EP1401975A1 - Compositions a base de silicones fonctionnalisees durcissables sous irradiation et rev tements anti-adherents obtenus a partir de ces compositions - Google Patents
Compositions a base de silicones fonctionnalisees durcissables sous irradiation et rev tements anti-adherents obtenus a partir de ces compositionsInfo
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- EP1401975A1 EP1401975A1 EP02740851A EP02740851A EP1401975A1 EP 1401975 A1 EP1401975 A1 EP 1401975A1 EP 02740851 A EP02740851 A EP 02740851A EP 02740851 A EP02740851 A EP 02740851A EP 1401975 A1 EP1401975 A1 EP 1401975A1
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Definitions
- compositions based on functionalized silicones curable under irradiation and non-stick coatings obtained from these compositions.
- the present invention relates to new silicone compositions curable under UV irradiation and / or electron beam. More specifically, the subject of the invention is new compositions for coatings based on a mixture of polyorganosiloxanes with a viscosity of less than 1500 mPa.s comprising at least one polyorganosiloxane Pa with at least one unit M carrying at least one reactive function and at least one polyorganosiloxane Pb carrying at least one reactive function on at least one M or D unit; these functions being crosslinkable and / or polymerizable under UV irradiation or electron beam.
- These mixtures are effectively crosslinked and / or polymerized under irradiation in the presence of compatible cationic initiators and are particularly suitable for their use in the field of non-stick paper supports.
- curable silicone compositions to make surfaces non-adherent to materials which would normally adhere to them.
- cationic crosslinkable and / or photopolymerizable compositions to obtain coatings with non-stick properties consisting of silicone oils or resins functionalized with epoxide (s), alkenylether (s), oxetane ( s), etc.
- Non-stick coatings are useful for many applications where it is necessary to make a surface or a material which would normally adhere to them non-stick to other materials.
- the silicone compositions are used as coatings for release papers and can therefore be combined with adhesive elements which can be easily released without losing their adhesive properties, these elements being pressure-sensitive adhesives for labels, decorative laminates, transfer tape, etc.
- Silicone-based non-stick coatings applied to paper, polyethylene, polypropylene, polyester and the like are also useful as non-stick surfaces for food handling and industrial packaging applications.
- a label is coated with an adhesive and associated with a non-adherent support, it is desirable that the latter be easily separated during use, without its quality of adhesion being reduced by the fact that it was separated from the support.
- the same principle applies to certain ribbons with a non-stick side and a stick side and which are supplied in reels.
- silicone-based non-stick coatings when combined with adhesives, give these associations called silicone / adhesive complexes a weak release force, stable over time, and stable whatever the pressure exerted. between the non-stick coating and the adhesive, while also ensuring constant adhesion properties for the latter.
- the non-stick coatings must fulfill other conditions at best, and in particular, they must harden quickly and the initiator must be selected to be miscible with the silicones of the composition.
- the silicone compositions developed are specifically adapted for the preparation of non-stick coatings and give the silicone / adhesive complexes a low release force; this detachment force being stable during storage over time and stable regardless of the pressure exerted between the non-stick coating and the adhesive.
- Other advantages, and in particular the improvement of the properties of instant adhesiveness, of exfoliation and of slippery-tacky, will become apparent on reading the description.
- the subject of the present invention is a crosslinkable and / or polymerizable composition for non-stick coating based on silicone based on silicones of viscosity less than or equal to 1500 mPa.s, curable under irradiation, characterized in that it comprises :
- R 1 and R 2 identical and / or different, represent: (i) a linear or branched alkyl radical containing 1 to 8 carbon atoms, optionally substituted with at least one halogen, preferably fluorine, the alkyl radicals preferably being methyl, ethyl, propyl, octyl and 3,3,3-trifluoropropyl,
- an aralkyl part having an alkyl part containing between 5 and 14 carbon atoms and an aryl part containing between 6 and
- the symbols Z which are identical and / or different, represent: a crosslinkable and / or polymerizable organofunctional group, preferably epoxy, acrylate, alkenyloxy and / or oxetane, the organofunctional group being linked to the silicon of the polyorganosiloxane by means of a divalent radical containing from two to twenty carbon atoms and which may contain at least one heteroatom, preferably oxygen.
- the irradiation is carried out under UV radiation and / or under an electron beam.
- a wavelength between 200 and 400 nanometers is preferably used between 230 and 360 nanometers.
- the irradiation time can be short, that is to say less than 1 second and, on the order of a few hundredths of a second for small thicknesses of coatings.
- the curing time is regulated (a) by the number of UV lamps used, (b) by the duration of exposure to UV and / or (c) by the distance between the composition and the UV lamp
- Examples of usable devices for the electron beam are those with a pulsed electron beam (“Scanned Electron Beam Acceleratot”) and those with a curtain electron beam (“Electron Curtain Accelerator”) .
- the reactive functions Z can be of very varied structures.
- divalent radicals linking a functional group Z of the epoxy and / or oxetane type mention may be made of those included in the following formulas:
- n ' represents 0 or 1 and n "an integer between 1 and 5
- R 3 represents: a linear, branched or cyclic C1-C1 2 alkylene radical, optionally substituted, - or a C5-C12 arylene radical, preferably phenylene, optionally substituted, preferably by one to three C1-C ⁇ alkyl groups,
- R 4 represents a linear or branched C ⁇ -C 6 alkyl radical.
- Z of dioxolane type mention may be made of those contained in the following formulas:
- the latter only comprises groups Z at the end of the chain.
- the polyorganosiloxane Pa also comprises type D groups of formula (II).
- the Z functions of the polymer Pa are polymerizable and / or crosslinkable functions of the epoxy type.
- the Z functions of the polymer Pb are polymerizable and / or crosslinkable functions of the epoxy type. More particularly, the polyorganosiloxanes Pb used comprise 4 to 6 organofunctional Z groups per macromolecular chain.
