聚硅氧烷受控剥离添加剂、其制备方法及剥离涂料组合物

文档序号:1966703 发布日期:2021-12-14 浏览:2次 >En<

阅读说明:本技术 聚硅氧烷受控剥离添加剂、其制备方法及剥离涂料组合物 (Polysiloxane controlled release additives, method of making same, and release coating compositions ) 是由 S·H·金 J·G·金 于 2020-05-01 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种聚硅氧烷,该聚硅氧烷通过聚有机硅酸盐树脂与SiH封端的聚二有机硅氧烷的硅氢加成反应来制备。该聚硅氧烷在配制成剥离涂料组合物时充当受控剥离添加剂。可将剥离涂料组合物涂覆在基底的表面上并固化以形成剥离衬垫。(The present invention provides a polysiloxane prepared by the hydrosilylation reaction of a polyorganosiloxane resin with an SiH-terminated polydiorganosiloxane. The polysiloxane acts as a controlled release additive when formulated into a release coating composition. The release coating composition may be coated on a surface of a substrate and cured to form a release liner.)

聚硅氧烷受控剥离添加剂、其制备方法及剥离涂料组合物

相关申请的交叉引用

根据35 U.S.C.§119(e),本申请要求于2019年5月16日提交的美国临时专利申请号62/848822的权益。美国临时专利申请号62/84882据此以引用方式并入。

技术领域

聚硅氧烷可用作剥离涂料组合物的受控剥离添加剂。可将包含聚硅氧烷的剥离涂料组合物涂覆在基底上并固化,以形成具有改善特性的剥离衬垫。

背景技术

有机硅剥离涂料组合物可用于形成剥离衬垫,可从该剥离衬垫移除粘合剂。例如,有机硅剥离涂料组合物可用于涂覆各种基底,诸如纸材或塑料膜,以得到用于层合压敏粘合剂(例如,标签或胶带)的剥离衬垫。许多有机硅剥离涂料组合物是硅氢加成反应可固化的。

常规剥离衬垫可通过包含具有脂族不饱和烃基团的聚有机硅氧烷和聚有机氢硅氧烷的剥离涂料组合物在硅氢加成反应催化剂的存在下的硅氢加成反应来形成。然而,常规的剥离衬垫的剥离力通常不期望地较低。例如,在手动剥离应用中,低剥离力通常导致标签的不期望的分配。

发明内容

本发明公开了聚硅氧烷及其制备方法。聚硅氧烷可用作受控剥离添加剂。包含聚硅氧烷的剥离涂料组合物可用于形成剥离衬垫。剥离衬垫包括通过将剥离涂料组合物固化在基底的表面上而制备的剥离涂层。

具体实施方式

聚硅氧烷

聚硅氧烷包含M、Q、MU和DL硅氧烷单元。在聚硅氧烷中:

M表示式的单元,

Q表示式的单元,

MU表示式的单元,并且

DL表示式的单元。聚硅氧烷还可任选地包含D单元和/或硅烷醇官能单元。

D表示式的单元。硅烷醇官能单元可为MOH和/或TOH单元。

MOH表示式的单元,并且

TOH表示式的单元。另选地,聚硅氧烷可基本上由M、Q、MU、DL和D单元组成,任选地包含MOH和/或TOH硅氧烷单元。另选地,聚硅氧烷由M、Q、MU、DL和D单元组成,任选地包含MOH和/或TOH硅氧烷单元。聚硅氧烷可具有足够的MOH和TOH单元,以为聚硅氧烷提供1.7%或更小、或者0.3%至1.7%的硅烷醇含量。

在上述单元中,每个RM为独立选择的不含脂族不饱和基团的具有1至30个碳原子的单价烃基团。另选地,每个RM可具有1至12个碳原子、或者1至6个碳原子。用于RM的合适单价烃基团的示例有烷基基团,如甲基、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、庚基、辛基、壬基和癸基、以及具有6个或更多个碳原子的支链烷基基团、环戊基和环己基;芳基基团,如苯基、甲苯基、二甲苯基和萘基;芳烷基基团,如苄基和苯乙基。另选地,每个RM可以是烷基或芳基。另选地,每个RM可以是烷基。另选地,每个RM可以是甲基。

每个RU为独立选择的具有2至30个碳原子的单价脂族不饱和烃基团。另选地,每个RU可具有2至12个碳原子、或者2至6个碳原子。合适的单价脂族不饱和烃基团包括烯基基团和炔基基团。“烯基”意指具有一个或多个碳-碳双键的支链或非支链的单价烃基团。合适的烯基基团的示例有乙烯基;烯丙基;丙烯基(例如,异丙烯基和/或正丙烯基);以及丁烯基、戊烯基、己烯基和庚烯基(包括具有4至7个碳原子的支链和直链异构体);以及环己烯基。“炔基”意指具有一个或多个碳-碳三键的支链或非支链的单价烃基团。合适的炔基基团的示例有乙炔基、丙炔基和丁炔基(包括具有2至4个碳原子的支链和直链异构体)。另选地,每个RU可以是烯基,诸如乙烯基、烯丙基或己烯基。

每个RD为独立选择的具有2至30个碳原子的二价烃基团。另选地,每个RD可具有2至18个碳原子、或者2至12个碳原子、或者2至6个碳原子。用于RD的合适二价烃基团的示例有亚烷基基团,诸如-(CH3)CH-、-CH2-CH2-(乙烯)、丙烯(包括异丙烯和正丙烯)和丁烯(包括正丁烯、叔丁烯和异丁烯);以及戊烯、己烯、庚烯和辛烯,包括具有5-8个碳原子的支链和直链异构体;亚芳基基团,诸如亚苯基,例如邻亚苯基;以及亚烷芳烷基基团,诸如:

另选地,每个二价烃基团可以为亚乙基、亚丙基、亚丁基或亚己基。另选地,每个二价烃基团可以为亚乙基或亚丙基。

聚硅氧烷包含单元式MaQbMU cDL dDeMOH qTOH r,其中M、Q、MU、DL、D、MOH和TOH如上所述,下标a≥30,下标b≥40,下标c≥1,下标d≥1,量(c+d)≥1,下标e为0至20,下标q≥0,并且下标r≥0,条件是量(q+r)足以提供硅烷醇含量为0%至1.7%、或者0.3%至1.7%的聚硅氧烷。另选地,下标a可为30至90、或者35至90、或者40至90。另选地,下标b可为40至120、或者50至120。另选地,量(c+d)可为1至8、或者3至16。另选地,下标e可为2至20、或者2至18。另选地,聚硅氧烷基本上由单元式MaQbMU cDL dDeMOH qTOH r组成,并且另选地,聚硅氧烷由单元式MaQbMU cDL dDeMOH qTOH r组成。

制备聚硅氧烷的方法

上述聚硅氧烷可通过包括以下步骤的方法制备:

1)将包括以下的起始物质组合

i)包含单元式(RM 3SiO1/2)f(SiO4/2)g(RURM 2SiO1/2)h的聚有机硅酸盐树脂,其中f≥30,下标g≥40,并且下标h≥1;

ii)式的SiH封端的聚二有机硅氧烷,其中下标i具有使得0≤i≤20的值;

