低温固化有机硅离型涂料制造技术

有机聚硅氧烷离型涂料，其采用在有机聚硅氧烷交联剂的不超过67摩尔％的甲硅烷氧基团上具有Si‑H基团的较高分子量有机聚硅氧烷交联剂和较低分子量脂族不饱和有机聚硅氧烷，用氢化硅烷化催化剂通过氢化硅烷化而固化，产生能够在更短时间和/或更低温度下固化的牢固锚定的离型涂料，并且与采用预交联不饱和有机硅的高级离型涂料相比，还提供更低水平的可萃取物。

Low temperature curing silicone release coating

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低温固化有机硅离型涂料
本专利技术涉及具有低固化温度的可加成固化的有机硅离型涂料，其尤其可用于施涂到聚烯烃基材上。
技术介绍
离型涂料被广泛使用。在本专利技术的上下文中，离型涂料是一种施涂在基材(其也可以称为“载体”)上的粘合涂料，并且被设计为促使受控地且通常容易地剥离粘附体，或者从一开始就防止粘附体的粘附。因此，例如，在商业上生产压敏标签时，通常使用纸质基材，该基材涂有离型涂料，并且然后将粘附体例如，其背面涂有压敏粘合剂的纸质标签施加在离型涂料上。在使用时，将标签从离型涂料上剥下来，而不会导致离型涂料与基材分离，并且然后将标签粘附到需要贴标签的物品上。施涂离型涂料的概念非常古老，实际上，数百年来，一直使用含有蜡或各种油的离型涂料。更现代地，已经开发出了许多新的离型涂料。针对任何特定目的所采用的离型涂料的类型取决于许多因素，例如，施涂有离型涂料的基材的性质、以及期望被施加到剥离涂覆型基材上的或者期望防止粘到剥离涂覆型基材上的粘附体的性质。基材在其化学性质及其物理体现上均大不相同。即使在纸的情况下，在例如牛皮纸、压光纸、玻璃纸、涂布纸和未涂布纸之间也存在相当大的差异。聚合物基材的极性变化很大，从极度非极性的PTFE基材到疏水性聚烯烃，经过聚乙烯醇缩醛，再到诸如聚脲、聚氨酯和聚酯等极性更大的聚合物。金属箔有时也用作基材。这些基材类型中的每一种针对离型涂料的使用均存在独特的问题，这是因为离型涂料粘附到基材上必须比粘附到粘附体上粘附得更牢固，从而在移除粘附体后其仍保留在基材上。而且，粘附体本身就其化学特性和物理特性而言有很大的不同。诸如沥青和柏油等粘附体是出了名得发粘，并且容易牢固地粘附在非极性表面上，但高度氟化的聚合物例如，PTFE可能例外。通常在粘贴标签背面上发现的压敏粘合剂是有意被设计为粘性的。其他可能的粘附体包括食品，包括肉类和家禽、以及焙烤食品、糖果等。在这些情况下，期望不粘附。许多食品很容易从非极性离型涂料上移除，但牢固地粘到极性更大的离型涂料上。另一方面，非极性离型涂料通常对本身是非极性的产品更具有粘附力。除了上文讨论的变量之外，合适的离型涂料还必须在工业和商业上可接受。从工业/商业的角度来看，成本是选择离型涂料的主要因素，其必须与性能相平衡。如人们所料，离型涂料的成本不仅取决于涂料本身的原材料的成本，还取决于将涂料施涂至基材所需的施涂类型，并且如果涉及固化，还取决于固化周期的时间和温度。例如，聚乙烯作为离型涂料不需要固化，但确需要由熔体施涂，即，作为挤出膜。挤出机的成本增加了将膜施加到基材上的成本。对于必须溶解在溶剂中的物质的离型涂料，可以使用许多类型的涂布设备。然而，有机溶剂的使用会引起环境问题，并且必须提供一定量的时间以蒸发溶剂。对于热固性聚合物，其通常能够通过多种方法来施涂，但是通常在高温下需要确定的固化周期。在仅50m/s的生产线速度下，例如，仅增加一秒的固化时间就需要涂覆的基材再行进通过固化炉50米。能容易看出的是，增加炉内的行进距离需要建造更大的炉，这通常是不切实际的或不经济的。更长的固化周期还消耗更多的能量。在过去的几十年中，有机硅已广泛用于各种离型涂料。有机硅具有高热稳定性、极低毒性和低表面能的优点，因此对于许多粘附体提供非常有效的剥离。硅油和蜡的优点是不需要固化时间，尽管有时可能需要有机溶剂来提供可涂覆组合物。硅油和蜡的缺点是其它们不是化学键合到基材上，并且还可能迁移通过基材例如，纸张。它们有时还可能迁移到粘附体中。因此，当今使用的大多数有机硅离型涂料是可固化的(可交联的)有机硅。可用于离型涂料的可固化有机硅可以分为三种非常不同的类别。一类是可缩合固化的涂料，其可以是单组分(RTV-1)或双组分(RTV-2)体系。这两种体系均含有带有烷氧基甲硅烷基团的有机硅聚合物，所述烷氧基甲硅烷基团除了反应以交联和固化该聚合物体系之外，还可以与基材中和/或上的反应性基团反应。