- the onium borate used in the context of the present invention is judiciously chosen; in fact, it must be miscible with the mixture of silicone constituents Pa and Pb and therefore it must be capable of dissolving well or dispersing in the composition according to the invention.
- This onium borate is chosen from onium borates of an element of groups 15 to 17 of the periodic table [Chem. & Eng. News, vol. 63, No. 5, 26 of February 4, 1985] of which: m the cationic entity of borate is selected from: (1 ") the onium salts of formula (I): [(R5) n - A - (R6) m ] + (I) formula in which:
- A represents an element from groups 15 to 17 such as for example: I, S, Se, P or N,
- R5 represents a CQ-C20 carbocyclic or heterocyclic aryl radical, said heterocyclic radical possibly containing nitrogen or sulfur as heteroelements,
- R6 represents R ⁇ OR a linear or branched C1-C30 alkyl or alkenyl radical; said radicals R ⁇ and R being optionally substituted by a C1-C25 alkoxy, C1-C25 alkyl, nitro, chloro, bromo, cyano, carboxy, ester or mercapto group,
- n is an integer ranging from 1 to v + 1, v being the valence of the element A,
- a phenyl radical substituted by at least one electron-withdrawing group such as for example OCF3, CF3, NO2, CN, and / or by at least 2 halogen atoms (all fluorine particularly), and this when the cationic entity is an onium of an element from groups 15 to 17,
- a phenyl radical substituted by at least one element or an electron-withdrawing group in particular a halogen atom (especially fluorine), CF3, OCF3, NO2,
- an aryl radical containing at least two aromatic rings such as for example biphenyl, naphthyl, optionally substituted with at least one element or an electron-withdrawing group, in particular a halogen atom (fluorine in particular), OCF3, CF3, NO2, CN, whatever the cationic entity.
- the species of the anionic borate entity which are very particularly suitable are the following:
- composition according to the invention can also comprise additives such as for example stabilizers, bonding additives, (photo) sensitizers.
- the stabilization additive can be based on primary, secondary or tertiary amine; preferably, this amine is chosen from the derivatives described in patent application WO98 / 07798.
- the bonding additive is generally based on silanes and / or organic monomers.
- the sensitizer (photo) can for example be chosen from the compounds of the benzophenone type described in application WO 99/05181.
- a second aspect of the present invention relates to a non-stick silicone / adhesive complex comprising at least one silicone coating applied to a first support and an adhesive coating applied or not to a second support, characterized in that said silicone coating is derived of a mixture of polyorganosiloxane (s) Pa and Pb in the presence of a miscible photocell as defined above.
- the two supports are made of two separate materials, arranged so that the silicone coating of the first support is in contact with the adhesive coating of the second support.
- This embodiment is in particular illustrated by systems known as self-adhesive labels associated with a non-adherent support. In this particular case, the release force of the silicone / adhesive interface is exerted during the separation of the two supports.
- the two supports are constituted respectively by each of the two faces of the same material. This second embodiment is in particular illustrated by the systems known as adhesive tapes.
- the non-stick coating that is to say based on the silicone matrix and the adhesive coating are brought into contact during the winding of the support on itself. In this case, the release force is exerted at the silicone / adhesive interface under the effect of the separation of a lower face with an upper face of the material.
- the adhesive coating it can be very diverse in nature insofar as it is chemically compatible with the silicone coating.
- the adhesive coatings deposited on the surface of a wide variety of materials so as to obtain labels, tapes or any other self-adhesive material derive from emulsions called pressure-sensitive adhesive emulsions (PSA). They give the material the ability to adhere to the surface of a support, without requiring activation other than low pressure.
- PSA pressure-sensitive adhesive emulsions
- the monomers used to prepare the PSAs are selected according to their glass transition temperature, Tg, for give the polymers incorporating them the expected behavior in terms of adhesion and viscoelasticity.
- Tg glass transition temperature
- the monomers advantageously have a sufficiently low glass transition temperature, generally between -70 and -10 ° C and preferably is less than -30 ° C.
- these monomers are chosen from the group consisting of
- acrylic esters such as the esters of acrylic acid and methacrylic acid with hydrogenated or fluorinated C ⁇ -C 12 alkanols, preferably C ⁇ -C 8 , in particular methyl acrylate, acrylate ethyl, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, tert-butyl acrylate, hexyl acrylate, heptyl acrylate, octyl acrylate, iso-octyl acrylate, decyl acrylate, dodecyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate , isobutyl methacrylate;
- vinyl nitriles including more particularly those having 3 to 12 carbon atoms, such as in particular acrylonitrile and methacrylonitrile;
- ethylenic unsaturated mono- and dicarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid and the mono- and di-alkyl esters of mono- and di acids -carboxylic of the type mentioned with the alkanols preferably having 1 to 8 carbon atoms and their N-substituted derivatives, the amides of unsaturated carboxylic acids such as acrylamide, methacrylamide, N-methylolacrylamide or methacrylamide, N-alkylacrylamides, ethylenic monomers comprising a sulfonic acid group and its alkali or ammonium salts, for example vinylsulfonic acid, vinylbenzenesulfonic acid, alpha-acrylamido methylpropane-sulfonic acid, 2-sulfoethylene-methacrylate, - the unsaturated ethylenic monomers comprising a secondary, tertiary or
- - zwitterionic monomers such as, for example, sulfopropyl (dimethyl) aminopropyl acrylate,
- PSAs are obtained by polymerization mainly of alkyl acrylate monomers which are generally present in an amount of 50 to about 99% and preferably in an amount of 80 to 99
- a release force is generally obtained which is less than 20 g / cm, and more frequently a release force is less than 10 g / cm.