其中起始物质ii)和i)以足以提供0.2:1至0.7:1的SiH基团与硅键合的脂族不饱和烃基团的摩尔比(SiH:Vi比率)的量存在;

iii)硅氢加成反应催化剂;以及

任选地,iv)溶剂。起始物质可通过任何便利的方式(诸如混合)来组合。可将一种或多种起始物质诸如i)聚有机硅酸盐树脂、iii)硅氢加成反应催化剂或这两者溶解于iv)溶剂中以便于混合。可将起始物质i)、iii)和iv)组合,并例如在25℃至150℃处加热,然后可例如通过计量添加起始物质ii)以控制放热反应。

起始物质i)聚有机硅酸盐树脂

在制备上述聚硅氧烷的方法中用作起始物质i)的聚有机硅酸盐树脂包含单元式MfQgMU h,其中M、Q和MU单元如上所述,下标f≥30,下标g≥40,并且下标h≥1。另选地,下标f可为30至45、或者35至45、或者35至40、或者40至45。另选地,下标g可为40至60、或者50至60、或者55至60。另选地,下标h可为1至11、或者1至8、或者3至8、或者4至6。聚有机硅酸盐树脂还可包含MOH和/或TOH单元,其量足以提供2%或更少、或者1.7%或更少、或者1.3%或更少、或者0.3%至1.7%的硅烷醇基团,其中MOH和TOH单元如上所述。存在于聚有机硅氧烷中的硅烷醇基团的浓度可根据ASTM标准E-168-16使用FTIR光谱法测定。适合用作起始物质i)的聚有机硅酸盐树脂及其制备方法在本领域中是已知的,例如美国专利9,732,191中所述。用于起始物质i)的合适聚有机硅酸盐树脂可商购获得,诸如得自Dow Silicones Corporation,Midland,Michigan,USA的DOWSILTM 6-3444INT。

起始物质ii)SiH封端的聚二有机硅氧烷

起始物质ii)具有式

其中RM如上所述,并且下标i为0至20、或者0至18、或者2至18。合适的SiH封端的聚二有机硅氧烷的示例包括SiH封端的聚二甲基硅氧烷、SiH封端的聚(二甲基/甲基苯基)硅氧烷、SiH封端的聚甲基苯基硅氧烷以及它们的组合。SiH封端的聚二有机硅氧烷可商购获得,例如,氢化物封端的聚二甲基硅氧烷诸如DMS-H03和DMS-H05可从Gelest Inc.,Morrisville,Pennsylvania,USA商购获得。SiH封端的聚甲基苯基硅氧烷诸如PMS-H03也可从Gelest商购获得。1,1,3,3-四甲基二硅氧烷可以商品名DOWSILTM 3-7010INTERMEDIATE从Dow Silicones Corporation商购获得。DOWSILTM Q2-5057S为SiH封端的聚二甲基硅氧烷,也可从Dow Silicones Corporation商购获得。起始物质i)和ii)可以足以提供0.2:1至0.7:1、或者0.2:1至0.5:1的SiH:Vi比率的量存在。

起始物质iii)硅氢加成反应催化剂

硅氢加成反应催化剂是本领域中已知的,并且可商购获得。硅氢加成反应催化剂包括铂族金属催化剂。此类硅氢加成反应催化剂可以是选自铂、铑、钌、钯、锇和铱的金属。另选地,硅氢加成反应催化剂可以是微封装于基质或芯壳类结构中的此类金属的化合物,例如氯化三(三苯基膦)合铑(I)(威尔金森催化剂)、铑二膦螯合物诸如[1,2-双(二苯基膦)乙烷]二氯二铑或[1,2-双(二乙基膦)乙烷]二氯二铑、氯铂酸(Speier催化剂)、氯铂酸六水合物、二氯化铂,以及所述化合物与低分子量有机聚硅氧烷或铂化合物的络合物。铂与低分子量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(Karstedt催化剂)。这些络合物可以微封装于树脂基质中。另选地,硅氢加成反应催化剂可包括1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷与铂的络合物。示例性硅氢加成反应催化剂在美国专利3,159,601、3,220,972、3,296,291、3,419,593、3,516,946、3,814,730、3,989,668、4,784,879、5,036,117和5,175,325;以及EP 0 347 895B中有所描述。微封装的硅氢加成反应催化剂及其制备方法是本领域已知的,如美国专利4,766,176和5,017,654中所举例说明。硅氢加成反应催化剂可商购获得,例如SYL-OFFTM 4000催化剂和SYL-OFFTM 2700可购自Dow Silicones Corporation。

本文所用的硅氢加成反应催化剂的量将取决于多种因素,包括起始物质i)和ii)的选择、以及它们各自的硅键合的氢原子和脂族不饱和基团的含量、以及被选择作为起始物质iii)的催化剂中铂族金属的含量,然而,硅氢加成反应催化剂的量足以催化SiH和脂族不饱和基团的硅氢加成反应,另选地,基于起始物质i)、ii)和iii)的组合重量,催化剂的量足以提供1ppm至1000ppm的铂族金属;或者基于相同的基准,1ppm至100ppm的铂族金属。

起始物质iv)溶剂

起始物质iv)是溶剂。合适的溶剂包括有机液体,该有机液体的示例为但不限于芳族烃、脂族烃、醇、醛、酮、胺、酯、醚、二醇、二醇醚、烷基卤和芳族卤化物。烃包括苯、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、辛烷、异十二烷、异十六烷、Isopar L(C11-C13)、Isopar H(C11-C12)、氢化聚癸烯。合适的醇包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇或正丙醇。合适的酮包括但不限于丙酮、甲基乙基酮或甲基异丁基酮。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、丙二醇正丙基醚、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)、二丙二醇甲醚、或乙二醇正丁基醚、新戊酸辛基十二烷酯、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。另选地,溶剂可选自聚烷基硅氧烷、醇、酮、二醇醚、四氢呋喃、溶剂油、石脑油、四氢呋喃、溶剂油、石脑油或它们的组合。具有合适蒸气压的聚烷基硅氧烷可用作溶剂,并且这些包括六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、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}环三硅氧烷以及它们的组合。低分子量聚烷基硅氧烷诸如0.5cSt至1.5cSt聚二甲基硅氧烷在本领域中是已知的,并且可以商品名DOWSILTM 200流体和DOWSILTM OS流体商购获得,它们可从Dow Silicones Corporation商购获得。

溶剂的量将取决于多种因素,包括所选溶剂的类型、以及所选其他起始物质的量和类型。然而,基于在制备聚硅氧烷的方法中使用的所有起始物质的重量,溶剂的量可为0%至99%、或者0%至98%、或者0%至70%、或者2%至50%。溶剂可以在制备聚硅氧烷期间添加,例如以帮助混合和递送。某些起始物质可以在溶剂中递送,诸如i)聚有机硅酸盐树脂和/或iii)硅氢加成反应催化剂。

