CN1272126A - 用于可印刷防粘涂料的硅氧烷嵌段共聚物 - Google Patents

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Abstract

一种可印刷防粘涂料,其包含一种硅氧烷嵌段共聚物,它是(a)一种不含有硫,硫基和氟基团的聚二甲基硅氧烷与(b)一种有机二异氰酸酯的反应产物。以及,一种制备用于可印刷防粘涂料的硅氧烷嵌段共聚物的方法,该方法包括将一种聚二甲基硅氧烷与一种有机二异氰酸酯和一种扩链剂反应。

Description

用于可印刷防粘涂料的硅氧烷嵌段共聚物
                       背景技术技术领域
本发明涉及可印刷防粘涂料。更具体地说，本发明涉及一种包括由有机二异氰酸酯和某些聚二甲基硅氧烷合成的一种硅氧烷嵌段共聚物的防粘涂料。
相关技术
例如，标签型压敏粘结剂通常是在标签的背面(也就是在粘结剂的对面)涂有防粘涂料。这些防粘涂料在很大程度上决定了可以不需多余的力而使这些粘结材料脱除并且不引起粘结剂的不均匀性或背衬的脱胶。
能用作防粘涂料的材料通常与粘结剂间应该有低的粘结力。有效的防粘涂料也有适当的强度且与粘结材料的背衬间具有好的粘结性。最后，有效的防粘涂料防止了粘结剂偶然地转移到粘结材料的背表面(也就是非粘结面)上。防粘涂料例如使压敏型标签改变位置和移动成为可能。
已熟知聚硅氧烷能用作粘性材料的防粘涂料，例如用作压敏型粘结剂的背衬组份。聚硅氧烷主要由聚合物主链上交替的硅和氧原子组成。许多种有机基团均能连接至硅原子上以制成被称为有机聚硅氧烷的聚合物。最简单的聚硅氧烷，聚二甲基氧烷，就是将甲基连接到硅原子上的一种有机聚硅氧烷。聚硅氧烷的物理性质依赖于聚合度和聚合物端基的性质，该端基可以处于化学活性至相对惰性的范围内。
聚硅氧烷涂料的一个缺点是它们偏贵。另外，从用硅氧烷处理的表面上分离压敏型粘结剂的力通常是在每英寸宽为10至40克的范围内，这个力对能有效用作低粘性背衬的聚硅氧烷太低了。这个低的粘结力可能是由于有机硅氧烷聚合物中极性基团较少造成的。因为聚硅氧烷的防粘性能太好了，因此其防粘特性可能出现问题。例如缺点之一是，它只能制得一个不能紧密地缠结的胶带卷。而且，经常需要在聚硅氧烷薄膜和基质间使用底涂层以助于将所述聚硅氧烷薄膜固定到基质上。
因此，为了得到更高的剥离力值，已尝试通过将硅氧烷聚合物与防粘效果更差的防粘材料共混或反应。例如，已公知，将极特别的聚二甲基硅氧烷与有机二异氰酸酯混合反应可以得到硅氧烷嵌段共聚物。Schwarcz的美国专利4002794公开了一种由一种共聚物材料制成的防粘涂料，该种共聚物材料是硫或巯基封端的聚有机硅氧烷与二异氰酸酯二官能有机化合物的反应产物。
已用作防粘材料的硅氧烷聚合物或共聚物的另一个例子是氟封端的聚有机硅氧烷。Pinchuk的美国专利4810749公开了一种带有含异氰酸酯基重复单元和氟代烷基硅氧烷重复单元的聚合物主链的共聚物。
然而，改性的硅氧烷聚合物具有某些缺点。一些改性的聚硅氧烷污染了压敏型粘结剂以致于使其失去粘性。其它的改性硅氧烷缓慢地与压敏型粘结剂反应，老化后便不可剥离。一些组合物难于一致性地再生产，例如，随着聚硅氧烷逐渐迁移至表面，防粘性能发生改变。其它组合物要求太高的固化温度以致于它们所涂覆的基材可能被熔化或被破坏。最后，一些组合物仅在与特定粘结剂结合使用才有效。
某些取代物比其它取代物使可印刷防粘涂料产生更多的缺点和困难。例如，本发明者发现，氟代聚二甲基硅氧烷比非氟代聚二甲基硅氧烷将有更低的表面能且因此印刷性较差。因此，在制备嵌段共聚物时，使用的氟代聚二甲基硅氧烷的量更少。反过来这也使得最终的聚合物的柔韧性损失，这使得受干扰剥离(在本领域被称为更“咔嗒”剥离)的剥离力更高。此外，有利的是例如用热溶转印印刷机能够在这类标签上印刷，所得的印迹不易擦除或变成污点。因为前述的缺点，氟代聚二甲基硅氧烷将不适合用于此类用途。
为了得到有效的可印刷涂料，已有技术在聚二甲基硅氧烷上要求有端基，例如氟、硫或巯基，本发明不同于已有技术的是不要求在聚二甲基硅氧烷上有端基。本发明由此避免了此类端基所附带的缺点。本发明者事实上已发现，本发明的组合物在聚二甲基硅氧烷聚合物上没有上述端基时工作得更好。
本发明者发现，由某些聚二甲聚硅氧烷与有机二异氰酸酯反应制得的硅氧烷嵌段共聚物用作压敏型标签的防粘涂料是惊人地成功的。
                     本发明的公开
为达到这些和其它优点，并根据在此概括和广泛阐述的本发明目的，本发明涉及一种可印刷防粘涂料。该防粘涂料包括一种硅氧烷嵌段共聚物，该嵌段共聚物是(a)一种不含有硫、巯基、和氟基团的聚二甲基硅氧烷与(b)一种有机二异氰酸酯的反应产物。
本发明还涉及一种用作可印刷防粘涂料的硅氧烷嵌段共聚物。该共物是(a)一种不含有硫、巯基和氟基团的聚二甲基硅氧烷与(b)一种有机二异氰酸酯的反应产物。
本发明也涉及制备一种用于可印刷防粘涂料的硅氧烷嵌段共聚物的方法。该方法包括步骤：(a)将一种聚二甲基硅氧烷与一种溶剂混合；(b)将一种二异氰酸酯与一种溶剂混合；(c)将(a)的混合物与(b)的混合物在足够使聚二甲基硅氧烷与二异氰酸酯反应的温度下和时间段内混合；(d)将一种扩链剂添加至步骤(c)中所混合的反应物中且在足够长的时间段内保持足够的温度以使该扩链剂反应。
