專利名稱：摩擦系數(shù)降低的無溶劑熱加成固化型硅酮隔離涂料體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及硅酮隔離涂料組合物、這類硅酮隔離涂料組合物用于涂覆基底的用途、以及由此形成的涂有隔離涂層的基底。更具體地說，本發(fā)明涉及其摩擦系數(shù)降低、滑移/剪切性質(zhì)得到改善并且使背面轉(zhuǎn)移減少的無溶劑熱加成固化型硅酮隔離涂料。
背景技術(shù)：
硅酮隔離涂料或組合物是公知的并且是許多公開文獻(xiàn)和專利的主題。它們可用于其中需要相對不粘合的表面的許多應(yīng)用中。在這類應(yīng)用中，將隔離組合物涂覆在基底上并使其固化。一個特別有用的應(yīng)用為通過為壓敏粘合劑標(biāo)簽、裝飾性層疊材料和轉(zhuǎn)移膠帶提供防粘表面，而成為其它應(yīng)用中所使用的紙、膜和其它材料的涂層。
硅酮隔離組合物被大量使用已經(jīng)有很多年了。硅酮聚合物和共聚物由于其固有的低表面能，而已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于隔離組合物中。在現(xiàn)有技術(shù)中用于生產(chǎn)隔離組合物的硅酮聚合物和共聚物(有時稱之為聚有機(jī)硅氧烷)可以被輻射固化或熱固化。起初所選擇的硅酮隔離組合物是用熱溶劑稀釋的經(jīng)縮合(condensation)固化的隔離涂料體系。硅酮技術(shù)已經(jīng)從有溶劑的熱縮合固化型隔離涂料體系發(fā)展到有溶劑的熱加成固化型隔離涂料體系，然后發(fā)展到無溶劑的熱加成固化型隔離涂料體系和輻射固化的隔離涂料。使用無溶劑的輻射固化型或熱固化型隔離組合物的優(yōu)點為隔離涂料領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。
無溶劑熱加成固化型組合物已經(jīng)成為用于將壓敏粘合劑產(chǎn)品投放到市場的主要的隔離涂料組合物。這些市場包括(例如)壓敏標(biāo)簽、圖案藝術(shù)、膠帶、半固化片和醫(yī)療方面的市場。因此，為了發(fā)揮作用，無溶劑熱加成固化型硅酮隔離體系必須是通用的，并且滿足最低的加工者要求。
人們希望涂有隔離涂層的紙和膜的剝離力充分低，以能夠容易地從涂有涂層的基底上除去隔離背襯片，但又不能低到使得隔離背襯片由于在處理和加工中通常所受到的力而過早地與涂有涂層的表面分開。將“剝離力”定義為從粘合劑或面層上剝離或分離涂有隔離涂層的基底所需力的大小。
常規(guī)的無溶劑熱加成固化型硅酮隔離涂料比有溶劑的縮合固化型硅酮隔離涂料具有更高的摩擦系數(shù)。較高的摩擦系數(shù)產(chǎn)生了被稱為“抓持(grab)”的問題性特征，其中涂有涂層的基底傾向于粘附或抓持。由于有溶劑的縮合固化型體系和無溶劑熱加成固化型體系之間在物理和功能化學(xué)性質(zhì)方面的差異，使得無溶劑熱加成固化型體系產(chǎn)生了與縮合固化型溶劑體系的蠟狀滑移感相反的粘性抓持感。壓敏粘合劑(PSA)工業(yè)希望得到能產(chǎn)生出有溶劑的縮合固化型體系的蠟狀滑移感的無溶劑熱加成固化型體系。
為了克服無溶劑熱加成固化型組合物的“抓持”問題，現(xiàn)有技術(shù)使用分子量很高的非反應(yīng)性聚合物以降低摩擦系數(shù)或抓持特征。這些高分子量聚合物容易起霜(bloom)或遷移到表面而產(chǎn)生附加的滑移感，然而，它們也容易導(dǎo)致加工問題。
在使用涂有涂層的片材之前，在其生產(chǎn)和儲存過程中，在表面起霜的游離態(tài)非反應(yīng)性硅油不可避免地從涂有涂層的片材上轉(zhuǎn)移到另一個涂有涂層或沒有涂層的片材的表面上，從而在片材表面上留下不連續(xù)的游離態(tài)非反應(yīng)性硅油的斑點。例如當(dāng)涂有涂層的片材以前表面接觸背表面的方式儲存時，如在一般的卷筒中，片材涂有硅酮涂層的前表面上的一些游離態(tài)非反應(yīng)性硅油(通常為高分子量硅酮)會轉(zhuǎn)移到卷筒的(通常無涂層的)背表面上。