例如，此类体系与纸张牢固粘合。然而，即使在有目的地添加水时，可缩合固化的有机硅的固化时间也趋于较长，因此这些类型的有机硅离型涂料仅占当今使用的有机硅离型涂料的一小部分。可加成固化的有机硅离型涂料通常比缩合固化的有机硅更快固化，并且因此更适合用作离型涂料。可加成固化的有机硅可以分为通过两个烯键式不饱和基团的自由基加成而固化的那些有机硅和通过氢化硅烷化而固化的那些有机硅。在前一种情况下，自由基通常是通过过氧化物的热分解来提供。这些组合物具有良好稳定性(“贮存期”)的优点，前提是储存温度和在涂覆前使用时的温度可以保持接近室温或低于室温。在高温下，有机过氧化物分解形成自由基，该自由基迅速固化组合物。这种可加成固化的有机硅离型涂料具有广泛的用途，但是由于毒性和与有机过氧化物及其分解产物相关的通常令人讨厌的气味，所以这些涂料的用途通常不包括例如食品工业或许多医疗和消费品的用途。第二类可加成固化的有机硅离型涂料是通过氢化硅烷化而固化的有机硅。在这些类型的有机硅中，带有硅键合氢原子(“Si-H”基团)的有机硅组分在氢化硅烷化催化剂的存在下与具有两个或更多个脂族不饱和基团例如乙烯基团的另一种组分反应。第二种组分可以是带有不饱和基团的有机聚合物，或者可以是带有不饱和基团的有机硅组分。氢化硅烷化催化剂通常是铂或其化合物或络合物。用紫外光活化的铂氢化硅烷化催化剂也是可能的。通过氢化硅烷化而固化的可加成固化的有机硅的优点是不存在有毒的过氧化物。缺点包括催化剂成本高、以及固化周期长、固化温度高或两者兼而有之。通过氢化硅烷化而固化的可加成固化的有机硅离型涂料通常适合于许多用途，包括涉及与食品接触或用于医疗设备的用途。本专利技术涉及的正是这类离型涂料。过去，如上所述，长固化周期和高温是氢化硅烷化固化的有机硅的一个缺点。固化温度越高，固化周期就越耗能且成本越高。同样，固化炉越大，例如，在高的生产线速度下适应较长固化时间所需的大型炉，则离型涂料的固化成本就越高。长期以来，工业界一直努力尝试提供可加成固化的有机硅离型涂料，该有机硅离型涂料通过氢化硅烷化来固化，并且在低温下和短时间内固化，但具有足够长的贮存期以便在技术上是可行的。尽管在该领域进行了广泛的研究，但这些截然相反的、长期追求的目标尚未实现。此外，减少固化时间和/或温度可能对离型涂料与基材的粘附性具有不良影响。通过氢化硅烷化而固化并可用于离型涂料的可加成固化的有机硅体系采用了低分子量交联剂，该低分子量交联剂含有高比例的硅键合氢。这种低分子量交联剂是可商购的，但是制造相对昂贵。这些交联剂通常在Si-H-官能的有机硅低聚物中每个甲硅烷氧基团含一个硅键合氢原子。含有脂族不饱和基团的组分通常是高分子量乙烯基二烷基甲硅烷氧基封端的聚二有机硅氧烷，通常是高分子量乙烯基二甲基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷。这种高分子量乙烯基末端的线性有机硅是广泛可获得的。为了提高此类体系的固化速率，已开发出具有“梳状”、“树枝状”或“星形”结构的“预交联”乙烯基官能有机硅，乙烯基团存在于聚合物的分支的链端。这类体系代表了固化时间和温度方面的“现有技术”。然而，由这种涉及使用预交联有机硅的体系提供的较低固化时间和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可加成固化的有机聚硅氧烷离型涂料，其包括：/nA)至少一种平均带有至少两个末端脂族不饱和基团的有机聚硅氧烷；/nB)至少一种带有硅键合氢(“Si-H”)基团的有机聚硅氧烷交联剂，其中，所述有机聚硅氧烷交联剂中不超过67摩尔％的甲硅烷氧基团含有Si-H基团；/nC)至少一种氢化硅烷化催化剂；以及/nD)任选存在的氢化硅烷化抑制剂，/n其中，所述有机聚硅氧烷交联剂B)的链长超过所述有机聚硅氧烷A)的链长，并且Si-H基团与脂族不饱和基团的摩尔比为至少约2:1。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可加成固化的有机聚硅氧烷离型涂料，其包括：
A)至少一种平均带有至少两个末端脂族不饱和基团的有机聚硅氧烷；
B)至少一种带有硅键合氢(“Si-H”)基团的有机聚硅氧烷交联剂，其中，所述有机聚硅氧烷交联剂中不超过67摩尔％的甲硅烷氧基团含有Si-H基团；
C)至少一种氢化硅烷化催化剂；以及
D)任选存在的氢化硅烷化抑制剂，
其中，所述有机聚硅氧烷交联剂B)的链长超过所述有机聚硅氧烷A)的链长，并且Si-H基团与脂族不饱和基团的摩尔比为至少约2:1。