- the force required to peel off the non-stick silicone coating from the adhesive changes at most by a factor of less than 4 and more frequently less than 2, at the end of the 7-day aging test at 70 ° C. , representative of an aging of 6 months.
- compositions according to the invention and by way of reference are prepared from the compounds below. These compositions are described in Table 1.
- silicones for the reference compositions are chosen from the silicones Re 1 and Re 2 of formula (III) below:
- the Pb type silicones are chosen from Re1 silicone and Pbi silicone of formula (IV) below:
- the Pa type silicones are chosen from the Pa 2 Pa 2 and Pa 3 silicones of formula (IV) in which:
- the photoinitiator Am used is in 18% solution in isopropanol and corresponds to the formula:
- compositions prepared are deposited at a rate of 0.8 g / m 2 on a polyester film PET6001 from the company TORAY and then irradiated at a speed of 200 m / min under two mercury lamps [power 360W / cm (H + ), Fusion company]. After exposure to UV light, the coatings obtained are perfectly dry.
- the release force is also measured after 7 days at 70 ° C simulating an aging of 6 months at 20 ° C under pressure conditions of 70 g / cm 2 .
- Exfoliation characterizes the attachment of a silicone coating to a support. It is measured by a trade test which consists of passing the finger up to 10 round trips over the silicone coating by applying light pressure with the finger. If the finger does not catch the coating after 10 round trips, the score is 10. If the finger hangs (scrub) after 5 round trips, the score is 5. If the layer is torn off at the 1st round - return; the score is 0 or 1; the note 0 signifying that the coating does not hold on the support used.
- Instant adhesiveness or "tack” characterizes the force necessary to separate at a speed of the order of 300 mm / min an adhesive tape brought into contact with the silicone coating of the invention according to the standardized FINAT 9 test.
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Abstract
L'invention concerne un revêtement silicone, durcissable sous irradiation ô base de silicones de viscosité inférieure ou égale ô 1500 mPa.s, durcissable sous irradiation comprenant :(a) d'au moins un polymère polyorganopolysiloxane liquide Pa de viscosité supérieure ô 500 mPa.s et ayant au moins un motif terminal de formule [Z-Si (R1)(R2) -O-]- (I), et d'au moins un polymère polyorganopolysiloxane Pb, de viscosité inférieure ô 150 mPa.s et ayant au moins un motif de formule (I) définie ci-avant et/ou au moins un motif de type D de formule -[-(Si(R1)(Z)-O-]- (II), Z étant un groupement réticulable et/ou polymérisable, (c) et d'une quantité efficace d'au moins un amorceur constitué d'un borate d'onium.
Description
Compositions à base de silicones fonctionnalisées durcissables sous irradiation et revêtements anti-adhérents obtenus à partir de ces compositions-.
La présente invention concerne de nouvelles compositions silicones durcissables sous irradiation UV et/ou faisceau d'électrons. Plus précisément, l'invention a pour objet de nouvelles compositions pour revêtements à base d'un mélange de polyorganosiloxanes de viscosité inférieure à 1500 mPa.s comprenant au moins un polyorganosiloxane Pa avec au moins un motif M porteur d'au moins une fonction réactive et au moins un polyorganosiloxane Pb porteur d'au moins une fonction réactive sur au moins un motif M ou D; ces fonctions étant réticulables et/ou polymérisables sous irradiation UV ou faisceau d'électrons. Ces mélanges sont efficacement réticulés et/ou polymérisés sous irradiation en présence d'amorceurs cationiques compatibles et sont particulièrement adaptés pour leur utilisation dans le domaine des supports papiers anti-adhérents.
Il est connu d'utiliser des compositions silicones durcissables pour rendre des surfaces non-adhérentes à des matériaux qui normalement adhéreraient à celles-ci. A ce jour, il est connu d'utiliser des compositions photoréticulables et/ou photopolymérisables cationiques pour obtenir des revêtements à propriétés anti-adhérentes constitués d'huiles ou résines silicones fonctionnalisées avec des fonctions époxyde(s), alcénylether(s), oxétane(s), etc.
Les revêtements anti-adhérents sont utiles pour de nombreuses applications où il est nécessaire de rendre non-adhérent à d'autres matériaux une surface ou un matériau qui normalement adhérerait à eux.
Par exemple, les compositions silicones sont utilisées comme revêtements pour papiers anti-adhérents et peuvent ainsi être associées à des éléments adhérents pouvant être facilement libérés sans perdre leurs propriétés adhérentes, ces éléments pouvant être des adhésifs sensibles à la pression pour étiquettes, stratifiés décoratifs, ruban de transfert, etc.
Les revêtements anti-adhérents à base de silicone appliqués sur papier, polyéthylène, polypropylène, polyester et autres supports de ce type, sont également utiles comme surfaces anti-adhérentes pour des applications de manipulations de la nourriture et d'emballage industriel. Par exemple, lorsqu'une étiquette est revêtue d'un adhésif et associée à un support non adhérent, il est souhaitable que celle-ci soit facilement séparée lors de son emploi, sans que sa qualité d'adhésion soit diminuée par le fait qu'elle ait été séparée du support. Le même principe s'applique à certains rubans présentant un coté non-adhérent et un coté adhérent et qui sont fournis en bobines. En effet, il est nécessaire que le ruban se déroule facilement et conserve ses caractéristiques d'adhésion du coté adhérent après une durée élevée de stockage et éventuellement une pression élevée entre le côté adhésif et le côté anti-adhérent, dans la mesure notamment où ces bobines peuvent atteindre parfois plus d'un mètre de diamètre. On essaie d'obtenir ces résultats en revêtant le support non-adhérent ou le coté non-adhérent du ruban d'une composition anti-adhérente à base de silicone qui viendra en contact par la suite de façon réversible avec l'adhésif.