剥离涂料组合物

上述聚硅氧烷可用于剥离涂料组合物中。该剥离涂料组合物包含:

(A)上述聚硅氧烷;

(B)每分子具有至少两个硅键合的氢原子的聚有机氢硅氧烷;

(C)硅氢加成反应催化剂;以及

(D)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。

剥离涂层还可任选地包含一种或多种附加的起始物质。附加的起始物质可选自组成的组:(E)溶剂、(F)硅氢加成反应抑制剂、(G)固着添加剂、(H)防雾添加剂、以及(I)(E)、(F)、(G)和(H)中的两种或更多种。

起始物质(B)

剥离涂料组合物中的起始物质(B)是平均每分子具有至少2个硅键合的氢原子的聚有机氢硅氧烷。另选地,聚有机氢硅氧烷每分子可具有至少3个硅键合的氢原子。硅键合的氢原子可以是聚有机氢硅氧烷中的末端、侧基或在末端位置和侧基位置两者中。聚有机氢硅氧烷可包含以下甲硅烷氧基单元中的任一种,所述甲硅烷氧基单元包含硅键合的氢原子,任选地与不包含任何硅键合的氢原子的甲硅烷氧基单元组合:(R5 2HSiO1/2)、(R5H2SiO1/2)、(H3SiO1/2)、(R5HSiO2/2)、(H2SiO2/2)和/或(HSiO3/2),其中每个R5独立地为单价烃基团或单价卤代烃基团。

如上所述,每个R5为独立选择的单价烃基团或单价卤代烃基团,并且可为直链、支链、环状或它们的组合。环状烃基团包括芳基基团以及饱和或非共轭的环状基团。芳基基团可以是单环的或多环的。直链和支链烃基团可以独立地为饱和或不饱和的。合适的单价烃基团的示例可为烷基、烯基基团、炔基基团、芳基基团和芳烷基基团,如上文针对RM和RU所述。合适的单价卤代烃基团的示例有卤代烷基基团,诸如3-氯丙基、2-溴乙基、氟甲基、2-氟丙基、和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、和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、和3,4-二氟-5-甲基环庚基、氯甲基、2-二氯环丙基和2,3-二氯环戊基。用于R5的卤代芳基基团的示例有但不限于氯苄基和氟苄基。另选地,每个R5可为独立选择的单价烃基团。

另选地,聚有机氢硅氧烷可具有平均式:

(R6 3SiO1/2)hh(R5 2SiO2/2)ii(R5HSiO2/2)jj,其中每个R6独立地为氢或R5,每个R5如上所述,并且下标hh≥2,下标ii≥0,并且下标jj≥2。另选地,下标hh为2至10、或者2至8、或者2至6。另选地,下标ii为0至1,000、或者1至500、或者1至200。另选地,下标jj为2至500、或者2至200、或者2至100。另选地,每个R6为R5

另选地,聚有机氢硅氧烷可具有选自以下项的平均式:

(R6 3SiO1/2)hh(R5 2SiO2/2)ii(R5HSiO2/2)jj(R5SiO3/2)kk

(R6 3SiO1/2)hh(R5 2SiO2/2)ii(R5HSiO2/2)jj(SiO4/2)mm

(R6 3SiO1/2)hh(R5 2SiO2/2)ii(R5HSiO2/2)jj(SiO4/2)mm(R5SiO3/2)kk、以及它们中的两者或更多者的组合;其中每个R6、R5以及下标hh、ii和jj如上文所定义,下标kk≥0,并且下标mm≥0。另选地,1≥kk≥0,并且1≥mm≥0。

另选地,聚有机氢硅氧烷可为直链的,并且可包含侧链硅键合的氢原子。该聚有机氢硅氧烷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]ii[(CH3)HSiO]jjSi(CH3)3

其中下标ii和jj如上文所定义。

另选地,聚有机氢硅氧烷可为直链的,并且可包含末端硅键合的氢原子。该聚有机氢硅氧烷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]iiSi(CH3)2H

其中下标ii如上文所定义。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。

另选地,聚有机氢硅氧烷可包含侧链和末端硅键合的氢原子。另选地,聚有机氢硅氧烷可包含烷基氢环硅氧烷或烷基氢二烷基环硅氧烷共聚物,通常由式(R6 2SiO)nn(R5HSiO)oo表示,其中R6和R5如上文所定义,并且其中下标nn为0至7的整数,并且下标oo为3至10的整数。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)。

合适的聚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(这是形成硅氧烷环所需的最小量),并且可以是形成环状结构的单官能、双官能、三官能和/或四官能甲硅烷氧基单元的任意组合,前提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环状甲硅烷氧基单元包含一个SiH单元,该SiH单元可以是单官能甲硅烷氧基单元、双官能甲硅烷氧基单元和/或三官能甲硅烷氧基单元。当除氢之外的取代基为甲基时,这些甲硅烷氧基单元可分别表示为例如(MeHSiO1/2)、(MeHSiO2/2)和(HSiO3/2)甲硅烷氧基单元。

另选地,起始物质(B)可以是每分子平均具有至少3个硅键合的氢原子的交联剂,并且可固化组合物可以是剥离涂料组合物。交联剂可以足以提供>1:1至5:1、或者1.2:1至2:1的硅键合的氢原子与脂族不饱和基团的摩尔比(SiH:Vi比率)的量存在于剥离涂料组合物中。交联剂可以是单元式(B-I)的聚有机氢硅氧烷交联剂:(R5 3SiO1/2)2(R5 2SiO2/2)pp(R5HSiO2/2)qq,其中R5如上所述,并且下标pp≥0,下标qq>0,并且量(pp+qq)为8至400。下标pp和qq可具有这样的值,该值被选择为使得聚有机氢硅氧烷交联剂在25℃处具有5至1000mPa·s、或者10至350mPa·s的粘度。

对于起始物质(B),每分子平均具有至少3个硅键合的氢原子的聚有机氢硅氧烷的示例有:

B-1)三甲基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基/甲基氢)硅氧烷,

B-2)三甲基甲硅烷氧基封端的聚甲基氢硅氧烷,

B-3)二甲基氢甲硅烷氧基封端的聚(二甲基/甲基氢)硅氧烷,

B-4)二甲基氢甲硅烷氧基封端的聚甲基氢硅氧烷,以及

B-5)B-1)至B-4)中的两者或更多者的组合。交联剂可以是一种聚有机氢硅氧烷交联剂或者在选自分子量、结构、硅氧烷单元和顺序的一种或多种特性方面不同的两种或更多种交联剂的组合。

另选地,剥离涂料组合物中的起始物质(B)可包含簇合官能聚有机氢硅氧烷。簇合官能聚有机氢硅氧烷具有单元式:(R5 2HSiO1/2)aa(R5HSiO2/2)bb(R5 2SiO2/2)cc(R5SiO3/2)dd(SiO4/2)ee((R5 ff)O(3-ff)/2SiD1SiR5 ffO(3-ff)/2)gg

