅氧烷环上的环状甲硅烷氧基单元中的至少一个包含一个SiH单元,该SiH单元可以是M甲硅烷氧基单元、D甲硅烷氧基单元和/或T甲硅烷氧基单元。当其他取代基为甲基时,这些甲硅烷氧基单元可分别表示为MH、DH和TH甲硅烷氧基单元。
(C)有机硅化合物可包含在至少一种特性诸如结构、分子量、键合到硅原子的一价基团和硅键合的氢原子的含量方面不同的两种或更多种不同的有机氢硅氧烷的组合。防粘涂料组合物可包含一定量的(C)有机硅化合物,所述量使得组分(C)中的硅键合的氢原子相对于组分(B)中的硅键合的烯属不饱和基团(以及组分(A)的那些烯属不饱和基团,如果存在的话)的摩尔比的量是1∶1至5∶1,另选地1.1∶1至3.1。
在某些实施方案中,防粘涂料组合物还包含(D)硅氢加成反应催化剂。(D)硅氢加成反应催化剂不受限制,并且可以是用于催化硅氢加成反应的任何已知的硅氢加成反应催化剂。可使用不同硅氢加成反应催化剂的组合。
在某些实施方案中,(D)硅氢加成反应催化剂包含VIII族至XI族过渡金属。VIII族至XI族过渡金属是指现代IUPAC命名法。VIII族过渡金属是铁(Fe)、钌(Ru)、锇(Os)和铪(Hs);IX族过渡金属为钴(Co)、铑(Rh)和铱(Ir);X族过渡金属是镍(Ni)、钯(Pd)和铂(Pt);并且XI族过渡金属是铜(Cu)、银(Ag)和金(Au)。它们的组合、它们的络合物(例如有机金属络合物)以及其他形式的此类金属可用作(D)硅氢加成反应催化剂。
适用于(D)硅氢加成反应催化剂的催化剂的附加示例包括铼(Re)、钼(Mo)、IV族过渡金属(即钛(Ti)、锆(Zr)和/或铪(Hf))、镧系元素、锕系元素以及I族和II族金属络合物(例如,包含钙(Ca)、钾(K)、锶(Sr)等的那些)。它们的组合、它们的络合物(例如有机金属络合物)以及其他形式的此类金属可用作(D)硅氢加成反应催化剂。
(D)硅氢加成反应催化剂可以是任何合适的形式。例如,(D)硅氢加成反应催化剂可以是固体,其示例包括铂基催化剂、钯基催化剂和类似的贵金属基催化剂,以及镍基催化剂。其具体示例包括镍、钯、铂、铑、钴和类似元素,以及铂-钯、镍-铜-铬、镍-铜-锌、镍-钨、镍-钼和包括多种金属的组合的类似催化剂。固体催化剂的附加示例包括Cu-Cr、Cu-Zn、Cu-Si、Cu-Fe-Al、Cu-Zn-Ti和类似的含铜催化剂等。
(D)硅氢加成反应催化剂可以在固体载体中或固体载体上。载体的示例包括活性炭、二氧化硅、二氧化硅氧化铝、氧化铝、沸石和其他无机粉末/颗粒(例如硫酸钠)等。(D)硅氢加成反应催化剂也可以设置于媒介物中,例如,溶解(D)硅氢加成反应催化剂的溶剂,另选地仅携带但不溶解(D)硅氢加成反应催化剂的媒介物。此类媒介物是本领域已知的。
在具体的实施方案中,(D)硅氢加成反应催化剂包含铂。在这些实施方案中,(D)硅氢加成反应催化剂的示例有例如:铂黑,诸如氯铂酸、氯铂酸六水合物、氯铂酸与一元醇的反应产物、双(乙酰乙酸乙酯)铂、双(乙酰丙酮)铂、氯化铂的化合物以及此类化合物与烯烃或有机聚硅氧烷的络合物,以及微封装于基质或核壳型化合物中的铂化合物。微封装的硅氢加成催化剂及其制备方法也是本领域已知的,如美国专利4,766,176和5,017,654中所举例说明的,这些专利以引用方式全文并入本文。
适合用作(D)硅氢加成反应催化剂的铂与有机聚硅氧烷的络合物包括1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷与铂的络合物。这些络合物可以微封装于树脂基质中。另选地,(D)硅氢加成反应催化剂可包含1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷与铂的络合物。(D)硅氢加成反应催化剂可以通过包括使氯铂酸与脂族不饱和有机硅化合物诸如二乙烯基四甲基二硅氧烷或烯烃-铂-甲硅烷基络合物反应的方法制备。烯烃-铂-甲硅烷基配合物可以例如通过将0.015摩尔(COD)PtCl2与0.045摩尔COD以及0.0612摩尔HMeSiCl2混合来制备。
(D)硅氢加成反应催化剂还可以或另选地为可光活化的硅氢加成反应催化剂,其可以经由辐射和/或加热来引发固化。可光活化的硅氢加成反应催化剂可以是特别是能够在暴露于波长是150纳米至800纳米(nm)的辐射时催化硅氢加成反应的任何硅氢加成反应催化剂。
适用于(D)硅氢加成反应催化剂的可光活化的硅氢加成反应催化剂的具体示例包括但不限于β-二酮铂(II)络合物,诸如双(2,4-戊二酸)铂(II)、双(2,4-己二酸)铂(II)、双(2,4-庚二酸)铂(II)、双(1-苯基-1,3-丁二酸)铂(II)、双(1,3-二苯基-1,3-丙二酸)铂(II)、双(1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酸)铂(II);(η-环戊二烯基)三烷基铂络合物,诸如(Cp)三甲基铂、(Cp)乙基二甲基铂、(Cp)三乙基铂、(氯-Cp)三甲基铂和(三甲基甲硅烷基-Cp)三甲基铂,其中Cp表示环戊二烯基;三氮烯氧化物-过渡金属络合物,诸如Pt[C6H5NNNOCH3]4、Pt[p-CN-C6H4NNNOC6H11]4、Pt[p-H3COC6H4NNNOC6H11]4、Pt[p-CH3(CH2)x-C6H4NNNOCH3]4、1,5-环辛二烯.Pt[p-CN-C6H4NNNOC6H11]2、1,5-环辛二烯.Pt[p-CH3O-C6H4NNNOCH3]2、[(C6H5)3P]3Rh[p-CN-C6H4NNNOC6H11]和Pd[p-CH3(CH2)x-C6H4NNNOCH3]2,其中x为1、3、5、11或17;(η-二烯)(σ-芳基)铂络合物,诸如(η4-1,5-环辛二烯基)二苯基铂、η4-1,3,5,7-环辛四烯基)二苯基铂、(η4-2,5-降冰片二烯基)二苯基铂、(η4-1,5-环辛二烯基)双-(4-二甲基氨基苯基)铂、(η4-1,5-环辛二烯基)双-(4-乙酰基苯基)铂和(η4-1,5-环辛二烯基)双-(4-三氟甲基苯基)铂。通常,可光活化的硅氢加成反应催化剂是Pt(II)β-二酮络合物,并且更通常,该催化剂是铂(II)双(2,4-戊二酸)。
(D)硅氢加成反应催化剂以催化量,即足以促进其在所需条件下固化的量或数量存在于防粘涂料组合物中。硅氢加成反应催化剂可以是单种的硅氢加成反应催化剂或包含两种或更多种不同硅氢加成反应催化剂的混合物。
(D)硅氢加成反应催化剂的催化量可为>0.01ppm至10,000ppm;另选地>1,000ppm至5,000ppm。另选地,(D)硅氢加成反应催化剂的典型催化量为0.1ppm至5,000ppm、另选地1ppm至2,000ppm,另选地>0至1,000ppm。另选地,(D)硅氢加成反应催化剂的催化量可为0.01ppm至1,000ppm、另选地0.01ppm至100ppm、另选地20ppm至200ppm,以及另选地0.01ppm至50ppm的铂族金属;以上催化量基于组合物的总重量。