II apparaît donc nécessaire que les revêtements anti-adhérents à base de silicone, lorsque associés à des adhésifs, confèrent à ces associations appelées complexes silicone/adhésif une force de décollement faible, stable au cours du temps, et stable quelle que soit la pression exercée entre le revêtement anti-adhérent et l'adhésif, tout en assurant à ce dernier également des propriétés constantes d'adhésion.
D'autre part, les revêtements anti-adhérents doivent remplir d'autres conditions au mieux, et notamment, elles doivent durcir rapidement et l'amorceur doit être sélectionné pour être miscible aux silicones de la composition.
Ces objectifs sont précisément atteints et optimisés selon la présente invention. En effet, les compositions silicones mises au point sont
spécifiquement adaptées pour la préparation de revêtements anti-adhérents et confèrent aux complexes silicone / adhésif une force de décollement faible; cette force de décollement étant stable au stockage au cours du temps et stable quelle que soit la pression exercée entre le revêtement anti- adhérent et l'adhésif. D'autres avantages, et notamment l'amélioration des propriétés d'adhésivité instantanée, de gommage et de glissant-collant, ressortiront à la lecture de la description.
Ainsi, la présente invention a pour objet une composition réticulable et/ou polymérisable pour revêtement anti-adhérent à base de silicone à base de silicones de viscosité inférieure ou égale à 1500 mPa.s, durcissable sous irradiation, caractérisée en ce qu'elle comprend :
(a) de 50 à 99 % en poids, de préférence 70 à 99 %, d'au moins un polymère polyorganopolysiloxane liquide Pa linéaire, ramifié et/ou cyclique de viscosité supérieure à 500 mPa.s et ayant au moins un motif terminal de type M de formule (I) :
[Z-Si (R1)(R2) -O-]- (I) dans laquelle: - les symboles R1 et R2, identiques et/ou différents, représentent : (i) un radical alkyle linéaire ou ramifié contenant 1 à 8 atomes de carbone, éventuellement substitué par au moins un halogène, de préférence le fluor, les radicaux alkyle étant de préférence méthyle, éthyle, propyle, octyle et 3,3,3-trifluoropropyle,
(ii) un radical cycloalkyle contenant entre 5 et 8 atomes de carbone cycliques, éventuellement substitué,
(iii) un radical aryle contenant entre 6 et 12 atomes de carbone pouvant être substitué, de préférence phényle ou dichlorophényle,
(iv) une partie aralkyle ayant une partie alkyle contenant entre 5 et 14 atomes de carbone et une partie aryle contenant entre 6 et
12 atomes de carbone, substituée éventuellement sur la partie
aryle par des halogènes, des alkyles et/ou des alkoxyles contenant 1 à 3 atomes de carbone,
(v) un groupement hydroxyle OH ou un groupement alcoxyle contenant de 1 à 8 atomes de carbone (vi) un radical hydrogène,
- les symboles Z, identiques et/ou différents, représentent : un groupement organofonctionnel réticulable et/ou polymérisable, de préférence époxy, acrylate, alcényloxy et/ou oxétane, le groupement organofonctionnel étant relié au silicium du polyorganosiloxane par l'intermédiaire d'un radical divalent contenant de deux à vingt atomes de carbone et pouvant contenir au moins un hétéroatome, de préférence de l'oxygène.
(b) de 1 à 50% en poids, de préférence 1 à 30%, d'au moins un polymère polyorganopolysiloxane liquide Pb, linéaire, ramifié et/ou cyclique, de viscosité inférieure à 150 mPa.s et ayant au moins un motif terminal de type M de formule (I) définie ci-avant et/ou au moins un motif de type D de formule (II):
-[-(Si(R1)(Z)-O-]- (II) dans laquelle les symboles R1 et Z, identiques ou différents, ont des définitions identiques à celles données ci-avant,
(c) et d'une quantité efficace d'au moins un amorceur constitué d'un borate d'onium.
En général, l'irradiation est réalisée sous rayonnement U.V. et/ou sous faisceau d'électrons.
Pour le rayonnement U.V., on utilise une longueur d'onde comprise entre 200 et 400 nanomètres de préférence entre 230 et 360 nanomètres. La durée d'irradiation peut être courte, c'est-à-dire inférieure à 1 seconde et, de l'ordre de quelques centièmes de seconde pour les faibles épaisseurs de revêtements. Le temps de durcissement se règle (a) par le nombre de lampes U.V. utilisées, (b) par la durée d'exposition aux U.V. et/ou (c) par la distance entre la composition et la lampe U.V.
Pour le faisceau d'électrons, on citera à titre d'exemples d'appareils utilisables, ceux à faisceau d'électrons puisées ("Scanned Electron Beam Acceleratot") et ceux à faisceau d'électrons en rideau ('Electron Curtain Accelerator").
Les fonctions réactives Z peuvent être de structures très variées. Comme exemples de radicaux divalents reliant un groupement fonctionnel Z du type époxy et/ou oxétane, on peut citer ceux inclus dans les formules suivantes :
(CH2)3 O— CH2— CH- -CH2 ; (CH2)3 O— CH- -CH
\0 / 0
S'agissant des groupements fonctionnels Z du type alcényloxy, on peut mentionner ceux contenus dans les formules suivantes :
(0)n (CH2)— O-CH =CH2
(O)n' (CH2) — R3— O-CH=CH2 ;
(0)n' (CH2) — O-CH=CH -R4
dans lesquelles :
• n' représente 0 ou 1 et n" un entier compris entre 1 et 5
• R3 représente : - un radical alkylène linéaire, ramifié ou cyclique en C1-C12, éventuellement substitué,
- ou un radical arylène en C5-C12, de préférence phénylène, éventuellement substitué, de préférence par un à trois groupements alkyles en C-i-Cβ,
• R4 représente un radical alkyle linéaire ou ramifié en Cι-C6. S'agissant des groupements fonctionnels Z de type dioxolane, on peut citer ceux contenus dans les formules suivantes :
Selon un première mode préférentiel, pour la silicone Pa, celle-ci comprend uniquement des groupements Z en bout de chaîne.