本发明者通过将一种聚二甲基硅氧烷与一种有机二异氰酸酯反应而合成出了具有两种性能的硅氧烷嵌段共聚物，而不使用具有较好印刷性能或好的防粘性能的共混材料。所述嵌段共聚物的硅氧烷链段提供良好的防粘性能，而极性(聚氨酯和脲)链段提供可印刷性。
根据下列详细描述，本发明的上述和其它优点及特征将是明显的。
                  实施本发明的最佳模式
本发明涉及包括一种硅氧烷嵌段共聚物的可印刷防粘涂料，该嵌段共聚物是(a)一种不含有硫、巯基、和氟基团的聚二甲基硅氧烷与(b)一种有机二异氰酸酯的反应产物。
本发明涉及一种用于可印刷防粘涂料的硅氧烷嵌段共聚物。该嵌段共聚物是(a)一种不含有硫、巯基、和氟基团的聚二甲基硅氧烷与(b)一种有机二异氰酸酯的反应产物。
可用在本发明中的聚二甲基硅氧烷包括，例如，胺基封端的低聚物和羟基封端的低聚物。可用的二异氰酸酯的实例包括，但并不限于异氟尔酮二异氰酸酯、二苯甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二环己基甲基二异氰酸酯、和六亚甲基二异氰酸酯。
用于合成所述硅氧烷嵌段共聚物的材料也可包括扩链剂、催化剂和溶剂。扩链剂增长了所述硅氧烷嵌段共聚物中硅氧烷链段间的距离。由此，所述扩链剂赋予嵌段共聚物两种性能。首先，扩链剂提高了所述嵌段共聚物的表面能。这提高了可印刷性。其次，扩链剂赋予所述嵌段共聚物柔韧性。这降低了咔嗒(干扰)剥离以及整个剥离力。“咔嗒”是当带卷或标签从卷轴上解开时经常产生的嘘嘘声音。
用在本发明中的扩链剂材料可以选自于二醇、三醇、多元醇、和它们的硫等价物。如果保持二异氰酸酯的化学计量过量，能够使用氮同类物，例如二胺、三胺、多元胺。扩链剂优选是聚乙二醇，1，4-丁二醇及它们的混合物。如果扩链剂是聚乙二醇，它优选以约0-50重量份的量添加。如果扩链剂是1，4-丁二醇，它优选以0-20重量份的量添加。
可用在本发明中的催化剂包括，例如，乙酰丙酮酸铁、二乙酸三丁基锡、辛酸锡、及二月桂酸二丁基锡。优选地，用在本发明的催化剂是二月桂酸二丁基锡。所述催化剂用于加速反应并使反应在更低的温度下进行。
用在本发明中的溶剂使反应组份更易混合且有助于保持由凝固形成的最终产物，也就是保持它的粘度足够低以使它可浇注和可涂覆。可用在本发明中的溶剂包括四氢呋喃、二甲苯和甲苯。优选的溶剂是甲苯。所述溶剂优选以约0-80重量份的量，更优选以约50-80重量份的量添加。
本发明的防粘涂料可用于制造压敏标签。该防粘组合物可稍加改变以提供不同类型的粘结剂和印刷机所需的防粘性能和可印刷性。压敏标签，例如可以改变位置、可移动或持久粘接。用本发明的防粘涂料制备的标签能够由热溶转印印刷机的印刷。
本发明也涉及一种制备用于可印刷防粘涂料的硅氧烷嵌段共聚物的方法。该方法包括步骤：(a)将一种聚二甲基硅氧烷与一种溶剂混合；(b)将一种二异氰酸酯与一种溶剂混合；(c)将(a)的混合物与(b)的混合物在足够使聚二甲基硅氧烷与二异氰酸酯反应的温度下和时间段内混合；(d)将一种扩链剂添加至步骤(c)中所混合的反应物中且在足够长的时间段内保持足够的温度以使该扩链剂反应。优选地，所述聚二甲基硅氧烷和二异氰酸酯在60-80℃下反应20-40分钟。更优选地，聚二甲基硅氧烷与二异氰酸酯的反应时间是30分钟。所述扩链剂优选在60-80℃的温度下与聚二甲基硅氧烷和二异氰酸酯反应20-40分钟，且更优选30分钟。
通过下列实施例的方式说明本发明。应理解是，本发明并不限于在这些实施例给定的具体条件或细节，这种限制在后附的权利要求书中指定。实施例1
聚二甲基硅氧烷(a，ω-胺封端，Goldschmidt MW＝11500)25.0g
聚乙二醇(Dow Chemical，MW＝8000)                   12.5g
异氟尔酮二异氰酸酯(Olin Chemical)                  18.13g
1，4-丁二醇                                        6.66g
二月桂酸二丁基锡                                   0.2g
甲苯                                               180ml
将12.5g聚乙二醇在60℃溶于一个500ml烧瓶中的50ml甲苯中。然后将聚二甲基硅氧烷与50ml甲苯混合并将该混合物添加至上述聚乙二醇溶液中。将0.2g二月桂酸二丁基锡、18.13g异氟尔酮二异氰酸酯和50ml甲苯混合。然后将这个混合物添加至含有所述聚二甲基硅氧烷溶液的烧瓶中。将温度保持在60-80℃下30分钟且使溶液发生反应。然后将6.66g 1，4-丁二醇与剩余的30ml甲苯混合并将该溶液加至烧瓶中。将温度在60-80℃下再保持30分钟。
将在烧瓶中制成的硅氧烷嵌段共聚物用四氢呋喃稀释成10％的溶液且将其用20#迈耶棒涂布在热溶转印纸(consolidated paper)上。所述硅氧烷嵌段共聚物防粘涂料可以用压敏胶粘剂，例如Swift 84425热熔永固胶，且可由一个热溶转印印刷机(Zebra 140)和一种色带(编码产品TTR-1981)印刷。
对本领域熟练人员明显的是，在本发明的精神实质的范围内，本发明的组合物和方法可作各种改进和变动。因此，本发明试图函盖在后附的权利要求书和它的等同范围内所作的改进和变动。