防粘涂料组合物还可以包含以下中的一者或多者:(E)抑制剂、(F)固着添加剂、(G)防雾添加剂、(H)防粘改性剂以及(I)媒介物。
在某些实施方案中,防粘涂料组合物还包含(E)抑制剂。(E)抑制剂可用于与含有相同起始物质但省略(E)抑制剂的组合物相比改变防粘涂料组合物的反应速率或固化速率。(E)抑制剂的示例有炔属醇类,诸如甲基丁炔醇、乙炔基环己醇、二甲基己炔醇,和3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、1-丁炔-3-醇、1-丙炔-3-醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇、3-甲基-1-丁炔-3-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、3-苯基-1-丁炔-3-醇、4-乙基-1-辛炔-3-醇,和1-乙炔基-1-环己醇以及它们的组合;环烯基硅氧烷类,诸如甲基乙烯基环硅氧烷类,其示例有1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四己烯基环四硅氧烷以及它们的组合;烯炔化合物,诸如3-甲基-3-戊烯-1-炔、3,5-二甲基-3-己烯-1-炔;三唑类,诸如苯并三唑;膦类;硫醇类;肼类;胺类,如四甲基乙二胺;反丁烯二酸二烷酯、反丁烯二酸二烯酯、反丁烯二酸二烷氧基烷酯;顺丁烯二酸酯类,如顺丁烯二酸二烯丙酯;腈类;醚类;一氧化碳;烯烃类,如环辛二烯、二乙烯基四甲基二硅氧烷;醇类,如苄醇;以及它们的组合。另选地,(E)抑制剂可选自由以下组成的组:炔醇(例如,1-乙炔基-1-环己醇)和马来酸酯(例如,马来酸二烯丙酯、双马来酸酯或马来酸正丙酯)以及它们中两种或更多种的组合。
另选地,(E)抑制剂可以是甲硅烷基化炔属化合物。不希望受理论的束缚,据认为与不包含甲硅烷基化炔属化合物或包含有机炔醇抑制剂(例如上述的那些)的组合物的硅氢加成所得反应产物相比,添加甲硅烷基化炔属化合物降低了由防粘涂料组合物硅氢加成反应而制备的反应产物的黄化。
甲硅烷基化炔属化合物的示例有(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)三甲基硅烷、((1,1-二甲基-2-丙炔基)氧基)三甲基硅烷、双(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)二甲基硅烷、双(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)硅烷甲基乙烯基硅烷、双((1,1-二甲基-2-丙炔基)氧基)二甲基硅烷、甲基(三(1,1-二甲基-2-丙炔基氧基))硅烷、甲基(三(3-甲基-1-丁炔-3-氧基))硅烷、(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)二甲基苯基硅烷、(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)二甲基己烯基硅烷、(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)三乙基硅烷、双(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)甲基三氟丙基硅烷、(3,5-二甲基-1-己炔-3-氧基)三甲基硅烷、(3-苯基-1-丁炔-3-氧基)二苯基甲基硅烷、(3-苯基-1-丁炔-3-氧基)二甲基苯基硅烷、(3-苯基-1-丁炔-3-氧基)二甲基乙烯基硅烷、(3-苯基-1-丁炔-3-氧基)二甲基己烯基硅烷、(环己基-1-乙炔-1-氧基)二甲基己烯基硅烷、(环己基-1-乙炔-1-氧基)二甲基乙烯基硅烷、(环己基-1-乙炔-1-氧基)二苯基甲基硅烷、(环己基-1-乙炔-1-氧基)三甲基硅烷以及它们的组合。另选地,(E)抑制剂的示例有甲基(三(1,1-二甲基-2-丙炔基氧基))硅烷、((1,1-二甲基-2-丙炔基)氧基)三甲基硅烷或它们的组合。可用作(E)抑制剂的甲硅烷基化炔属化合物可通过本领域已知的方法制备,该方法诸如通过将上述炔醇与氯硅烷在酸受体的存在下反应,使上述炔醇被甲硅烷基化。
存在于防粘涂料组合物中的(E)抑制剂的量将取决于各种因素,包括防粘涂料组合物的所需适用期,防粘涂料组合物将是单组分组合物还是多组分组合物,具体使用的抑制剂,以及组分(A)至(D)的选择和量。然而,当存在抑制剂时,(E)抑制剂的量可以是基于防粘涂料组合物的总重量计0%至1%、另选地0%至5%、另选地0.001%至1%、另选地0.01%至0.5%,以及另选地0.0025%至0.025%。
在某些实施方案中,防粘涂料组合物还包含(F)固着添加剂。合适的固着添加剂的例子有乙烯基烷氧基硅烷与环氧官能化烷氧基硅烷的反应产物;乙烯基乙酰氧基硅烷与环氧官能化烷氧基硅烷的反应产物;以及每分子具有至少一个脂族不饱和烃基团和至少一个可水解基团的聚有机硅氧烷与环氧官能化烷氧基硅烷的组合(例如,物理共混物和/或反应产物)(例如,羟基封端的乙烯基官能化聚二甲基硅氧烷与缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷的组合)。另选地,固着添加剂可包括聚有机硅酸盐树脂。合适的固着添加剂以及它们的制备方法公开于例如美国专利9,562,149;美国专利申请公布号2003/0088042、2004/0254274和2005/0038188;和欧洲专利0 556 023中。
合适的固着添加剂的其他示例可包含过渡金属螯合物、烃氧基硅烷(如烷氧基硅烷)、烷氧基硅烷与羟基官能化聚有机硅氧烷的组合或它们的组合。(F)固着添加剂可以是具有至少一个取代基的硅烷,该至少一个取代基具有粘附促进基团,诸如环氧基、乙酰氧基或丙烯酸酯基团。附加地或另选地,粘附促进基团可为不影响(D)硅氢加成反应催化剂的任何可水解基团。另选地,(F)固着添加剂可包括此类硅烷的部分缩合物,例如具有粘附促进基团的有机聚硅氧烷。还另选地,(F)固着添加剂可包括烷氧基硅烷与羟基官能化聚有机硅氧烷的组合。
另选地,(F)固着添加剂可包括不饱和化合物或环氧官能化化合物。(F)固着添加剂可包括不饱和烷氧基硅烷或环氧官能化烷氧基硅烷。例如,官能化烷氧基硅烷可包含至少一个不饱和有机基团或环氧官能化有机基团。环氧官能化的有机基团的示例有3-缩水甘油氧基丙基和(环氧环己基)乙基。不饱和有机基团例如为3-甲基丙烯酰氧基丙基、3-丙烯酰氧基丙基以及不饱和单价烃基团,诸如乙烯基、烯丙基、己烯基、十一烯基。不饱和化合物的一个具体示例是乙烯基三乙酰氧基硅烷。