Selon un second mode préférentiel, le polyorganosiloxane Pa comprend en outre des groupements de type D de formule (II).
Selon un troisième mode préférentiel pour la silicone Pa, les fonctions Z du polymère Pa sont des fonctions polymérisables et/ou réticulables de type époxy.
Selon un mode préférentiel pour la silicone Pb, les fonctions Z du polymère Pb sont des fonctions polymérisables et/ou réticulables de type époxy. Plus particulièrement, les polyorganosiloxanes Pb utilisés comportent 4 à 6 groupements Z organofonctionnels par chaîne macromoléculaire.
Le borate d'onium utilisé dans le cadre de la présente invention est judicieusement choisi; en effet, il doit être miscible au mélange de constituants silicones Pa et Pb et donc il doit être capable de bien se dissoudre ou de se disperser dans la composition selon l'invention. Ce borate d'onium est choisi parmi les borates d'onium d'un élément des
groupes 15 à 17 de la classification périodique [Chem. & Eng. News, vol.63, N° 5, 26 du 4 février 1985] dont : m l'entité cationique du borate est sélectionnée parmi : (1") les sels d'onium de formule (I) : [(R5)n - A - (R6)m]+ (I) formule dans laquelle :
• A représente un élément des groupes 15 à 17 tels que par exemples : I, S, Se, P ou N,
• R5 représente un radical aryle carbocyclique ou hétérocyclique en CQ- C20, ledit radical hétérocyclique pouvant contenir comme hétéroéléments de l'azote ou du soufre,
• R6 représente R^ OU un radical alkyle ou alkényle linéaire ou ramifié en C1-C30 ; lesdits radicaux R§ et R étant éventuellement substitués par un groupement alcoxy en C1-C25, alkyle en C1-C25, nitro, chloro, bromo, cyano, carboxy, ester ou mercapto,
• n est un nombre entier allant de 1 à v + 1 , v étant la valence de l'élément A,
• m est un nombre entier allant de 0 à v - 1 avec n + m = v + 1 ,
(2") les sels d'oxoisothiochromanium décrits dans la demande de brevet WO 90/11303, notamment le sel de sulfonium du 2-éthyl-4- oxoisothiochromanium ou de 2-dodécyl-4-oxoisothio-chromanium,
" et l'entité anionique borate a pour formule [BX'a R?b]" dans laquelle :
- a et b sont des nombres entiers allant pour a de 0 à 3 et pour b de 1 à 4 avec a + b = 4, - les symboles X' représentent :
* un atome d'halogène (chlore, fluor) avec a = 0 à 3,
* une fonction OH avec a = 0 à 2,
- les symboles R7, identiques ou différents, représentent :
> un radical phényle substitué par au moins un groupement électroattracteur tel que par exemple OCF3, CF3, NO2, CN, et/ou par au moins 2 atomes d'halogène (fluor tout
particulièrement), et ce lorsque l'entité cationique est un onium d'un élément des groupes 15 à 17,
> un radical phényle substitué par au moins un élément ou un groupement électroattracteur notamment atome d'halogène (fluor tout particulièrement), CF3, OCF3, NO2,
CN, et ce lorsque l'entité cationique est un complexe organométallique d'un élément des groupes 4 à 10
> un radical aryle contenant au moins deux noyaux aromatiques tels que par exemple biphényle, naphtyle, éventuellement substitué par au moins un élément ou un groupement électroattracteur, notamment un atome d'halogène (fluor tout particulièrement), OCF3, CF3, NO2, CN, quelle que soit l'entité cationique.
Sans que cela ne soit limitatif, sont données ci-après plus de précisions quant aux sous-classes de borate d'onium plus particulièrement préférées dans le cadre des compositions conformes à l'invention.
Selon une première variante préférée de l'invention, les espèces de l'entité anionique borate qui conviennent tout particulièrement sont les suivantes :
V [B(C6F5)4]- 5' : [B(C6H3(CF3)2)4]
2' [(C6F5)2BF2]- 6' : [B (C6H3F2)4]-
3' [B(C6H4CF3)4]- T : [C6F5BF3]-
4' [B(C6F4OCF3)4]-.
Selon une deuxième variante préférée de l'invention, les sels d'onium
(1) utilisables sont décrits dans de nombreux documents notamment dans les brevets US-A-4 026 705, US-A-4 032 673, US-A-4 069 056, US-A- 4 136 102, US-A-4 173 476. Parmi ceux-ci on privilégiera tout particulièrement les cations suivants :
[(Φ-CH3)2 I]+ [(C8H17-0-Φ)2 l ]+
[(C12H25- )2 ']+ [(CH3-Φ-I-Φ-C12H25]+ [(HO-CH2-CH2)2 S-CH2-Φ]+ [(C12H25-CH(OH)-CH2-O-Φ)2l]+
[(HO-CH2-CH2-O Φ)3 S]+ [(HO-CH2-CH2-OΦ)2-S-Φ-O-C8Hi7]+ et [(CH3-Φ-I-Φ-CH(CH3)2]+ [(CH3)3C-Φ-I-ΦC(CH3)3]+
En accord avec ces deux variantes préférées, on peut citer, à titre d'exemples d'amorceurs du type borates d'onium, les produits suivants :
[(C12H25-CH(OH)-CH2-O-Φ)2l]+, [B(C6F5)4]" [(C8H17-O-Φ)2l]+ , [B(C6F5)4]-
[(CH3)3C-Φ-I-ΦC(CH3)3]+ , [B(C6F5)4]-
[(C12H25-Φ)2l]+ I [B (C6F5)4]-
[(Φ-CH3)2I]+ , [B(C6F5)4]-
[(Φ-CH3)2 l]+, [B(C6F4OCF3)4]- [CH3-Φ-I-Φ-CH(CH3)2]+, [B(C6F5)4]"
[(HO-CH2-CH2)2 S-CH2-Φ]+ , [B(C6F5)4]'
[CH3-Φ-I-Φ-CH(CH3)2]+, [B(C6H3(CF3)2)4r et [(C12H25Φ)2I]+ , [B(C6H3(CF3)2)4]'
La composition selon l'invention peut également comprendre des additifs tels que par exemple des stabilisants, des additifs d'accrochage, des (photo)sensibilisateurs. L'additif de stabilisation peut être à base d'aminé primaire, secondaire ou tertiaire; de préférence, cette aminé est choisie parmi les dérivés décrits dans la demande de brevet WO98/07798. L'additif d'accrochage est en général à base de silanes et/ou de monomères organiques. Le (photo)sensibilisateur peut être par exemple choisi parmi les composés de type benzophénone décrit dans la demande WO 99/05181.