在實踐中，這種游離態(tài)非反應(yīng)性硅油的污染可能是缺點。例如，當(dāng)在隨后的加工步驟過程中(如在上標(biāo)簽的過程中)涂有涂層的片材經(jīng)過惰輥時，惰輥上可能產(chǎn)生累積物。這可能導(dǎo)致基片張力不勻或失準(zhǔn)。當(dāng)在所得到的涂有隔離涂層的片材上進(jìn)行印刷或當(dāng)對片材上標(biāo)簽時將出現(xiàn)相關(guān)問題。印刷油墨和溶劑的粘合能力由于在要被印刷的表面上存在游離態(tài)非反應(yīng)性硅油而被削弱。此外，由于片材的滑移特性而產(chǎn)生的失準(zhǔn)可能在印刷過程中產(chǎn)生高廢品率，特別是在進(jìn)行多次印刷過程時以及在正確對準(zhǔn)是形成完整圖像的關(guān)鍵的情況中是這樣。
通過使用這樣的無溶劑熱加成固化型體系該體系所產(chǎn)生的摩擦系數(shù)與有溶劑的縮合固化型體系的相似，則涂料在離開涂覆機(jī)時將達(dá)到更完全的固化，從而得到比熱溶劑縮合固化的隔離涂層體系更穩(wěn)定的隔離涂層。
因此，本領(lǐng)域中需要得到一種具有更低摩擦系數(shù)和更低滑移特征的無溶劑熱加成固化型硅酮隔離組合物。還需要得到一種具有與有溶劑的縮合固化型硅酮隔離組合物相似的滑移特征和感覺性質(zhì)的無溶劑熱加成固化型硅酮隔離組合物。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及具有降低的摩擦系數(shù)和改善的滑移特征的無溶劑熱加成固化型硅酮隔離組合物。
本發(fā)明的另一個方面包括通過將前述隔離組合物施加于基底上并將基底上的涂層固化，從而在基底上產(chǎn)生無溶劑熱加成固化型硅酮隔離組合物的方法。所述涂層是受熱而固化的。本發(fā)明的另一個方面包括一種涂有無溶劑熱加成固化型硅酮隔離涂層的制品，該制品具有降低的摩擦系數(shù)和改善的滑移特征，該制品包含已經(jīng)用本發(fā)明的無溶劑隔離組合物涂覆并且已經(jīng)受熱而固化的基底。
發(fā)明詳述和優(yōu)選實施方式通過熱加成固化型烯基聚有機(jī)硅氧烷聚合物的獨特的共混物，本發(fā)明提供這樣一種涂料，其具有與有溶劑的縮合固化型隔離涂料組合物相似的降低的摩擦系數(shù)(“CoF”)，而沒有固有的固化問題和性能問題。本發(fā)明的組合物不含量高分子的樹脂。本發(fā)明的組合物不起霜也不遷移到表面上以產(chǎn)生滑移特征；此外，本發(fā)明的組合物反應(yīng)進(jìn)入固化基質(zhì)內(nèi)，這是非常穩(wěn)定的。需要指出的是，本發(fā)明的組合物具有高反應(yīng)活性，因此其固化結(jié)果與典型的無溶劑熱加成固化型隔離涂料組合物所實現(xiàn)的固化相類似。
本發(fā)明的組合物賦予優(yōu)異的錨定性和穩(wěn)定的剝離性，這與通常由丙烯酸系和橡膠系粘合劑隔離組合物所表現(xiàn)出來的一樣。本發(fā)明的組合物還具有低粘度，以便于操作和使用。本發(fā)明的組合物還與多種添加劑相容。通過典型的無溶劑熱涂覆方法施加本發(fā)明的組合物。
參照可以實施本發(fā)明的多種具體實施方式
進(jìn)行以下詳細(xì)說明。對這些實施方式進(jìn)行了充分具體的描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，并且應(yīng)該理解，也可以采用其它實施方式，并且可以進(jìn)行多種化學(xué)變化而不脫離本發(fā)明的實質(zhì)或范圍。
基礎(chǔ)涂料制劑主要包含三種組分。這三種組分為1)基礎(chǔ)聚合物，為烯基官能性聚有機(jī)硅氧烷聚合物，2)有機(jī)氫聚硅氧烷官能性交聯(lián)劑，為均聚物、共聚物或二者的共混物，以及3)硅氫化催化劑(參見美國專利3,419,593和3,715,334中的“Karstedt catalysts”)。
在有些情況中，可以加入其它添加劑，如受到控制的隔離添加劑、錨定添加劑或粘度調(diào)節(jié)劑。
本發(fā)明為無溶劑熱加成固化型硅酮隔離涂料組合物，其特征在于該組合物作為混合物包含以下組分(a)約0到約50重量份的式(I)所表示的有機(jī)聚硅氧烷，其中式(I)在室溫下的布氏粘度為約50cps到約45,000cps，更優(yōu)選為約180cps，其中n為約85到約115，更優(yōu)選為約97； (b)約0到約25重量份的式(I)，其中式(I)的布氏粘度為約50,000cps到約150,000cps，更優(yōu)選為約100,000cps，其中n為約855到約1325，更優(yōu)選為約980；(c)約0到約50重量份的式(II)，其中式(II)的布氏粘度為約50cps到約50,000cps，更優(yōu)選為約450cps，其中n為約115到約145，更優(yōu)選為約130，并且其中m為約1到約15，更優(yōu)選為約8； (d)約0到約15份的通式CH2＝CH-[CH2]aCH3所表示的α-烯烴，其中a可為約4到約20，并且優(yōu)選為11；(e)約0到約15份的可交聯(lián)聚合物；以及(f)約0到約10份的基于鉑族的催化劑體系。