合适的环氧官能化烷氧基硅烷的具体示例包括3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、(环氧基环己基)乙基二甲氧基硅烷、(环氧基环己基)乙基二乙氧基硅烷以及它们的组合。合适的不饱和烷氧基硅烷的示例包括乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、己烯基三甲氧基硅烷、十一碳烯基三甲氧基硅烷、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三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷以及它们的组合。
(F)固着添加剂还可包括这些化合物中的一种或多种的反应产物或部分反应产物。例如,在一个具体的实施方案中,(F)固着添加剂可包括乙烯基三乙酰氧基硅烷与3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷的反应产物或部分反应产物。另选地或除此之外,(F)固着添加剂可包括烷氧基或烯基官能化硅氧烷。
另选地,(F)固着添加剂可包括环氧官能化硅氧烷,诸如如上所述的羟基封端的聚有机硅氧烷与环氧官能化烷氧基硅烷的反应产物,或羟基封端的聚有机硅氧烷与环氧官能化烷氧基硅烷的物理共混物。(F)固着添加剂可包括环氧官能化烷氧基硅烷和环氧官能化硅氧烷的组合。例如,(F)固着添加剂由以下所例示:3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷和羟基封端的甲基乙烯基硅氧烷与3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷的反应产物的混合物、或3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷与羟基封端的甲基乙烯基硅氧烷的混合物、或3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷与羟基封端的甲基乙烯基/二甲基硅氧烷共聚物的混合物。
另选地,(F)固着添加剂可包括过渡金属螯合物。合适的过渡金属螯合物包括钛酸盐(titanates)、锆酸盐(诸如乙酰丙酮锆)、铝螯合物(诸如乙酰丙酮铝)以及它们的组合。另选地,(F)固着添加剂可包括过渡金属螯合物与烷氧基硅烷的组合,诸如缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷与铝螯合物或锆螯合物的组合。
如果利用的话,存在于防粘涂料组合物中的(F)固着添加剂的具体量取决于各种因素,包括基底的类型以及是否使用底漆。在某些实施方案中,(F)固着添加剂以0重量份/100重量份至2重量份/100重量份组分(B)的量存在于防粘涂料组合物中。另选地,(F)固着添加剂以0.01重量份/100重量份至2重量份/100重量份组分(B)的量存在于防粘涂料组合物中。
在某些实施方案中,组合物还包含(G)防雾添加剂。(G)防雾添加剂可用于防粘涂料组合物中以减少或抑制涂布过程中,特别是使用高速涂布设备的涂布过程中的有机硅雾形成。(G)防雾添加剂可为每分子具有至少三个硅键合的烯基基团的有机氢硅化合物、氧化烯化合物或有机烯基硅氧烷与合适的催化剂的反应产物。合适的防雾添加剂公开于例如美国专利申请2011/0287267、美国专利8,722,153;美国专利6,586,535;和美国专利5,625,023中。另选地,(G)防雾添加剂可以包含MDQ树脂,其可以任选地包括两个或更多个硅键合的烯属不饱和基团。
用于防粘涂料组合物的(G)防雾添加剂的量将取决于各种因素,包括针对防粘涂料组合物选择的其他起始物质的量和类型。然而,(G)防雾添加剂通常以基于防粘涂料组合物的总重量计0%至10%,另选地0.1%至3%的量使用。该量不包括与组分(A)相关联的量,并且仅涉及与组分(A)分离且不同的(G)防雾添加剂。
在某些实施方案中,防粘涂料组合物还包含(H)防粘改性剂,所述防粘改性剂可用于防粘涂料组合物中以控制(降低)剥离力(由防粘涂料组合物形成的防粘涂料与其粘附体(诸如包括压敏粘合剂的标签)之间的粘合力)的水平。(H)防粘改性剂不同于组分(A),组分(A)在基础组合物用于制备防粘涂料时也用作防粘改性剂。通过调节(H)防粘改性剂的水平或浓度,可由不含改性剂的组合物配制具有所需或期望剥离力的防粘涂料。用于组分(H)的合适的防粘改性剂的示例包括三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基、苯基甲基硅氧烷。另选地,(H)防粘改性剂可以是具有羟基或烷氧基基团的有机聚硅氧烷树脂与具有至少一个羟基或可水解基团的二有机聚硅氧烷的缩合反应产物。合适的防粘改性剂的示例公开于例如美国专利8,933,177和美国专利申请公布2016/0053056中。当利用时,(H)防粘改性剂可以0重量份/100重量份至85重量份/100重量份,另选地25重量份/100重量份至85重量份/100重量份组分(B)的量存在于防粘涂料组合物中。
在某些实施方案中,防粘涂料组合物还包含(I)媒介物。(I)媒介物通常溶解防粘涂料组合物的组分,并且如果组分溶解,则(I)媒介物可称为溶剂。合适的媒介物包括有机硅(直链和环状的两种)、有机油、有机溶剂以及这些的混合物。
通常,(I)媒介物如果存在于防粘涂料组合物中的话为有机液体。有机液体包括被视为油或溶剂的那些。有机液体由以下但不限于以下所例示:芳族烃、脂族烃、具有多于3个碳原子的醇、醛、酮、胺、酯、醚、二醇、二醇醚、烷基卤化物和芳族卤化物。烃包括异十二烷、异十六烷、Isopar L(C11至C13)、Isopar H(C11至C12)、氢化聚癸烯、芳族烃和卤代烃。醚和酯包括新戊酸异癸酯、庚酸新戊二醇酯、二硬脂酸二醇酯、碳酸二辛酯、碳酸二乙基己酯、丙二醇正丁基醚、乙基-3乙氧基丙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、新戊酸十三烷酯、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇甲醚(PGME)、新戊酸十八烷酯、己二酸二异丁酯、己二酸二异丙酯、二辛酸丙二醇酯/二癸酸丙二醇酯、辛基醚和棕榈酸辛酯。适合作为独立化合物或作为(I)媒介物的成分的附加有机流体包括脂肪、油、脂肪酸和脂肪醇。载体媒介物也可为25℃下的粘度在1mm2/sec至1,000mm2/sec范围内的低粘度有机聚硅氧烷或挥发性甲基硅氧烷或挥发性乙基硅氧烷或挥发性甲基乙基硅氧烷,诸如六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环戊硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷、十二甲基五硅氧烷、十四甲基六硅氧烷、十六甲基七硅氧烷、七甲基-3-{(三甲基甲硅烷基)氧基)}三硅氧烷、六甲基-3,3,双{(三甲基甲硅烷基)氧基}三硅氧烷、五甲基{(三甲基甲硅烷基)氧基}环三硅氧烷以及聚二甲基硅氧烷、聚乙基硅氧烷、聚甲基乙基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、辛酰基聚甲基硅氧烷以及它们的任何混合物。