Un second aspect de la présente invention concerne un complexe silicone anti-adhérent / adhésif comprenant au moins un revêtement silicone appliqué sur un premier support et un revêtement adhésif appliqué ou non sur un second support, caractérisé en ce que ledit revêtement silicone dérive
d'un mélange de polyorganosiloxane(s) Pa et Pb en présence d'un photomorceur miscible tel que défini précédemment.
Selon une première variante, les deux supports sont constitués de deux matériaux distincts, disposés de manière à ce que le revêtement de silicone du premier support soit en contact avec le revêtement adhésif du second support. Ce mode de réalisation est en particulier illustré par des systèmes dits étiquettes autocollantes associées à un support non-adhérent. Dans ce cas particulier, la force de décollement de l'interface silicone/adhésif s'exerce lors de la séparation des deux supports. Dans une deuxième variante, les deux supports sont constitués respectivement par chacune des deux faces d'un même matériau. Ce second mode de réalisation est en particulier illustré par les systèmes dits rubans adhésifs. Le revêtement anti-adhérent, c'est-à-dire à base de la matrice silicone et le revêtement adhésif sont mis en contact lors de l'enroulement du support sur lui-même. Dans ce cas, la force de décollement s'exerce au niveau de l'interface silicone/adhésif sous l'effet de la séparation d'une face inférieure avec une face supérieure du matériau.
En ce qui concerne le revêtement adhésif, il peut être de nature très diverse dans la mesure où il est compatible chimiquement avec le revêtement silicone.
Dans le cadre de la présente invention, on peut notamment le choisir parmi les adhésifs de type acrylique, gommes naturelles ou synthétiques et/ou latex. D'une manière générale, les revêtements adhésifs déposés à la surface d'une grande variété de matériaux de façon à obtenir des étiquettes, des rubans ou tout autre matériau autocollant dérivent d'émulsions dites émulsions adhésives sensibles à la pression (PSA). Elles confèrent au matériau la faculté d'adhérer à la surface d'un support, sans nécessiter une autre activation qu'une faible pression.
Les monomères, mis en œuvre pour préparer les PSA, sont sélectionnés en fonction de leur température de transition vitreuse, Tg, pour
conférer aux polymères les incorporant, le comportement attendu en termes d'adhérence et de viscoélasticité. A cet effet, les monomères possèdent avantageusement une température de transition vitreuse suffisamment basse, généralement comprise entre -70 et -10 °C et de préférence est inférieure à -30° C.
Plus précisément, ces monomères sont choisis dans le groupe constitué
- des esters(méth)acryliques comme les esters de l'acide acrylique et de l'acide méthacrylique avec les alcanols en Cι-C12 hydrogénés ou fluorés, de préférence Cι-C8, notamment l'acrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle, l'acrylate de propyle, l'acrylate de n-butyle, l'acrylate d'isobutyle, l'acrylate de 2-éthylehexyle, l'acrylate de tert-butyle, l'acrylate d'hexyle, l'acrylate d'heptyle, l'acrylate d'octyle, l'acrylate d'iso-octyle, l'acrylate de décyle, l'acrylate de dodécyle, le méthacrylate de méthyle, le méthacrylate d'éthyle, le méthacrylate de n-butyle, le méthacrylate d'isobutyle ;
- des nitriles vinyliques dont plus particulièrement ceux ayant de 3 à 12 atomes de carbone, comme en particulier l'acrylonitrile et le méthacrylonitrile ;
- des esters vinyliques d'acide carboxylique comme l'acétate de vinyle, le versatate de vinyle, le propionate de vinyle,
- les acides mono- et di- carboxyliques insaturés éthyléniques comme l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'acide itaconique, l'acide maléique, l'acide fumarique et les mono- et di-alkylesters des acides mono- et di-carboxyliques du type cité avec les alcanols ayant de préférence 1 à 8 atomes de carbone et leurs dérivés N-substitués, les amides des acides carboxyliques insaturés comme l'acrylamide, le méthacrylamide, le N-méthylolacrylamide ou méthacrylamide, les N-alkylacrylamides, les monomères éthyléniques comportant un groupe acide sulfonique et ses sels alcalins ou d'ammonium, par exemple l'acide vinylsulfonique, l'acide vinylbenzènesulfonique, l'acide alpha-acrylamido méthylpropane-sulfonique, le 2-sulfoéthylène-méthacrylate,
- les monomères éthyléniques insaturés comportant un groupe amino secondaire, tertiaire ou quaternaire, ou un groupe hétérocyclique contenant de l'azote tels que par exemple les vinylpyridines, le vinylimidazole, les (méth)acrylates d'aminoalkyle et les (méth)acrylamides d'aminoalkyl comme le diméthylaminoéthyl-acrylate ou diméthylaminoéthyl- méthacrylate, le ditertiobutylaminoéthyl-acrylate ou le ditertiobutylaminoéthyl- méthacrylate, le diméthylaminométhyl-acrylamide ou diméthylaminométhyl- méthacrylamide,
- les monomères zwitterioniques comme par exemple l'acrylate de sulfopropyl(diméthyl)aminopropyle,
- les monomères éthyléniques portant un groupement sulfate,
- les monomères éthyléniques portant une ou plusieurs fonction(s) phosphate et/ou phosphonate,
- et leurs mélanges.