可交聯(lián)聚合物可為任何適當(dāng)?shù)木酆衔?。適當(dāng)?shù)目山宦?lián)聚合物包括例如通式(III)或(IV)所表示的均聚物交聯(lián)劑 或例如通式(V)或(VI)所表示的共聚物交聯(lián)劑
α-烯烴通常用作流動改性劑，用于增強或控制最終組合物的粘度或流動能力。因此，可使用任何適當(dāng)?shù)牧鲃痈男詣?br> 還可以通過加入常規(guī)阻聚劑(如氫醌、氫醌單甲醚、吩噻嗪、二叔丁基對甲酚、炔醇、馬來酸酯、富馬酸酯等)來穩(wěn)定本發(fā)明的無溶劑熱加成固化型硅酮隔離組合物，以防在儲存過程中過早聚合。用量為約0.1重量％到最多約0.5重量％的穩(wěn)定劑通常是有效的。
更優(yōu)選的無溶劑熱加成固化型隔離涂料組合物可包含(a)約35重量份的式(I)所表示的有機(jī)聚硅氧烷，其中式(I)在室溫下的布氏粘度為約50cps到約45,000cps，更優(yōu)選為約180cps，并且其中n為約97；(b)約15重量份的式(I)，其中式(I)的布氏粘度為約50,000cps到約150,000cps，更優(yōu)選為約100,000cps，并且其中n為約980；(c)約40重量份的式(II)，其中式(II)的布氏粘度為約50cps到約50,000cps，更優(yōu)選為約450cps，并且其中n為約120，m為約8；(d)約10重量份的通式CH2＝CH-[CH2]aCH3所表示的α-烯烴，其中a為約11；以及(e)最多約0.3重量％的馬來酸二烯丙酯。
本發(fā)明的無溶劑熱加成固化型硅酮隔離組合物通常在固化之前施加于基底上。可通過涂料領(lǐng)域中所公知的任何常規(guī)方法將該組合物作為涂料施加于基底上，所述方法可為例如輥涂法、幕涂法、刷涂法、噴涂法、逆向輥涂法、刮刀涂覆法、直接凹版印刷法、間接凹版印刷法(offset gravure)、多輥涂覆法、浸涂法、模頭涂覆法等。
可使用本發(fā)明的無溶劑熱加成固化型硅酮隔離組合物對多種基底進(jìn)行涂覆。當(dāng)期望改變?nèi)魏芜m當(dāng)?shù)幕椎谋砻娴膭冸x性質(zhì)時，可將上述這些組合物施加于該基底上。例如，無溶劑熱加成固化型硅酮隔離組合物被廣泛應(yīng)用于圖案藝術(shù)片材標(biāo)簽市場中。施加于不同基底上的本發(fā)明的無溶劑熱加成固化型硅酮隔離組合物可根據(jù)基底的特征、所需的隔離涂層的性質(zhì)、使用的熱源和隔離組合物的具體配方而變化。通常，期望施加最少量的涂料得到所需的效果。因此，對于大多數(shù)的紙和經(jīng)粘土涂覆的基底，施加的涂料重量可為約1.3g/m2到約1.8g/m2，這根據(jù)保持性(holdout)而變化；對于多涂層的牛皮紙和薄膜基底，施加的涂料重量為約0.65g/m2到約1.15g/m2；并且施加的涂料重量根據(jù)基底的類型和所需用途而在大范圍內(nèi)變化。
可通過將本發(fā)明的無溶劑熱加成固化型硅酮隔離組合物暴露于已知的熱形式下而使其固化。根據(jù)本發(fā)明，該組合物能夠提供滿足常規(guī)最終應(yīng)用要求的通用的剝離值。
權(quán)利要求
1.一種無溶劑的硅酮熱加成固化型硅酮隔離涂料組合物，該組合物作為混合物包含以下組分(a)約0到約50重量份的式(I)所表示的有機(jī)聚硅氧烷，其中式(I)在室溫下的布氏粘度為約50cps到約45,000cps，并且其中n為約85到約115； (b)約0到約25重量份的式(I)，其中式(I)的布氏粘度為約50,000cps到約150,000cps，其中n為約855到約1325；(c)約0到約50重量份的式(II)，其中式(II)的布氏粘度為約50cps到約50,000cps，其中n為約115到約145，并且其中m為約1到約15； (d)約0到約15份的通式CH2＝CH-[CH2]aCH3所表示的α-烯烴，其中a可為約4到約20；(e)約0到約15份的可交聯(lián)聚合物；以及(f)約0到約10份的基于鉑族的催化劑體系。
2.權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述的組分(a)包含布氏粘度為約180cps的式(I)。