在具体的实施方案中,(I)媒介物选自聚烷基硅氧烷;四氢呋喃;溶剂油;石脑油;醇,诸如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇或正丙醇;酮,诸如丙酮、甲基乙基酮或甲基异丁基酮;芳族烃,诸如苯、甲苯或二甲苯;脂族烃,诸如庚烷、己烷或辛烷;二醇醚,诸如丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇正丁醚、丙二醇正丙醚或乙二醇正丁醚;或它们的组合。
(I)媒介物的量将取决于各种因素,包括所选媒介物的类型以及存在于防粘涂料组合物中的其他组分的量和类型。然而,防粘涂料组合物中的(I)媒介物的量可以是基于防粘涂料组合物的总重量计0%至99%,另选地0%至50%。(I)媒介物可以在制备防粘涂料组合物期间添加,例如,以帮助混合和递送。在制备防粘涂料组合物之后,包括在由防粘涂料组合物制备防粘涂料之前和/或同时,可任选地去除全部或部分(I)媒介物。然而,通常,防粘涂料组合物不含(I)媒介物,并且因此防粘涂料组合物为无溶剂的防粘涂料组合物。
其他任选组分可以存在于防粘涂料组合物中,包括例如反应性稀释剂、芳香剂、防腐剂、着色剂、染料和填料,例如二氧化硅、石英或白垩。
另选地,防粘涂料组合物和由其形成的防粘涂料可以不含颗粒或仅含有有限量的颗粒(例如,填料和/或颜料),诸如防粘涂料组合物的0重量%至30重量%。颗粒可附聚或以其他方式粘附到用于形成防粘涂料的涂布机设备。附加地,如果需要光学透明性,则颗粒可阻碍防粘涂料和由其形成的防粘衬垫的光学性质,例如透明性。颗粒可能不利于对粘附体的粘附。
在某些实施方案中,防粘涂料组合物不含氟有机硅氧烷化合物。据信,在固化期间,含氟化合物由于其表面张力低,可快速迁移至防粘涂料组合物或由其形成的防粘涂料与施加防粘涂料组合物并形成防粘涂料的基底的界面,例如组合物/PET膜界面。此类迁移可通过形成含氟屏障来防止防粘涂料(通过固化防粘涂料组合物来制备)粘附到基底。通过形成屏障,氟有机硅氧烷化合物可防止防粘涂料组合物的任何组分在界面处反应,从而影响固化和相关特性。此外,氟代有机硅氧烷化合物通常是昂贵的。
可以通过将组分(A)至(D)以及任何任选组分(如上所述)以任何添加顺序,任选地与母料,以及任选地在剪切下组合来制备防粘涂料组合物。在某些实施方案中,通过形成基础组合物,并且将基础组合物与组分(C)和(D)组合来制备防粘涂料组合物,所述基础组合物包含组分(A)和(B),另选地由组分(A)和(B)组成。如下文更详细地描述,防粘涂料组合物可以是单部分组合物、双组分或2K组合物或多部分组合物。例如,组分(A)和(B)可以是防粘涂料组合物的单一部分。当如下文所述利用防粘涂料组合物来制备防粘涂料或涂布基底时,将组分(A)和(B)与组分(C)和(D)以及任何任选组分组合,使得防粘涂料组合物是可固化组合物。当防粘涂料组合物还包含组分(C)和(D)时,防粘涂料组合物可被称为可固化组合物。
用防粘涂料组合物制备涂布基底的方法包含将防粘涂料组合物施加,即设置在基底上。该方法还包括固化基底上的可固化组合物,这导致在基底上形成防粘涂料以得到涂布基底。固化可通过在升高的温度(例如,50℃至180℃、另选地50℃至120℃、以及另选地50℃至90℃)处加热来进行,以得到涂布基底。本领域的技术人员将能够根据各种因素选择适当的温度,包括可固化组合物中组合物和构造的基底组合物或材料的选择。
可固化组合物可以按任何合适的方式设置或分配在基底上。通常,经由湿式涂布技术以湿形式施加可固化组合物。可固化组合物可通过以下方式施加:i)旋涂;ii)刷涂;iii)滴涂;iv)喷涂;v)浸涂;vi)辊涂;vii)流涂;viii)槽式涂布;ix)凹面涂布;x)Meyer棒涂布;或xi)i)至x)中的任何两种或更多种的组合。通常,将可固化组合物设置在基底上导致在基底上的湿沉积物,随后将其固化以得到涂布基底,该涂布基底包括由基底上的可固化组合物形成的固化膜(即防粘涂料)。
基底不受限制并且可为任何基底。经固化的膜可以与基底分离,或者可以根据其选择而物理和/或化学结合到基底上。基底可以具有用于固化湿沉积物的集成的热板或集成或独立的炉子。基底可任选地具有连续或不连续的形状、尺寸、维度、表面粗糙度和其他特性。另选地,基底在升高的温度处具有软化点温度。然而,可固化组合物和方法不受此限制。
另选地,基底可包括塑料,其可以是热固性和/或热塑性的。然而,另选地,基底可以是或包含玻璃、金属、纤维素(例如纸)、木材、硬纸板、纸板、有机硅或聚合物材料或它们的组合。
合适的基底的具体示例包括纸坯,诸如牛皮纸、聚乙烯涂布的牛皮纸(PEK涂布纸)、热敏纸和常规纸;聚合物基底,诸如聚酰胺(PA);聚酯,诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和液晶聚酯;聚烯烃,诸如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚丁烯;苯乙烯系树脂;聚甲醛(POM);聚碳酸酯(PC);聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA);聚氯乙烯(PVC);聚苯硫醚(PPS);聚苯醚(PPE);聚酰亚胺(PI);聚酰胺酰亚胺(PAI);聚醚酰亚胺(PEI);聚砜(PSU);聚醚砜;聚酮(PK);聚醚酮;聚乙烯醇(PVA);聚醚醚酮(PEEK);聚醚酮酮(PEKK);聚芳酯(PAR);聚醚腈(PEN);酚醛树脂;苯氧基树脂;纤维素,诸如三乙酰纤维素、二乙酰纤维素和玻璃纸;氟化树脂,诸如聚四氟乙烯;热塑性弹性体,诸如聚苯乙烯型、聚烯烃型、聚氨酯型、聚酯型、聚酰胺型、聚丁二烯型、聚异戊二烯型和氟型;以及它们的共聚物和组合。
可固化组合物或湿沉积物通常在升高的温度下固化一段时间。该一段时间通常足以实现可固化组合物的固化,即交联。该一段时间可以是大于0小时至8小时,另选地大于0小时至2小时,另选地大于0小时至1小时,另选地大于0分钟至30分钟,另选地大于0分钟至15分钟,另选地大于0分钟至10分钟,另选地大于0分钟至5分钟,另选地大于0分钟至2分钟。该一段时间取决于各种因素,包括利用的升高的温度、选择的温度、期望的膜厚度以及可固化组合物中存在或不存在任何水或媒介物。