在该单元式中,R5如上所述,并且每个D1独立地表示具有2至18个碳原子的二价烃基团。用于D1的合适二价烃基团的示例有上文针对RD所述的基团。

在上述单元式中,下标aa≥0,下标bb≥0,量(aa+bb)≥4,下标cc≥0,下标dd≥0,下标ee≥0,下标ff为0、1或2,下标gg≥2。另选地,量(aa+bb)可为≥6。另选地,量(aa+bb)可为≥8。所谓术语“簇合官能聚有机氢硅氧烷”意指该化合物具有直链或支链硅氧烷主链结构,并且在簇合官能聚有机氢硅氧烷的末端和/或侧链位置中,存在空间上彼此接近的硅键合的氢原子。簇合官能聚有机氢硅氧烷每分子可具有总共至少4个硅键合的氢原子,并且其中至少两个硅键合的氢原子彼此接近,即,它们是“簇合的”。

另选地,簇合官能聚有机氢硅氧烷可具有下式:

其中R5和D1如上所述。下标j为0至2,000,000,并且每个下标k独立地为1至12(即,使得每个环具有4至15个硅原子)。另选地,下标k为5至500,000、或者5至100,000、或者5至50,000、或者10至50,000、或者10至10,000、或者10至5,000、或者20至2,000。另选地,下标k为1至8、或者1至6、或者1至4、或者1至2、或者k=1。另选地,B)簇合官能聚有机氢硅氧烷可具有下式:

其中R5、D1以及下标j和k如上所述。

本文所用的簇合官能聚有机氢硅氧烷可以是起始物质的硅氢加成反应产物,所述起始物质包含:

a)每分子平均具有至少两个硅键合的脂族不饱和基团的聚有机硅氧烷;以及

b)每分子平均具有4至15个硅原子的有机氢硅氧烷,其中起始物质b)具有硅键合的氢原子;

条件是起始物质a)中的脂族不饱和基团与起始物质b)中的硅键合的氢原子的摩尔比为1比3至1比20。簇合官能聚有机氢硅氧烷及其制备方法公开于美国专利申请公布2016/0009865、美国专利7,378,482、美国专利7,429,636、美国专利7,432,338、美国专利7,449,536和美国专利7,906,605中。

起始物质(B)可包含在至少一种特性诸如结构、分子量、键合到硅原子的单价基团和SiH含量方面不同的两种或更多种不同的聚有机氢硅氧烷的组合。请回顾用于剥离涂料组合物的交联剂的广泛描述。

起始物质(C)

剥离涂料组合物中的起始物质(C)为硅氢加成反应催化剂。用于起始物质(C)的合适硅氢加成反应催化剂如上文针对起始物质iii)所述。用于剥离涂料组合物的硅氢加成反应催化剂可与用作起始物质iii)的硅氢加成反应催化剂相同。另选地,不同的硅氢加成反应催化剂可用于剥离涂料组合物中。

起始物质(D)

剥离涂料组合物中的起始物质(D)为每分子含有至少两个硅键合的脂族不饱和基团的聚有机硅氧烷;另选地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基团的聚有机硅氧烷。该聚有机硅氧烷可以是直链、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 sSiO(4-s)/2,其中每个R4独立地选自单价烃基团或单价卤代烃基团,条件是在每个分子中,R4中的至少两个包含末端脂族不饱和基团,并且其中下标s被选择为使得0<s≤3.2。上文针对聚有机硅氧烷的平均式可另选地写成(R4 3SiO1/2)t(R4 2SiO2/2)u(R4SiO3/2)v(SiO4/2)w,其中下标t、u、v和w为摩尔分数,各自独立地具有≥0至≤1的值,条件是量(t+u+v+w)=1。本领域技术人员理解此类单元及其摩尔分数如何影响上述平均式中的下标s。三官能单元(由下标v表示)、四官能单元(由下标w表示)或两者通常存在于聚有机硅氧烷树脂中,而由下标u表示的双官能单元通常存在于聚二有机硅氧烷聚合物中(并且也可存在于聚有机硅氧烷树脂中)。

如上所述,每个R4是独立选择的,并且可为直链、支链、环状或它们的组合。环状烃基团包括芳基基团以及饱和或非共轭的环状基团。芳基基团可以是单环的或多环的。直链和支链烃基团可以独立地为饱和或不饱和的。

卤代烃基团是一个或多个氢原子被卤素原子诸如氯、氟、溴或碘替代(即,取代)的烃基团。用于R4的合适单价烃基团和单价卤代烃基团如上文针对R5所述。

在(D)聚有机硅氧烷的每个分子中,R4中的至少两个包含脂族不饱和基团。包含脂族不饱和基团的每个R4可独立地选自烯基基团和炔基基团。用于R4的烯基基团的示例有但不限于乙烯基、烯丙基、丙烯基和己烯基。烯基基团可具有2至30个碳原子、或者2至24个碳原子、或者2至20个碳原子、或者2至12个碳原子、或者2至10个碳原子、或者2至6个碳原子。炔基由以下但不限于以下所例示:乙炔基、丙炔基和丁炔基。炔基基团可具有2至30个碳原子、或者2至24个碳原子、或者2至20个碳原子、或者2至12个碳原子、或者2至10个碳原子、或者2至6个碳原子。另选地,(D)聚有机硅氧烷每分子包含至少两个硅键合烯基基团,并且可不含硅键合炔基基团。

另选地,(D)聚有机硅氧烷可为基本直链的,或者为直链的。基本直链的聚有机硅氧烷可具有平均式:R4 s’SiO(4-s’)/2,其中每个R4如上文所定义,并且其中下标s'被选择为使得1.9≤s'≤2.2。

在室温处,基本直链的聚有机硅氧烷可为可流动液体或可具有未固化橡胶的形式。基本直链的聚有机硅氧烷在25℃处可具有10mPa·s至30,000,000mPa·s、或者10mPa·s至10,000mPa·s、或者100mPa·s至1,000,000mPa·s、或者100mPa·s至100,000mPa·s的粘度。粘度可使用Brookfield LV DV-E粘度计经由ASTM标准D4287测量。

另选地,其中(D)聚有机硅氧烷为基本直链的或直链的,聚有机硅氧烷可具有平均式:

(R4” 3SiO1/2)m(R4” 2SiO2/2)n(R4’R4”SiO2/2)o(R4” 2R4’SiO1/2)p,其中每个R4”独立地选自不含脂族不饱和基团的单价烃基团或不含脂族不饱和基团的单价卤代烃基团,并且每个R4’独立地选自单价脂族不饱和烃基团或单价卤代脂族不饱和烃基团,如上文针对R4所定义,并且下标m≥0,下标n≥0,下标o≥2,并且下标p≥0,条件是量(m+p)≥2。另选地,m为0至10、或者2至10、或者2至8、或者2至6。另选地,下标n为0至1,000、或者1至500、或者1至200。另选地,下标o为2至500、或者2至200、或者2至100。另选地,p为0至10、或者2至10、或者2至8、或者2至6。

当(D)聚有机硅氧烷为基本直链的、或者直链的时,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。作为具有侧链硅键合的脂族不饱和基团的聚有机硅氧烷的具体示例,起始物质(D)可具有平均单元式:

[(CH3)3SiO]2[(CH3)2SiO]n[(CH3)ViSiO]o,其中下标n和o如上文所定义。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(D)具有末端硅键合的脂族不饱和基团的聚有机硅氧烷的具体示例,起始物质(D)可具有平均式:Vi(CH3)2SiO[(CH3)2SiO]nSi(CH3)2Vi,其中下标n如上文所定义。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。就该平均式而言,任何甲基基团可被不同的单价烃基团替代,并且任何乙烯基基团可被任何脂族不饱和单价烃基团替代。因为所述至少两个硅键合的脂族不饱和基团可为侧链和末端的,所以(D)聚有机硅氧烷可另选地具有平均单元式:[Vi(CH3)2SiO]2[(CH3)2SiO]n[(CH3)ViSiO]oSiVi,其中下标n和o如上文所定义。

基本直链的聚有机硅氧烷的示例可由以下所例示: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。

起始物质(A)、(B)、(C)和(D)可以足以使剥离涂料组合物可固化以形成剥离涂层的量添加。剥离涂料组合物可包含基于起始物质(A)、(B)、(C)和(D)的组合重量计1%至75%、或者5%至25%的量的(A)受控剥离添加剂。起始物质(B)聚有机氢硅氧烷可以基于起始物质(A)、(B)、(C)和(D)的组合重量计0.1%至5%、或者0.2%至5%的量存在。起始物质(C)硅氢加成反应催化剂以催化有效量存在。催化有效量足以催化硅氢加成反应,并且可为足以提供基于起始物质(A)、(B)、(C)和(D)的组合重量计5ppm至300ppm、或者5ppm至100ppm的铂族金属的量。起始物质(D)每分子具有至少两个硅键合的脂族不饱和基团的有机聚硅氧烷可以基于起始物质(A)、(B)、(C)和(D)的组合重量计20%至98%、或者75%至90%的量存在。起始物质可以足以提供1:1至2.5:1、或者1.3:1至1.5:1的组合的起始物质(A)、(B)、(C)和(D)的硅键合的氢原子与硅键合的脂族不饱和基团的摩尔比(总SiH:Vi比率)的量添加。

起始物质(E)溶剂

起始物质(E)是如上文针对起始物质v)所述的溶剂。聚硅氧烷可在用于起始物质v)的溶剂中制备,并且可在具有所述溶剂的溶液中递送至剥离涂料组合物。起始物质(E)用于剥离涂料组合物中的溶剂可与被选择用于起始物质v)的溶剂相同。另选地,溶剂可以是与上文在聚硅氧烷的制备中所述的溶剂不同的溶剂,并且可以是除用于起始物质v)的所述溶剂之外的溶剂。剥离涂料组合物中溶剂的量取决于多种因素,包括所选起始物质(A)至(D)的类型和量和是否将任何附加的起始物质添加到组合物中,以及用于递送起始物质(A)的起始物质v)的量,然而,基于剥离涂料组合物中起始物质(A)至(E)的组合重量,溶剂的量可为高达99%、或者20%至99%、或者50%至95%、或者70%至90%、或者80%至90%。

起始物质F)硅氢加成反应抑制剂

起始物质F)为硅氢加成反应抑制剂(抑制剂),它可任选地用于改变起始物质(B)的硅键合的氢原子和起始物质(A)的脂族不饱和烃基团的反应速率(相比于相同起始物质但省略抑制剂的反应速率)。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、3,5-二甲基-1-己炔-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-炔以及它们的组合;三唑类,诸如苯并三唑;膦类;硫醇类;肼类;胺类,诸如四甲基乙二胺、3-二甲基氨基-1-丙炔、正甲基炔丙基胺、炔丙基胺和1-乙炔基环己胺;延胡索酸二烷基酯诸如延胡索酸二乙酯、延胡索酸二烯基酯诸如延胡索酸二烯丙酯、延胡索酸二烷氧基烷基酯,马来酸酯诸如马来酸二烯丙酯和马来酸二乙酯;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,起始物质iv)可为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(诸如上述那些)的起始物质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硅氢加成反应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,甲硅烷基化炔属化合物的示例有甲基(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。可用作本文的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,例如,美国专利6,677,740公开了通过将上述炔醇与氯硅烷在存在酸受体的情况下反应,使上述炔醇被甲硅烷基化。

本文所添加的抑制剂的量将取决于多种因素,包括期望的反应速率、所用的具体抑制剂以及起始物质(A)和(B)的选择和量。然而,当存在抑制剂时,基于用于制备聚硅氧烷的所有起始物质的组合重量,抑制剂的量可在>0%至1%、或者>0%至5%、或者0.001%至1%、或者0.01%至0.5%、或者0.002%至0.15%、或者0.0025%至0.025%的范围内。

起始物质(G)固着添加剂

起始物质(G)为可任选地添加到剥离涂料组合物中的固着添加剂。合适的固着添加剂的示例为乙烯基烷氧基硅烷与环氧官能烷氧基硅烷的反应产物;乙烯基乙酰氧基硅烷与环氧官能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)。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。固着添加剂的确切量取决于多种因素,包括基底的类型以及是否使用底漆,然而,剥离涂料组合物中固着添加剂的量可为每100重量份起始物质(D)0重量份至2重量份。另选地,固着添加剂的量可为每100重量份起始物质(D)0.01重量份至2重量份。

起始物质(H)防雾添加剂

起始物质(H)为防雾添加剂,其可被添加到剥离涂料组合物中以减少或抑制涂覆过程中特别是高速涂覆设备中的有机硅雾形成。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。防雾添加剂的量将取决于多种因素,包括为剥离涂料组合物选择的其他起始物质的量和类型。然而,基于剥离涂料组合物中所有起始物质的重量,防雾添加剂的量可为0%至10%、或者0.1%至3%。

剥离涂料组合物还可包含一种或多种任选的添加剂,诸如着色剂、染料、颜料、填料(例如二氧化硅、石英或白垩)、反应性稀释剂、防腐剂和/或芳香剂。另选地,剥离涂层可不含颗粒(诸如填料)或仅包含有限量的颗粒,诸如剥离涂层组合物的0重量%至30重量%。不希望受理论的束缚,据认为填料可附聚或以其他方式粘到用于施加剥离涂层的涂布机设备。如果需要光学透明性,则它们可阻碍剥离涂层和由其形成的剥离衬垫的光学性质,例如透明性。颗粒可能不利于粘附体(诸如粘合带或标签)的粘附。

当选择用于剥离涂料组合物的起始物质时,在起始物质类型之间可存在重叠,因为本文所述的某些起始物质可具有多于一种功能。某些颗粒可用作填料并用作颜料,甚至用作阻燃剂,如炭黑。当将附加的起始物质添加到组合物中时,所述附加的起始物质与起始物质(A)至(D)不同并且彼此不同。另选地,剥离涂料组合物可仅由起始物质(A)-(D)、或者仅由起始物质(A)-(E)、或者由起始物质(A)-(F)组成。另选地,剥离涂料组合物可仅由起始物质(A)-(D)以及(G)和/或(H)中的一者或两者组成。另选地,剥离涂料组合物可仅由起始物质(A)-(E)以及(G)和/或(H)中的一者或两者组成。另选地,剥离涂料组合物可仅由起始物质(A)-(F)以及(G)和/或(H)中的一者或两者组成。