3.權(quán)利要求2所述的組合物，其中所述的組分(a)包含其中n為約97的式(I)。
4.權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述的組分(b)包含布氏粘度為約100,000cps的式(I)。
5.權(quán)利要求4所述的組合物，其中所述的組分(b)包含其中n為約980的式(I)。
6.權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述的組分(c)包含布氏粘度為約450cps的式(II)。
7.權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述的組分(c)包含其中n為約130的式(II)。
8.權(quán)利要求7所述的組合物，其中所述的組分(c)包含其中m為約8的式(II)。
9.權(quán)利要求1所述的組合物，其中a為11。
10.權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述的可交聯(lián)聚合物包括通式(III)或(IV)所表示的均聚物交聯(lián)劑
11.權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述的可交聯(lián)聚合物包括通式(V)或(VI)所表示的共聚物
12.權(quán)利要求1所述的組合物，該組合物包含約0到約50重量份的式(I)所表示的有機(jī)聚硅氧烷，其中式(I)的布氏粘度為約180cps，并且其中n為約97；約0到約25重量份的式(I)，其中式(I)的布氏粘度為約100,000cps，并且其中n為約980；0到約50重量份的式(II)，其中式(II)的布氏粘度為約450cps，其中n為約130，并且其中m為約8；以及約0到約15份的通式CH2＝CH-[CH2]aCH3所表示的α-烯烴，其中a為約11。
13.一種用權(quán)利要求1所述的涂料組合物涂覆的基底。
14.一種在基底上制備隔離涂層的方法，該方法包括對基底施加權(quán)利要求1所述的硅酮隔離涂料組合物的涂層；并通過使所述基底上的所述涂層受熱而使該涂層固化。
15.一種無溶劑硅酮熱加成固化型硅酮隔離涂料組合物，該組合物作為混合物包含以下組分(a)約35重量份的式(I)所表示的有機(jī)聚硅氧烷，其中式(I)在室溫下的布氏粘度為約50cps到約45,000cps，并且其中n為約97； (b)約15重量份的式(I)，其中式(I)的布氏粘度為約50,000cps到約150,000cps，并且其中n為約980；(c)約40重量份的式(II)，其中式(II)的布氏粘度為約50cps到約50,000cps，其中n為約120，并且其中m為約8； (d)約10重量份的通式CH2＝CH-[CH2]aCH3所表示的α-烯烴，其中a為約11；(e)最多約0.3重量％的馬來酸二烯丙酯。
16.權(quán)利要求15所述的組合物，其中所述的組分(a)的布氏粘度為約180cps。
17.權(quán)利要求15所述的組合物，其中所述的組分(b)的布氏粘度為約100,000cps。
18.權(quán)利要求15所述的組合物，其中所述的組分(c)的布氏粘度為約450cps。
19.一種用權(quán)利要求15所述的涂料組合物涂覆的基底。
20.一種在基底上制備隔離涂層的方法，該方法包括對基底施加權(quán)利要求15所述的硅酮隔離涂料組合物的涂層；并通過使所述基底上的所述涂層受熱而使該涂層固化。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有降低的摩擦系數(shù)和改善的滑移特征的無溶劑的熱加成固化型硅酮隔離組合物。本發(fā)明還涉及通過將本發(fā)明的無溶劑熱加成固化型隔離組合物施加于基底上、并使基底上的涂料受熱固化，從而在基底上產(chǎn)生無溶劑熱加成固化型硅酮隔離組合物的方法。本發(fā)明還涉及涂有無溶劑熱加成固化型硅酮隔離涂層的制品，該制品具有降低的摩擦系數(shù)和改善的滑移特征。
文檔編號C08G77/00GK1894309SQ200480037058
公開日2007年1月10日 申請日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月12日
發(fā)明者邁克爾·D·拉德爾, 詹姆斯·G·埃利森, 諾蘭·R·斯圖爾特 申請人:羅迪亞公司