使可固化组合物固化通常具有0.1秒至50秒、另选地1秒至10秒、以及另选地0.5秒至30秒的保压时间。所选择的保压时间可取决于基底选择、所选择的温度和线速度。如本文所用,保压时间是指可固化组合物或湿沉积物经受升高的温度的时间。保压时间与固化时间不同,因为即使在可固化组合物、湿沉积物或其部分固化的反应中间体不再经受升高的温度(即通常引发固化)之后,可能正在进行固化。另选地,涂覆的制品可在烘箱中的传送带上制备,并且保压时间可以通过将烘箱的长度(例如以米为单位)除以传送带的线速度(例如以米/秒为单位)来计算。
该一段时间可以分解为固化迭代,例如,第一固化和后固化,其中第一固化例如是1小时,并且后固化例如是3小时。升高的温度可以在此类迭代中独立地选自高于室温的任何温度,并且在每次迭代中可以是相同的。
根据膜和涂布基底的厚度和其他维度,可以通过迭代过程形成涂布基底。例如,可以形成第一沉积物并使第一沉积物经受第一升高的温度持续第一段时间,以得到部分固化的沉积物。然后,可以将第二沉积物设置在部分固化的沉积物上,并使第二沉积物经受第二升高的温度持续第二段时间,以得到第二部分固化的沉积物。部分固化的沉积物在暴露于第二升高的温度期间也将进一步固化第二段时间。第三沉积物可以设置在第二部分固化的沉积物上并经受第三升高的温度持续第三段时间,以得到第三部分固化的沉积物。第二部分固化的沉积物在暴露于第二升高的温度期间也将进一步固化第二段时间。该过程可以重复例如1至50次,以根据需要构造涂覆的制品。复合物具有部分固化的层,可使其经受最后的后固化,例如,在上文的升高的温度和时间段下。每个升高的温度和时间段可以是独立选择的,并且可以彼此相同或不同。当通过迭代过程形成制品时,每种沉积物也可以是独立选择的,并且可以在可固化组合物中选择的组合物、它们的量或两者的方面不同。另选地,在此种迭代过程中,每个迭代层可以完全固化,而不是仅部分固化。
另选地,该沉积物可包含湿膜。另选地,取决于部分固化的层的固化状态,迭代过程可以是湿碰湿(wet-on-wet)的。另选地,迭代过程可以是湿碰干(wet-on-dry)的。
涂布基底(其包括由基底上的可固化组合物形成的膜)可具有不同的尺寸,包括膜和基底的相对厚度。膜的厚度可以根据其最终用途应用而变化。膜的厚度可大于0μm至4,000μm,另选地大于0μm至3,000μm,另选地大于0μm至2,000μm,另选地大于0μm至1,000μm,另选地大于0μm至500μm,另选地大于0μm至250μm。然而,可以设想其他厚度,例如,0.1μm至200μm。例如,膜的厚度可以为0.2μm至175μm;另选地0.5μm至150μm;或者0.75μm至100μm;另选地1μm至75μm;另选地2μm至60μm;另选地3μm至50μm;以及另选地4μm至40μm。另选地,当基底为塑料时,膜的厚度可大于0μm至200μm、另选地大于0μm至150μm、以及另选地大于0μm至100μm。
如果需要,可以根据膜的最终用途应用,使膜经受进一步处理。例如,可以对膜进行氧化沉积(例如,SiO2沉积)、抗蚀剂沉积以及图案化、蚀刻、化学、电晕或等离子体剥离、金属化或金属沉积处理。此类进一步处理技术通常是已知的。此类沉积可以是化学气相沉积(包括低压化学气相沉积,等离子体增强化学气相沉积和等离子体辅助化学气相沉积)、物理气相沉积或其他真空沉积技术。许多此类进一步处理技术涉及升高的温度,特别是真空沉积,鉴于其优异的热稳定性,膜非常适用该技术。然而,取决于膜的最终用途,膜可以与此种进一步加工一起使用。
涂布基底可以用于多种最终用途应用中。例如,涂布基底可用于涂层应用、包装应用、粘合剂应用、纤维应用、织物或纺织物应用、建筑应用、运输应用、电子器件应用或电气应用。然而,可固化组合物可用于除制备涂布基底之外的最终用途应用中,例如用于制品诸如有机硅橡胶的制备中。
另选地,涂布基底可以用作剥离衬垫,例如用于胶带或粘合剂,包括任何压敏粘合剂,包括丙烯酸树脂型压敏粘合剂、橡胶型压敏粘合剂和有机硅型压敏粘合剂、以及丙烯酸树脂型粘合剂、合成橡胶型粘合剂、有机硅型粘合剂、环氧树脂型粘合剂和聚氨酯型粘合剂。针对双面胶带或粘合剂,基底的每个主表面可以具有设置在其上的膜。
另选地,当可固化组合物将被配制为防粘涂料组合物(例如,用于形成防粘涂料或衬垫)时,防粘涂料组合物可通过将组分混合在一起例如以制备单组分组合物来制备。然而,可能期望将防粘涂料组合物制备为多组分组合物,其中将具有SiH官能团的组分(例如(C)有机硅化合物)和(D)硅氢加成反应催化剂以单独的部分储存,直到这些部分在使用时(例如在即将施加到基底之前)组合。如上所述,当可固化组合物为防粘涂料组合物时,防粘涂料组合物可用于形成涂布基底,并且防粘涂料通过在基底(例如,基底的表面)上施加和固化防粘涂料组合物而形成。
例如,多组分可固化组合物可包含:
部分(A),其为包含以下的基础部分:(A)硅酸盐树脂、(B)平均每分子包括至少两个硅键合的烯属不饱和基团的有机聚硅氧烷和(D)硅氢加成反应催化剂,并且任选地当存在时,(F)固着添加剂和(I)媒介物中的一者或多者;以及
部分(B),其为包含以下的固化剂部分:(C)平均每分子具有每分子至少两个硅键合的氢原子的有机硅化合物,并且任选地当存在时,包含(F)固着添加剂和/或(I)媒介物。当利用时,(E)抑制剂可添加到部分(A)、部分(B)或两者中。部分(A)和部分(B)可以(A)∶(B)的1∶1至30∶1、另选地1∶1至10∶1、另选地1∶1至5∶1、以及另选地1∶1至2∶1的重量比组合。可以在试剂盒中提供部分(A)和部分(B)的说明,例如关于如何组合各部分以制备防粘涂料组合物、如何将防粘涂料组合物施加到基底以及如何固化防粘涂料组合物。
另选地,当存在(F)固着添加剂时,其可掺入部分(A)或部分(B)中的任一者中,或者其可添加到单独的(第三)部分中。
防粘涂料组合物可例如通过任何便利的方式诸如喷涂、刮涂刀、浸渍、丝网印刷或通过辊轴涂布机例如偏移幅材涂布机、吻合涂布机或蚀刻滚筒涂布机)施加到基底。
可将本发明的防粘涂料组合物施加到任何基底,诸如上文所述的那些。另选地,可将防粘涂料组合物施加到聚合物膜基底,例如聚酯,特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯膜。另选地,可将防粘涂料组合物施加到纸坯,包括塑料涂布纸(例如涂覆有聚乙烯的纸)、玻璃纸、超级压延机纸或粘土涂布牛皮纸。另选地,可将防粘涂料组合物施加到金属箔基底,例如铝箔。