Claims (16)

1、一种包含一种硅氧烷嵌段共聚物的可印刷防粘涂料，该硅氧烷嵌段共聚物是(a)一种不含有硫、巯基、和氟基团的聚二甲基硅氧烷和(b)一种有机二异氰酸酯的反应产物。
2、如权利要求1所述的可印刷防粘涂料还包含至少一种扩链剂。
3、如权利要求2所述的可印刷防粘涂料，其中所述扩链剂是用量范围为大于0至约50重量份的聚乙二醇。
4、如权利要求2所述的可印刷防粘涂料，其中所述扩链剂是用量范围为大于0至约20重量份的1，4-丁二醇。
5、如权利要求1所述的可印刷防粘涂料还包含一种催化剂。
6、如权利要求5所述的可印刷防粘涂料，其中所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
7、如权利要求1所述的可印刷防粘涂料还包含用量范围为大于0至约80重量份的一种溶剂。
8、如权利要求1所述的可印刷防粘涂料，其中所述溶剂是甲苯。
9、一种用于可印刷防粘涂料的硅氧烷共聚物，其包含(a)一种不含有硫、巯基、和氟基团的聚二甲基硅氧烷与(b)一种有机二异氰酸酯的反应产物。
10、如权利要求9所述的硅氧烷嵌段共聚物还包含至少一种扩链剂。
11、如权利要求10所述的硅氧烷嵌段共聚物，其中所述扩链剂是用量范围为大于0至约50重量份的聚乙二醇。
12、如权利要求10所述的硅氧烷嵌段共聚物，其中所述扩链剂是用量范围为大于0至约20重量份的1，4-丁二醇。
13、如权利要求9所述的硅氧烷嵌段共聚物还包含一种催化剂。
14、如权利要求13所述的硅氧烷嵌段共聚物，其中所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
15、如权利要求9所述的硅氧烷嵌段共聚物还包含用量范围为大于0至约80重量份的一种溶剂。
16、如权利要求15所述的硅氧烷嵌段共聚物，其中所述溶剂是甲苯。
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