剥离涂料组合物可不含氟代有机硅化合物。据信,在固化期间,含氟化合物将由于其低表面张力而快速迁移至涂料组合物和基底的界面,例如聚有机硅氧烷剥离涂料组合物/PET膜界面,并且通过制备含氟屏障来防止剥离涂层(通过固化剥离涂料组合物制备)粘附到基底。通过制备屏障,含氟化合物防止任何组分在界面处反应。此外,氟代有机硅化合物通常是昂贵的。

制备剥离涂料组合物

剥离涂料组合物可通过将包含(A)、(B)、(C)和(D)的起始物质与任何任选的附加起始物质诸如(E)、(F)、(G)和/或(H)以任何添加顺序组合,任选地与母料组合,以及任选地在剪切下组合来制备。剥离涂料组合物可通过将起始物质混合在一起例如以制备单部分组合物来制备。然而,可能期望将剥离涂料组合物制备为多部分组合物,其中起始物质(B)和(C)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。

例如,多部分组合物可包含:

部分(A)基体部分,其包含以下项的至少一部分:(D)每分子平均具有至少2个具有脂族不饱和基团的硅键合烃基团的聚有机硅氧烷和(C)硅氢加成反应催化剂,以及如果存在的(E)溶剂、(F)抑制剂、(G)固着添加剂和(H)防雾添加剂中的一者或多者,以及

部分(B)固化剂部分,其包含以下项的至少一部分:(D)每分子平均具有至少2个具有脂族不饱和基团的硅键合烃基团的聚有机硅氧烷和(B)聚有机氢硅氧烷,以及如果存在的(F)抑制剂、(G)固着添加剂、(E)溶剂或者(E)、(F)和(G)中的两者或更多者。

起始物质(A)受控剥离添加剂可添加到部分(A)、部分(B)或两者中。部分(A)和部分(B)可以(A):(B)的1:1至10:1、或者1:1至5:1、或者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)及说明,例如关于如何组合各部分以制备剥离涂料组合物、如何将剥离涂料组合物施加到基底以及如何固化剥离涂料组合物。

另选地,当存在固着添加剂时,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。

本发明还提供了用剥离涂料组合物制备剥离衬垫的方法。该方法包括将剥离涂料组合物施加在基底的表面上。该方法还包括固化剥离涂料组合物以在基底的表面上形成剥离涂料。

用于制备剥离衬垫的方法还可包括:在将剥离涂料组合物施加到基底的表面之前,处理基底的表面。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,如果在涂覆之前处理基底,则可改善剥离涂层的固着性。

用于形成剥离衬垫的方法还可包括:去除溶剂,这可通过任何常规方式进行,诸如在将剥离涂料组合物施加到基底的表面上之后以及在固化剥离涂料组合物之前和/或期间,在50℃至100℃处加热足以去除溶剂的全部或一部分的时间。该方法还包括固化剥离涂料组合物以在基底的表面上形成剥离涂层。固化可通过在升高的温度(例如,50℃至200℃、或者50℃至180℃、或者50℃至120℃、或者50℃至90℃)处加热来进行,以得到剥离衬垫。本领域的技术人员将能够根据各种因素选择适当的温度,包括剥离涂料组合物中任选起始物质和构造的基底材料的选择。另选地,固化可通过在100℃至200℃处加热来进行。

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、或者1.5秒至3秒的停留时间内实现。用于溶剂去除和固化步骤的加热可在烘箱例如空气循环烘箱或隧道式烘炉中进行,或通过使涂覆的基底围绕加热的圆筒通过来进行。

剥离涂料组合物可以任何合适的方式施加(例如,设置或分配)到基底的表面上。通常,经由湿式涂布技术以湿形式施加剥离涂料组合物。另选地,剥离涂料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)中的任一者的组合。另选地,剥离涂料组合物可通过选自由喷涂、刮涂刀、浸渍、丝网印刷组成的组的方式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的表面上。

基底不受限制,并且可为适用于形成剥离衬垫的任何基底。剥离涂层(通过固化剥离涂料组合物而形成)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,剥离涂料组合物和方法不受此限制。

基底可包括塑料,其可以是热固性和/或热塑性的。然而,基底可另选地为玻璃、金属、纸、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基底,诸如牛皮纸和聚乙烯涂覆的牛皮纸(PEK涂覆的纸);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;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、改性形式、以及组合。另选地,基底可包括选自由以下项组成的组:聚酯尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯膜的聚合物膜基底;或者基底可包括纸基底,包括塑料涂覆纸(例如涂覆有聚乙烯的纸)、玻璃纸、超级压延机纸或粘土涂覆牛皮纸。另选地,可将剥离涂料组合物施加到金属箔基底,例如铝箔。另选地,基底可为PET。

基底上的剥离涂料组合物或湿沉积物可在升高的温度处固化一定时间段。该时间段通常足以实现剥离涂料组合物的固化。另选地,该时间段为>0至8小时、或者>0至2小时、或者>0至1小时、或者>0至30分钟、或者>0至15分钟、或者>0至10分钟、或者>0至5分钟、或者>0至2分钟。该一段时间取决于多种因素,包括所用的升高的温度、所选的温度、所需的膜厚度以及可固化组合物中存在或不存在任何水或载体媒介物。

使剥离涂料组合物固化通常具有0.1秒至50秒、或者1秒至10秒、或者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,保压时间是指剥离涂料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,因为即使在剥离涂料组合物、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(通常会引发固化的温度)之后,可能会继续进行固化。另选地,涂覆的基底在烘箱中的传送带上制备,并且保压时间可通过将烘箱的长度(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。

该时间段可以分解为固化迭代,例如,第一固化和后固化,其中第一固化为例如一小时,并且后固化为例如三小时。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。

根据剥离涂料组合物的膜和涂覆的基底的厚度和其他维度,可经由迭代过程形成涂覆的基底。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。部分固化的层的复合物可经受最后的后固化,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所选择的起始物质、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,沉积物包含湿膜。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。

包括通过固化基底表面上的剥离涂料组合物而形成的剥离涂层的剥离衬垫可具有不同的尺寸,包括剥离涂层和基底的相对厚度。剥离涂层的厚度可根据其最终用途应用而变化。剥离涂层的厚度可为>0μm至4,000μm、或者>0μm至3,000μm、或者>0μm至2,000μm、或者>0μm至1,000μm、或者>0μm至500μm、或者>0μm至250μm。然而,可以设想其他厚度,例如0.1μm至200μm。例如,剥离涂层的厚度可为0.2μm至175μm;或者0.5μm至150μm;或者0.75μm至100μm;或者1μm至75μm;或者2μm至60μm;或者3μm至50μm;或者4μm至40μm;或者1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、60μm、70μm、75μm、80μm、90μm、100μm、150μm、175μm和200μm中的任一个。当基底为塑料时,剥离涂层的厚度可为>0μm至200μm、或者>0μm至150μm、或者>0μm至100μm。