在某些实施方案中,制备涂布基底的方法还可包括在将防粘涂料组合物施加或设置在基底上之前处理基底。处理基底可通过任何便利的方式进行,诸如等离子体处理或电晕放电处理。另选地,基底可通过施加底漆来处理。在某些情况下,如果在由防粘涂料组合物在基底上形成防粘涂料之前对基底进行处理,则防粘涂料的固着可得到改善。
当防粘涂料组合物包含(I)媒介物时,该方法还可包括:去除(I)媒介物,这可通过任何常规方式进行,诸如在50℃至100℃下加热足以去除(I)媒介物的全部或一部分的时间。该方法还可包括固化防粘涂料组合物以在基底的表面上形成防粘涂料。固化可通过任何常规方式进行,诸如在100℃至200℃下加热。
在生产涂布机条件下,固化可在120℃至150℃的空气温度处在1秒至6秒、另选地1.5秒至3秒的停留时间内实现。加热可在烘箱例如空气循环烘箱或隧道加热炉中进行,或通过使带涂层的膜围绕加热的圆筒通过来进行。
以下实施例旨在示出本发明,而不应以任何方式看作是对本发明的范围的限制。用于实施例中的某些组分示于下表1中,随后是也用于实施例中的表征和评估程序。
表1-组分
核磁共振光谱(NMR)
使用无硅10mm管和CDCl3/Cr(AcAc)3溶剂,在NMR BRUKER AVIII(400MHz)上获得核磁共振(NMR)谱。对于29Si-NMR光谱的化学位移参考内部溶剂共振,并且相对于四甲基硅烷报告。
凝胶渗透色谱法(GPC)
凝胶渗透色谱法(GPC)分析在配备有三重检测器的Agilent 1260 Infinity II色谱仪上进行,该三重检测器由差示折射计、在线差示粘度计、小角度光散射(LALS:检测角度15°和90°)和柱(2PL凝胶混合C,瓦里安公司(Varian))组成。将甲苯(HPLC级,Biosolve)用作流动相,流速为1mL/min。
动态粘度(DV)
动态粘度(DV)用配备有CPA-52Z转子的Brookfield DV-III Ultra可编程流变仪,使用0.5mL的样本体积,在25℃的温度下测量。
X射线荧光(XRF)
X射线荧光(XRF)在Oxford Instruments Lab-X 3500台式XRF分析仪上进行。
SiOZ含量
SiOZ部分的含量可以通过29Si-NMR来计算。尤其,确定每个(A)硅酸盐树脂中以下甲硅烷氧基单元的摩尔含量:
W=R3SiO1/2
X1=R2(OZ)SiO1/2
X2=R2SiO2/2
Y1=R(OZ)2SiO1/2
Y2=R(OZ)SiO2/2
Y3=RSiO3/2
Z1=(OZ)3SiO1/2
Z2=(OZ)2SiO1/2
Z3=(OZ)SiO3/2
Z4=SiO4/2
呈摩尔%的相对于硅原子的OZ含量可用下式计算,其中式中的每个峰的标记对应于对应该标记的峰下的积分面积:
实施例中的R可以是甲基或乙烯基。
固化性能:可提取百分比
通过测定可提取百分比值(可提取%)来评价样本组合物的固化性能。具体地讲,将样本组合物涂布并固化在基底(玻璃纸)上以形成涂布基底,将该涂布基底立即切割成仅由镊子处理的三个样本盘(模切机,1.375英寸(3.49cm))以使污染和/或损坏最小化。经由XRF分析每个样本盘以测定初始涂料重量(Wi s),然后将其置于含有溶剂(甲基异丁基酮,40mL)的单个瓶(100mL,用盖子覆盖)中并使其静置在工作台上以浸泡30分钟。然后将每个样本盘从瓶中取出,涂布面朝上放置在清洁表面(薄页纸)上以使残余溶剂蒸发(不吸干/擦拭),并且经由XRF分析以测定最终涂料重量(WF S)。每个样本的可提取%是来自溶剂浸泡的涂料重量的百分比变化,即,使用下式计算:[(Wi s-Wf s)/Wi]×100%。可提取%表示可从涂布基底提取的样本组合物(例如,非交联的有机硅)的未固化组分的量,诸如较低的可提取%表示较高/较好的固化性能。
固化性能:固着(ROR%)
经由固着指数,即通过测定耐擦性百分比(ROR%)值来评价样本组合物的固着。具体地讲,将样本组合物涂布并固化在基底(玻璃纸)上以形成涂布基底。固化后立即将涂布基底切成两个样本盘(模切机,1.375英寸(3.49cm),将每个样本盘经由XRF分析以测定初始涂料重量(Wi a)。然后在负载(1.9kg)下,使用自动研磨设备,用毡研磨每个样本盘,方法类似于泰伯型研磨测试(例如诸如ASTM D4060-19的“用泰伯耐磨性测试仪测试有机涂料耐磨性的标准试验方法(Standard Test Method for Abrasion Resistance of OrganicCoatings by the Taber Abraser)”),随后经由XRF进行分析以确定最终涂料重量(Wf a)。使用下式计算每个样本的ROR%:[Wf s/Wi s]×100%。ROR%表示涂料固着到基底的强度,使得ROR%越高表示固着越高/越好,ROR%值越高越好。
制备实施例1:硅酸盐树脂(A1)
将800g溶剂1,随后是600g MQ树脂置于配备有磁力搅拌棒的2L烧瓶中。将367克的硅烷化合物1和0.80克的催化剂置于烧瓶中。在氮气下,在100℃处搅拌烧瓶的内容物,并且通过GC监测烧瓶中的反应进程。6小时后,将烧瓶的内容物冷却至23℃,并且将1.2克的中和剂置于烧瓶中以中和催化剂。将烧瓶中的反应产物通过1微米过滤器过滤,得到澄清且粘稠的液体。通过旋转蒸发器去除挥发物来从反应产物中分离硅酸盐树脂(A1)。硅酸盐树脂(A1)是无色液体,其在25℃处DV为834cP、重均分子量为4,800并且多分散度为1.75,各自如经由GPC测量。(A1)硅酸盐树脂具有50.8摩尔%的SiOZ含量和8.80重量%的乙烯基含量。
制备实施例2:硅酸盐树脂(A2)
将200g溶剂1,随后是300g MQ树脂置于配备有磁力搅拌棒的2L烧瓶中。将12.2克硅烷化合物1、138.7克硅烷化合物3和0.30克催化剂置于烧瓶中。在氮气下,在100℃处搅拌烧瓶的内容物,并且通过GC监测烧瓶中的反应进程。10小时后,将烧瓶的内容物冷却至23℃,并且将0.36克的中和剂置于烧瓶中以中和催化剂。将烧瓶中的反应产物通过0.45微米过滤器过滤,得到澄清且粘稠的液体。通过旋转蒸发器去除挥发物来从反应产物中分离硅酸盐树脂(A2)。硅酸盐树脂(A2)是无色液体,其在25℃处DV为21,000cP、重均分子量为3,130并且多分散度为1.39,各自如经由GPC测量。(A2)硅酸盐树脂具有25.0摩尔%的SiOZ含量和1.00重量%的乙烯基含量。
制备实施例3:硅酸盐树脂(A3)
将200g溶剂1,随后是300g MQ树脂置于配备有磁力搅拌棒的2L烧瓶中。将31.1克硅烷化合物1、109.0克硅烷化合物2和0.30克催化剂置于烧瓶中。在氮气下,在100℃处搅拌烧瓶的内容物,并且通过GC监测烧瓶中的反应进程。10小时后,将烧瓶的内容物冷却至23℃,并且将0.36克的中和剂置于烧瓶中以中和催化剂。将烧瓶中的反应产物通过0.45微米过滤器过滤,得到澄清且粘稠的液体。通过旋转蒸发器去除挥发物来从反应产物中分离硅酸盐树脂(A3)。硅酸盐树脂(A3)是无色液体,其在25℃处DV为459,600cP、重均分子量为5,148并且多分散度为1.92,各自如经由GPC测量。(A3)硅酸盐树脂具有21.44摩尔%的SiOZ含量和8.66重量%的乙烯基含量。