Classiquement, les PSA sont obtenues par polymérisation majoritairement de monomères acrylates d'alkyle qui sont généralement présents à raison de 50 à environ 99 % et de préférence à raison de 80 à 99
% en poids et de monomères polaires copolymérisables comme par exemple de l'acide acrylique, en proportions plus réduites.
Dans le cadre de la présente invention, on obtient une force de décollement généralement inférieure à 20 g / cm, et plus fréquemment une force de décollement inférieure à 10 g / cm. En général, la force nécessaire pour décoller le revêtement silicone anti-adhérent de l'adhésif évolue au plus d'un facteur inférieur à 4 et plus fréquemment inférieur à 2, à l'issue du test de vieillissement de 7 jours à 70°C, représentatif d'un vieillissement de 6 mois.
Cette force de décollement également n'évolue pas, et au plus évolue d'un facteur inférieur à 2, quelle que soit la pression exercée entre l'adhésif et le revêtement silicone anti-adhérent.
EXEMPLES
1. Préparation des compositions pour revêtement.
Les compositions selon l'invention et à titre de référence sont préparées à partir des composés ci-dessous. Ces compositions sont décrites dans le tableau 1.
Les silicones pour les compositions de référence sont choisies parmi les silicones Re^ et Re2 de formule (III) ci-dessous :
dans laquelle :
- a = 80 , b = 7 et la viscosité = 350 mPa.s pour Re^
- et a = 222 , b = 3 et la viscosité =1000 mPa.s pour Re2.
Les silicones de type Pb sont choisies parmi la silicone Re1 et la silicone Pbi de formule (IV) ci-dessous :
dans laquelle ,
- a = 11 , b = 0 et la viscosité = 30 mPa.s.
Les silicones de type Pa sont choisies parmi les silicones Pa^ Pa2 et Pa3 de formule (IV) dans laquelle:
- a = 450 , b = 1 ,5 et la viscosité≈ 4710 mPa.s ±300 pour Pa^ -et a = 243 , b = 0 et la viscosité =1050 mPa.s ±300 pour Pa2.,
- et a = 400 ;b = 0 et la viscosité = 3500 mPa.s ±300 pour Pa3.
Le photoamorceur Am utilisé est en solution à 18% dans l'isopropanol et correspond à la formule :
2. Polymérisation des compositions.
(i) Les compositions préparées sont déposées à raison de 0,8 g / m2 sur un film de polyester PET6001 de la société TORAY puis irradiées à une vitesse de 200 m / min sous deux lampes au mercure [puissance 360W/cm (H+ ), société Fusion]. Après exposition sous lumière U.V, les revêtements obtenus sont parfaitements secs.
3. Tests.
(i) Complexes silicone anti-adhérente / adhésif. Les revêtements obtenus sont ensuite associés avec les adhésifs suivants:
- adhésif à base de composés caoutchouc: TESA 4651 ®de la société Beïersdorf,
- adhésif à base de composés acryliques et formulés en phase solvant: TESA 4970 ®de la société Beïersdorf, - et adhésif à base de composés acryliques et formulés en phase aqueuse à 50 % dans l'eau: Rhodotak 315P ® de la société Rhodia Chimie.
(ii) Mesures.
La force de décollement des différents complexes obtenus est mesurée après stockage pendant 20 h à 20°C selon le test normalisé FINAT3 sous une force de 70 g / cm2 avec une vitesse de décollement de 300 mm / min
La force de décollement est également mesurée après 7 jours à 70°C simulant un vieillissement de 6 mois à 20°C dans des conditions de pression de 70 g / cm2.
En outre, les propriétés d'adhésivité (tack), de gommage (rub off) et de glissant-collant (slip-stick) sont évalués.
Le gommage caractérise l'accrochage d'un revêtement silicone sur un support. On le mesure par un test métier qui consiste à passer le doigt jusqu'à 10 aller-retours sur le revêtement de silicone en appliquant une légère pression avec le doigt. Si le doigt n'accroche pas le revêtement après 10 aller-retours, la note est de 10. Si le doigt accroche (gommage) après 5 aller-retours, la note est de 5. Si la couche est arrachée au 1 er aller-retour; la note est de 0 ou 1 ; la note 0 signifiant que le revêtement ne tient pas sur le support utilisé.
L'adhésivité instantanée ou "tack"caractérise la force nécessaire pour séparer à une vitesse de l'ordre de 300 mm / min un ruban adhésif mis en contact avec le revêtement silicone de l'invention selon le test normalisé FINAT 9.
Les résultats des tests sont donnés dans le tableau 2.
Tableau-1- :
Tableau 2.