如上文所述制备的剥离衬垫可用于胶带或粘合剂,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具有设置在其上的剥离涂层。

实施例

这些实施例旨在向本领域的技术人员举例说明本发明,并且不解释为限制权利要求书中所述的本发明的范围。表1中的物质用于这些实施例中。

表1

DOWSILTM和SYL-OFFTM材料可购自Dow Silicones Corporation。

参考例1–聚硅氧烷的制备

组合以下起始物质以形成混合物:100份MQMVi树脂、5份溶剂1以及足以在混合物中提供1ppm-2ppm铂族金属的催化剂1。将所得的混合物加热至80℃。在1小时内将足以提供>0.2至0.3的SiH/Vi比率的SiH封端的低聚物或SiH封端的PDMS的量计量添加到混合物中。所制备的样品汇总于下表2中。起始物质的量以重量份计。

表2:用于合成聚硅氧烷的起始物质

所得样品为溶解于溶剂中的聚硅氧烷。

参考例2–剥离涂料组合物的制备

制备剥离涂料组合物。比较浴1不具有受控剥离添加剂作为对照。比较浴2和3包含聚有机硅酸盐树脂作为比较受控剥离添加剂。浴4至11包含表2的聚硅氧烷,其用作受控剥离添加剂(CRA)。通过以下表3(比较例)和表4(工作例)中所示的量混合受控剥离添加剂(当存在时)、基体聚合物1、抑制剂1、交联剂1和催化剂1来制备剥离涂料组合物。每种起始物质的量以重量份计。每个浴具有1.5:1的SiH/Vi比率。

表3:比较剥离涂料组合物

浴# 1 2 3
基体聚合物1 19.96 17.67 15.968
抑制剂1 0.04 0.036 0.032
交联剂1 0 0.08 0.16
催化剂1 0.2 0.2 0.2
MQM<sup>Vi</sup>树脂(未反应的聚有机硅酸盐树脂) 0 1.4 2.8
溶剂1 40 40 40
溶剂2 60 60 60
溶剂3 0 0.6 1.2

表4:剥离涂料组合物

参考例3–剥离衬垫的制备和测试

用Mayer棒#5将表3和表4中的剥离涂料组合物涂覆在PET基底上。将所得的涂覆的基底在130℃处加热10秒以去除溶剂并固化剥离涂料组合物,从而在PET基底的表面上形成具有剥离涂层的剥离衬垫。对样品进行老化。此后,将1英寸TESATM 7475胶带粘到剥离涂层上。对样品进行老化,然后通过180度剥离测试,使用得自Cheminstrument Company的AR-1000以0.3m/min剥离,从而测量剥离力。在下表5中,1R-1R表示样品在涂覆后于室温处老化1天,然后在1天后于室温处用TESATM 7475胶带测量剥离力;并且1R-1H表示样品在涂覆后于室温处保留1天,然后在1天后于高温(50℃)处用TESATM 7475胶带测量剥离力;34R-1R表示样品在涂覆后于室温处老化34天,然后在1天后于室温处用TESATM 7475胶带测量剥离力,并且34R-1H表示样品在涂覆后于室温处保留34天,然后在1天后于高温(50℃)处用TESATM7475胶带测量剥离力。将每个样品测试3次,并且将结果取平均值。平均值示于表5中。

表5:剥离力

浴# 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1R-1R 16 29 55 45 120 39 83 55 225 39 98
1R-1H 22 39 77 69 242 51 151 80 319 58 135
34R-1R 28 28 49 31 59 28 54 35 147 26 60
34R-1H 31 32 57 42 95 33 83 44 247 33 73

将浴#2(其包含2份作为起始物质i)的示例描述的乙烯基官能聚有机硅酸盐树脂,而不是如本文所述制备的聚硅氧烷)与浴#4、6、8和10(其各自包含2份如本文所述制备的聚硅氧烷)的剥离力结果进行比较,表明当在相同老化条件之后测试时,包括由浴#4、6、8和10在PET上制备的剥离涂层的每个剥离衬垫具有比不包含如本文所述制备的聚硅氧烷的比较剥离涂层更高的剥离力。此外,将浴#3(其包含4份作为起始物质i)的示例描述的乙烯基官能聚有机硅酸盐树脂,而不是如本文所述制备的聚硅氧烷)与浴#5、7、8和11(其各自包含4份如本文所述制备的聚硅氧烷)的剥离力结果进行比较,表明当在相同老化条件之后测试时,包括由浴#5、7、8和11在PET上制备的剥离涂层的每个剥离衬垫具有比不包含如本文所述制备的聚硅氧烷的比较剥离涂层更高的剥离力。

比较例4

通过US 8,933,177的缩合反应方法,使用MQMVi树脂和DP≥100的羟基封端的聚二甲基硅氧烷作为起始物质来制备聚有机硅氧烷。将该比较聚硅氧烷配制成剥离涂料组合物,其汇总于下表5中。每个浴具有1.5:1的SiH/Vi比率。

表5–具有比较添加剂的剥离涂料组合物

浴# 12 13
基体聚合物1 14.7704 9.6808
抑制剂1 0.0296 0.0192
交联剂1 0.24 0.48
催化剂1 0.25 0.25
比较聚有机硅氧烷 5.2 10.4
溶剂1 50 70
溶剂2 75 100

根据参考例3的方法,但使用表5中的比较剥离涂料组合物制备和测试剥离衬垫。结果示于下表6中。

表6–比较剥离涂层的剥离力

浴# 12 13
1R-1R 66 85
1R-1H 95 113
34R-1R NA NA
34R-1H NA NA

“NA”表示这些测试结果不可用。

参考例5–迁移和固化

评估如上所述制备的剥离涂层的持续粘合强度(SAS)。通过在剥离涂层上用手指摩擦来评估SAS,以判断基底上的剥离涂层的抹污和擦掉的量。结果示于下表7中。

表7

浴# C1 C2 C3 4 5 6 7 8 9 10 11 C12 C13
SAS 96 96 93 98 97 97 96 97 96 94 95 93 94

将由比较浴12制备的剥离涂层与由浴4、6、8和10制备的剥离涂层的SAS值进行比较,表明浴4、6、8和10中的每一者产生具有比比较浴12更好(更高)的SAS值的剥离涂层。将由比较浴13制备的剥离涂层与由浴5、7、9和11制备的剥离涂层的SAS值进行比较,表明浴5、7、9和11中的每一者产生具有比比较浴13更好的SAS值的剥离涂层。