制备实施例4:硅酸盐树脂(A4)
将200g溶剂1,随后是300g MQ树脂置于配备有磁力搅拌棒的2L烧瓶中。将28.1克硅烷化合物4、109.0克硅烷化合物2和0.30克催化剂置于烧瓶中。在氮气下,在100℃处搅拌烧瓶的内容物,并且通过GC监测烧瓶中的反应进程。10小时后,将烧瓶的内容物冷却至23℃,并且将0.36克的中和剂置于烧瓶中以中和催化剂。将烧瓶中的反应产物通过0.45微米过滤器过滤,得到澄清且粘稠的液体。通过旋转蒸发器去除挥发物来从反应产物中分离硅酸盐树脂(A4)。硅酸盐树脂(A4)是无色液体,其在25℃处DV为4,260cP、重均分子量为5,240并且多分散度为1.92,各自如经由GPC测量。(A4)硅酸盐树脂具有20.80摩尔%的SiOZ含量和6.82重量%的乙烯基含量。
制备实施例5:硅酸盐树脂共混物(A5)
将47.88克的硅酸盐树脂(A1)溶解于烧瓶中的26.67克溶剂1中,得到溶液。然后,通过旋转混合器将21.29克的有机聚硅氧烷(B1)与溶液混合,得到混合物。通过旋转蒸发在150℃下在0-1托下从混合物中剥离溶剂1持续3小时,以得到(A5)硅酸盐树脂共混物。因此,(A5)硅酸盐树脂共混物是无溶剂的,但在溶剂存在下形成。
实施例1-5:
实施例1-5是包含在制备实施例2-5中制备的硅酸盐树脂的防粘涂料组合物。在实施例3-5中,将特定硅酸盐树脂与(B1)有机聚硅氧烷组合以得到基础组合物,并且每个特定的基础组合物与抑制剂1、有机硅化合物(C1)和催化剂(D1)组合以得到防粘涂料组合物。实施例3-5的每种防粘涂料组合物是无溶剂的并且在不存在任何溶剂的情况下制备,因为硅酸盐树脂可与(B1)有机聚硅氧烷混溶。然而,如上文在制备实施例5中所述,硅酸盐树脂(A1)不能完全在(B1)有机聚硅氧烷中混溶,并且因此在溶剂存在下形成(A5)硅酸盐树脂共混物,所述溶剂随后被去除,并且(A5)硅酸盐树脂共混物与实施例1和2的防粘涂料组合物的其它组分组合。在实施例1-5的每一者中,SiH∶SiVi摩尔比为2∶1mol∶mol,并且实施例1-5中的每一者中的总Pt含量为100ppm。下表2阐述了用于制备实施例1-5的防粘涂料组合物的以克为单位的每种组分的相对量。
表2:
比较实施例1-9:
比较实施例1-9(标记为C.E.1-9)为比较防粘涂料组合物。在比较实施例1-9的每一者中,SiH∶SiVi摩尔比为2∶1mol∶mol,并且比较实施例1-9中的每一者中的总Pt含量为100ppm。下表3阐述了用于制备比较实施例1-9的比较防粘涂料组合物的以克为单位的每种组分的相对量。
表3:
实施例6至10和比较实施例10至18:涂布基底
实施例1至5和比较实施例1至9的防粘涂料组合物用于制备涂布基底。具体地讲,将每种组合物涂布到基底(玻璃纸)上并固化(出口网烘箱温度:165.56℃;停留时间:28.4s)以形成涂布基底,评估其样本的即时可提取物%,即时ROR%,7天RT老化ROR%,以及1个月RT老化ROR%。7天和1个月的RT老化ROR%在40磅下在50%RH下在RT下老化设定时间后测量。结果示出在下表4和表5中。在表4和表5中,n/a指示未测量值。实施例6利用实施例1的组合物;实施例7利用实施例2的组合物;实施例8利用实施例3的组合物;等等。比较实施例10-18与比较实施例1-9的组合物的相关性同样如此。
表4:
特性: | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
可提取物% | 4 | 1.1 | 6.94 | 3.07 | 0.82 |
ROR% | 96 | 99 | 90.59 | 95.28 | 96.76 |
7个月RT老化ROR% | n/a | n/a | 92.35 | 97.97 | 96.79 |
1个月RT老化ROR% | 99 | 99 | 86.75 | 94.44 | 97.22 |
表5:
在180度剥离下,以各种速度,即在0.3m/min(MPM)、10m/min(MPM)、100m/min(MPM)和300m/min(MPM)下测量剥离力,7天老化剥离力和1个月老化剥离力。在40磅、RT和50%RH下,在与Tesa 7475标准胶带的层合之后,经由Imass SP-2100和ZPE-1100W剥离测试系统来测量剥离力。在40磅下在RT和50%RH下老化指定时间来测量老化剥离力。值在以下表6-8中进行阐述。在表6-8中,TH指示剥离力对于测量过高,并且n/a表示没有进行测量。
表6:即时剥离性能
0.3m/分钟 | 7.62m/分钟 | 100m/分钟 | 300m/分钟 | |
C.E.10 | 33.3 | 54.09 | 103.04 | 64.32 |
C.E.16 | 40.43 | 83.33 | 119 | 73.4 |
8 | 31 | 69.5 | 186.8 | 123.1 |
9 | 114 | 148 | 144 | 97.66 |
10 | 212 | 232 | 263 | 203 |
表7:7天RT老化剥离性能
0.3m/分钟 | 10m/分钟 | 100m/分钟 | 300m/分钟 | |
C.E.10 | 16.29 | 47.05 | 77.56 | 71.16 |
C.E.11 | 41.88 | 78.13 | 131.97 | 101.01 |
C.E.12 | 52.63 | 97.81 | 159.76 | 104.17 |
C.E.13 | 38.98 | 86.47 | 110.28 | 106.21 |
C.E.14 | 78.82 | 138.95 | 135.78 | 158.25 |
C.E.15 | 130.87 | 197.93 | 170.62 | 92.2 |
C.E.17 | 40.9 | 60.72 | 71.03 | 69.46 |
C.E.18 | 50.96 | 64.61 | 88.82 | 58.21 |
6 | 119.41 | 152.7 | 152.95 | 146.37 |
7 | 198.52 | 220.02 | 220.32 | 165.6 |
8 | 148.47 | 241.85 | TH | 330.73 |
9 | TH | TH | TH | TH |
10 | TH | TH | TH | TH |
表8:1个月RT老化剥离性能
0.3m/分钟 | 10m/分钟 | 100m/分钟 | 300m/分钟 | |