Claims
1. Composition de revêtement à base de silicone de viscosité inférieure ou égale à 1500 mPa.s, durcissable sous irradiation, caractérisée en ce qu'elle comprend :
(a) de 50 à 99 % en poids, de préférence 70 à 99 %, d'au moins un polymère polyorganopolysiloxane liquide Pa linéaire, ramifié et/ou cyclique de viscosité supérieure à 500 mPa.s et ayant au moins un motif terminal de type M de formule (I) : [Z-Si (R1)(R2) -O-]- (I) dans laquelle: - les symboles R1 et R2, identiques et/ou différents, représentent :
(i) un radical alkyle linéaire ou ramifié contenant 1 à 8 atomes de carbone, éventuellement substitué par au moins un halogène, de préférence le fluor, les radicaux alkyle étant de préférence méthyle, éthyle, propyle, octyle et 3,3,3-trifluoropropyIe,
(ii) un radical cycloalkyle contenant entre 5 et 8 atomes de carbone cycliques, éventuellement substitué,
(iii) un radical aryle contenant entre 6 et 12 atomes de carbone pouvant être substitué, de préférence phényle ou dichlorophényle,
(iv) une partie aralkyle ayant une partie alkyle contenant entre 5 et
14 atomes de carbone et une partie aryle contenant entre 6 et
12 atomes de carbone, substituée éventuellement sur la partie aryle par des halogènes, des alkyles et/ou des alkoxyles contenant 1 à 3 atomes de carbone,
(v) un groupement hydroxyle OH ou un groupement alcoxyle contenant de 1 à 8 atomes de carbone (vi) un radical hydrogène, - les symboles Z, identiques et/ou différents, représentent : un groupement organofonctionnel réticulable et/ou polymérisable, de préférence époxy, acrylate, alcényloxy et/ou oxétane, le groupement organofonctionnel étant relié au silicium du polyorganosiloxane par l'intermédiaire d'un radical divalent contenant de deux à vingt atomes de carbone et pouvant contenir au moins un hétéroatome, de préférence de l'oxygène.
(b) de 1 à 50% en poids, de préférence 1 à 30%, d'au moins un polymère polyorganopolysiloxane liquide Pb, linéaire, ramifié et/ou cyclique, de viscosité inférieure à 150 mPa.s et ayant au moins un motif terminal de type M de formule (I) définie ci-avant et/ou au moins un motif de type D de formule (II):
-[-(Si(R1)(Z)-O-]- (II) dans laquelle les symboles R1 et Z, identiques ou différents, ont des définitions identiques à celles données ci-avant,
(c) et d'une quantité efficace d'au moins un amorceur constitué d'un borate d'onium.
2. Composition selon la revendication précédente caractérisée en ce que le polyorganosiloxane Pa comprend uniquement des groupements Z en bout de chaîne.
3. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le polyorganosiloxane Pa comprend en outre des groupements de type D de formule (II).
4. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la fonction Z du polymère Pa est une fonction polymérisable et/ou réticulable de type époxy.
5. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la fonction Z du polymère Pb est une fonction polymérisable et/ou réticulable de type époxy.
6. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la fonction Fb est choisie parmi le groupe constitué des fonctions époxy, et/ou alcénylether et/ou oxétane et/ou dioxolane.
7. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le borate d'onium est choisi parmi les borates d'onium d'un élément des groupes 15 à 17 de la classification périodique ou d'un complexe organométallique d'un élément des groupes 4 à 10 de la classification périodique dont : l'entité cationique du borate est sélectionnée parmi :
(1") les sels d'onium de formule (I) :
[(R5)n - A - (R6)m]+ (I) formule dans laquelle : » A représente un élément des groupes 15 à 17 tels que par exemple :
I, S, Se, P ou N,
• R5 représente un radical aryle carbocyclique ou hétérocyclique en CQ- C20, ledit radical hétérocyclique pouvant contenir comme hétéroéléments de l'azote ou du soufre, • R6 représente R5 ou un radical alkyle ou alkényle linéaire ou ramifié en C1-C30 ; lesdits radicaux R5 et R^ étant éventuellement substitués par un groupement alcoxy en C-1-C25, alkyle en C1-C25, nitro, chloro, bromo, cyano, carboxy, ester ou mercapto,
• n est un nombre entier allant de 1 à v + 1, v étant la valence de l'élément A,
• m est un nombre entier allant de 0 à v - 1 avec n + m = v + 1 ,
(2") les sels d'oxoisothiochromanium décrits dans la demande de brevet WO 90/11303, notamment le sel de sulfonium du 2-éthyl-4- oxoisothiochromanium ou de 2-dodécyl-4-oxoisothio-chromanium,
a et l'entité anionique borate a pour formule [BX'a R7fc)]~ dans laquelle :
- a et b sont des nombres entiers allant pour a de 0 à 3 et pour b de 1 à 4 avec a + b = 4, - les symboles X' représentent :
* un atome d'halogène (chlore, fluor) avec a = 0 à 3,
* une fonction OH avec a = 0 à 2,
- les symboles R , identiques ou différents, représentent : > un radical phényle substitué par au moins un groupement électroattracteur tel que par exemple OCF3, CF3, NO2, CN, et/ou par au moins 2 atomes d'halogène (fluor tout particulièrement), et ce lorsque l'entité cationique est un onium d'un élément des groupes 15 à 17, > un radical phényle substitué par au moins un élément ou un groupement électroattracteur notamment atome d'halogène (fluor tout particulièrement), CF3, OCF3, NO2, CN, et ce lorsque l'entité cationique est un complexe organométallique d'un élément des groupes 4 à 10 > un radical aryle contenant au moins deux noyaux aromatiques tels que par exemple biphényle, naphtyle, éventuellement substitué par au moins un élément ou un groupement électroattracteur, notamment un atome d'halogène (fluor tout particulièrement), OCF3, CF3, NO2, CN, quelle que soit l'entité cationique.
8. Revêtement anti-adhérent susceptible d'être obtenu par réticulation et/ou polymérisation à partir de compositions selon l'une quelconque des revendications précédentes.
9. Complexe silicone anti-adhérent / adhésif comprenant au moins un revêtement silicone appliqué sur un premier support et un revêtement adhésif appliqué sur un second support, caractérisé en ce que ledit revêtement silicone dérive d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
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