工业应用

上述实施例和比较例表明,含有本文所述的新聚硅氧烷作为受控剥离添加剂的剥离涂料组合物在PET上产生了在参考例3的条件下于室温和高温两者处老化后具有比不含受控剥离添加剂的对照(浴#1)和包含不同量的乙烯基官能MQ树脂的比较例(浴#2和3)更高的剥离力的剥离涂层。此外,在老化34天之后,由包含新受控剥离添加剂的剥离涂料组合物制备的剥离涂层也具有比比较例更高的剥离力。由包含本文所述的新受控剥离添加剂的剥离涂料组合物制备的剥离涂层产生了具有比包含美国专利8,933,177中所公开的比较受控剥离添加剂的比较剥离涂层更好的持续粘合强度的剥离涂层。不希望受理论的束缚,据认为,对于某些应用,客户期望具有较高持续粘合强度(SAS)值的剥离涂层。本发明提供如下有益效果:可实现SAS≥94%、或者≥95%、或者≥96%的剥离涂层,同时甚至在老化后保持期望的剥离力。

术语的定义和用法

除非另外指明,否则本文中全部量、比率和百分比均按重量计。发明内容和说明书摘要据此以引用方式并入。术语“包含”或“含有”在本文中以其最广泛的意义使用,意指并且涵盖“包括”、“基本上由……组成”和“由……组成”的概念。使用“例如”、“举例来说”、“诸如”和“包括”来列出示例性示例,不意味着仅限于所列出的示例。因此,“例如”或“诸如”意指“例如,但不限于”或“诸如,但不限于”并且涵盖其他类似或等同的示例。本文所用的缩写具有表6中的定义。

表6:缩写

缩写 定义
DP 聚合度
FTIR 傅立叶变换红外光谱
m
Me 甲基(—CH<sub>3</sub>)
ppm 份每一百万份
RT 20℃–25℃的室温
μm 微米
Vi 乙烯基(—CH=CH<sub>2</sub>)

已通过示例性方式对本发明进行了描述,并且应当理解已经使用的术语旨在具有描述性而不是限制性词语的性质。就本文为描述特定特征或方面而依赖的任何马库什组而言,可以从独立于所有其他马库什成员的相应的马库什组的每个成员获得不同、特殊和/或意料之外的结果。马库什组的每个成员可以被单独地和/或组合地依赖,并且为所附权利要求范围内的具体实施方案提供足够的支持。

此外,在描述本发明中依赖的任何范围和子范围独立地且共同地落入所附权利要求的范围内,并且应理解为描述和设想在其中包括全部和/或部分值的所有范围,即使本文未明确写出这样的值。本领域的技术人员将容易认识到,列举的范围和子范围充分地描述了本发明的各种实施方案并使它们成为可能,并且这样的范围和子范围可以被进一步描绘成相关的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一等。仅作为一个示例,“2至20”的范围可被进一步描绘为下三分之一(即2至8)、中三分之一(即8至14)和上三分之一(即14至20),其单独地且共同地在所附权利要求的范围内,并且可以被单独地和/或共同地依赖并为所附权利要求的范围内的具体实施方案提供足够的支持。此外,就诸如“至少”、“大于”、“小于”、“不超过”等限定或修饰范围的语言而言,应当理解,此类语言包括子范围和/或上限或下限。

本发明的实施方案

在第一实施方案中,剥离涂料组合物包含:

(A)包含以下单元式的聚硅氧烷:MaQbMU cDL deMOH qTOH r,其中下标a≥30,下标b≥40,下标c≥1,下标d≥1,量(c+d)≥1,下标e为0至20,下标q≥0,并且下标r≥0,条件是量(q+r)足以提供硅烷醇含量为0%至1.7%的聚硅氧烷;

M表示式的单元,

Q表示式的单元,

MU表示式的单元,

DL表示式的单元,

D表示式的单元,

MOH表示式的单元,并且

TOH表示式的单元;其中

每个RM为独立选择的不含脂族不饱和基团的具有1至30个碳原子的单价烃基团,每个RU为独立选择的具有2至30个碳原子的单价脂族不饱和烃基团,每个RD为独立选择的具有2至30个碳原子的二价烃基团;

(B)每分子具有至少两个硅键合的氢原子的聚有机氢硅氧烷;

(C)硅氢加成反应催化剂;

(D)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;

(E)溶剂;以及

(F)硅氢加成反应抑制剂。

在第二实施方案中,在(A)聚硅氧烷中,每个RM为具有1至6个碳原子的烷基基团,每个RU为具有2至6个碳原子的烯基基团,每个RD为具有2至6个碳原子的亚烷基基团,并且下标具有使得30≥a≥90、40≥b≥120、16≥(c+d)≥1且18≥e≥2的值。

在第三实施方案中,硅氢加成反应抑制剂包括炔醇,诸如甲基丁炔醇。

在第四实施方案中,溶剂包括芳香烃、脂族烃或它们的组合。

在第五实施方案中,每分子具有至少两个硅键合的氢原子的聚有机氢硅氧烷具有平均式(R6 3SiO1/2)hh(R5 2SiO2/2)ii(R5HSiO2/2)jj,其中每个R5为独立选择的单价烃基团或单价卤代烃基团,每个R6独立地为氢或R5,下标hh为2至10(或者2),下标ii为0至1000(或者0),并且下标jj为2至500(或者2至100)。

在第六实施方案中,硅氢加成反应催化剂包含铂与有机聚硅氧烷的络合物。

在第七实施方案中,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具有平均式:(R4” 3SiO1/2)m(R4” 2SiO2/2)n(R4’R4”SiO2/2)o(R4” 2R4’SiO1/2)p,其中每个R4”独立地选自不含脂族不饱和基团的单价烃基团或不含脂族不饱和基团的单价卤代烃基团,并且每个R4’独立地选自单价脂族不饱和烃基团或单价卤代脂族不饱和烃基团,如上文针对R4所定义,并且下标m为0至10(或者0),下标n为0至1,000,下标o为2至500,并且下标p为2至10(或者2),条件是量(m+p)≥2。

在第八实施方案中,前述实施方案中的一项所述的剥离涂料组合物还包含选自由以下项组成的组的附加起始物质:(G)固着添加剂;(H)防雾添加剂;以及(I)(G)和(H)两者。

在第九实施方案中,前述实施方案中任一项所述的剥离涂料组合物具有1重量%至75重量%的(A)聚硅氧烷、0.1重量%至5重量%的(B)聚有机氢硅氧烷、足以为剥离涂料组合物提供5ppmw至300ppmw的铂族金属的催化有效量的(C)硅氢加成反应催化剂;以及20重量%至98重量%的(D)每分子具有至少两个硅键合的脂族不饱和基团的有机聚硅氧烷、0重量%至70重量%的(E)溶剂和0.002重量%至0.15重量%的(F)硅氢加成反应抑制剂,各自基于起始物质(A)、(B)、(C)、(D)、(E)和(F)的组合重量。

在第十实施方案中,一种用于形成剥离衬垫的方法包括:

1)将前述实施方案中任一项所述的剥离涂料组合物施加在基底的表面上,

任选地,2)在施加所述剥离涂料组合物之前处理所述基底;

任选地,3)去除溶剂的全部或一部分;以及

4)固化剥离涂料组合物以在基底上形成剥离涂层。

在第十一实施方案中,通过第十实施方案所述的方法制备剥离衬垫。

在第十一实施方案中,剥离衬垫的基底包含PET。

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