C.E.10 | 24.3 | 58.38 | 85.46 | 70.43 |
C.E.11 | 52.29 | 79.07 | 115.73 | 101.4 |
C.E.12 | 60.39 | 101.82 | 128.83 | 129.21 |
C.E.13 | 76.69 | 108.63 | 163.08 | 119.51 |
C.E.14 | 104.12 | 111.19 | 189.24 | 139.41 |
C.E.15 | 174.04 | 239.35 | 181.84 | 108.5 |
C.E.17 | 46.23 | 75.91 | 98.65 | 65.74 |
C.E.18 | 56.87 | 75.61 | 101.53 | 73.31 |
6 | 146.7 | 169.47 | 183.33 | 174.42 |
7 | 257.7 | 265.89 | 250.54 | 205.94 |
8 | 184.27 | 246.01 | 423.52 | TH |
9 | TH | TH | TH | TH |
10 | TH | TH | TH | TH |
术语的定义和用法
说明书中使用的缩写具有下表9中的定义。
表9-缩写
应当理解,所附权利要求不限于具体实施方式中描述的专门和特定的化合物、组合物或方法,其可以在落入所附权利要求的范围内的特定实施方案之间变化。
Claims (17)
1.一种用于形成防粘涂料组合物的基础组合物,所述组合物包含:
(A)在不存在任何溶剂的情况下在25℃处为液体的硅酸盐树脂,所述(D)硅酸盐树脂平均每分子包含至少一个硅键合的烯属不饱和基团;和
(B)有机聚硅氧烷,所述有机聚硅氧烷平均每分子包含至少两个硅键合的烯属不饱和基团。
2.根据权利要求1所述的基础组合物,其中所述(A)硅酸盐树脂具有以下平均式:
[W]a[X]b[Y]c[Z]d,
其中0<a<1;0≤b<1;0<c<1;并且0<d<1;条件是a+b+c+d=1;并且其中:
[W]是[R3SiO3/2],其中每个R是独立选择的烃基基团;
[X]是[R2SiO1/2(OZ)]b’[R2SiO2/2]b”,其中每个R被独立地选择并且如上所定义;0≤b’≤b;0≤b”≤b;条件是b’+b”=b;并且其中每个Z独立地是H、烷基基团或阳离子;
[Y]是[RSi(OZ)c’O3-c’/2],其中每个R被独立地选择,每个Z被独立地选择,c′是0至2的整数并且在所述(A)硅酸盐树脂中由下标c指示的每个甲硅烷氧基单元中独立地选择;并且
[Z]是[Si(OZ)d’O4-d’/2],其中每个Z被独立地选择并且如上所定义,并且下标d′是0到3的整数并且在所述(A)硅酸盐树脂中由下标d指示的每个甲硅烷氧基单元中独立地选择;
条件是至少一个R是烯属不饱和基团。
3.根据权利要求2所述的基础组合物,其中下标a是0.15至0.40;下标b是0至0.40;下标c是>0至0.40;并且下标d是0.40至0.60。
4.根据权利要求2所述的基础组合物,其中下标a是0.25至0.35;下标b是0.0至0.30;下标c是>0至0.25;并且下标d是0.45至0.55。
5.根据前述权利要求中任一项所述的基础组合物,其中所述(B)有机聚硅氧烷:(i)为在至少一个M甲硅烷氧基单元中包含所述硅键合的烯属不饱和基团的直链或支链有机聚硅氧烷;或(ii)具有式(R2 yR1 3-ySiO1/2)x(R1R2SiO2/2)z(SiO4/2),其中每个R1为独立选择的不含烯属不饱和的烃基基团;每个R2独立地选自R1和烯属不饱和基团,下标y在由下标x指示的每个甲硅烷氧基单元中独立地选择并且为1或2;各自地;下标x为1.5至6;并且下标z为3至1,000。
6.根据前述权利要求中任一项所述的基础组合物,其中组分(A):(i)基于每个分子中Si的摩尔总数计,具有摩尔百分比为12%至80%的SiOZ部分,其中Z独立地选自H、烷基基团或阳离子;(ii)基于组分(A)的总重量计,具有重量百分比大于0重量%至10重量%的硅键合的烯属不饱和基团;或(iii)(i)和(ii)两者。
7.一种防粘涂料组合物,所述防粘涂料组合物包含:
根据权利要求1至6中任一项所述的基础组合物;
(C)具有至少两个硅键合的氢原子的有机硅化合物;
(D)硅氢加成催化剂;和
任选地,(E)抑制剂。
8.根据权利要求7所述的防粘涂料组合物,其中所述(C)有机硅化合物包含有机氢硅氧烷,所述有机氢硅氧烷平均每分子包含至少两个侧接硅键合的氢原子。
9.根据权利要求7或8所述的防粘涂料组合物,其中所述(C)有机硅化合物具有式Hy’R1 3-y’Si-(OSiR1 2)m-(OSiR1H)m’-OSiR1 3-y’Hy’,其中每个R1是独立选择的不含烯属不饱和的烃基基团,每个y’独立地选自0或1,下标m和m’各自是0至1,000,条件是m和m’不同时是0并且m+m’是1至1,000。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的防粘涂料组合物,其中组分(A)以10重量%至60重量%的量存在,组分(B)以20重量%至80重量%的量存在,并且组分(C)以2重量%至40重量%的量存在,各自基于所述防粘涂料组合物的总重量计。
11.一种制备根据权利要求8至10中任一项所述的防粘涂料组合物的方法,所述方法包括:
将组分(A)与(B)组合以得到基础组合物;并且
将所述基础组合物与组分(C)和(D)组合以得到所述防粘涂料组合物。
12.根据权利要求11所述的方法,其进一步包括:
将组分(A)与媒介物组合以得到第一混合物,
将所述第一混合物与组分(B)组合以得到第二混合物,
从所述第二混合物中去除所述媒介物,以得到硅氧烷混合物;并且
将所述硅氧烷混合物与组分(C)和(D)组合以得到所述防粘涂料组合物。
13.根据权利要求12所述的方法,其进一步包括由固体硅酸盐树脂形成所述(A)硅酸盐树脂。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述(A)硅酸盐树脂通过在催化剂存在下并且任选地在溶剂存在下,使MQ树脂与具有至少两个独立选择的硅键合的烷氧基基团和至少一个硅键合的烯属不饱和基团的硅烷化合物反应形成。
15.一种形成涂布基底的方法,所述方法包括:
将组合物施加在基底上;并且
固化所述组合物以在所述基底上得到防粘涂料,从而形成所述涂布基底;
其中所述组合物是根据权利要求8至10中任一项所述的防粘涂料组合物。
16.根据权利要求15所述的方法,其中所述基底包含纤维素和/或聚合物。
17.一种涂布基底,所述涂布基底包含设置在根据权利要求15或16所述的方法形成的基底上的防粘涂料。
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