2.根据权利要求1所述的可加成固化的有机聚硅氧烷离型涂料，其进一步包括一种或多种选自以下组的添加剂：染料、颜料、填料、增塑剂、抗氧化剂、光稳定剂、流变调节剂、剥离调节剂和杀生物剂。


3.根据权利要求1所述的可加成固化的有机聚硅氧烷离型涂料，其中，所述组合物含有不同于组分(A)和(B)的一种或多种有机聚硅氧烷。


4.根据权利要求1所述的可加成固化的有机聚硅氧烷离型涂料，其中，有机聚硅氧烷(A)包括具有下式的至少一种有机聚硅氧烷(I)：



其中，a为1或2，b为1或2，以及a+b之和为3；m为5至200，优选地为10至70，更优选地为15至40；n为0-10，优选地为0-5，更优选地为0-3，最优选地为0；
R1是脂族不饱和烃基团；
R是不含脂族不饱和度的C1-20烃基团；
R3是R或有机甲硅烷氧基团或含有-OSiR2-甲硅烷氧基团且由R3SiO-基团或由R1aRbSiO-基团封端的聚有机甲硅烷氧基团，其中，a、b以及a+b之和具有前面给出的含义。


5.根据权利要求4所述的可加成固化的有机聚硅氧烷离型涂料，其中，1至5个R3是式III的甲硅烷氧基团或聚甲硅烷氧基团：



其中，o为0至50，优选地为1至30。


6.根据权利要求4所述的可加成固化的有机聚硅氧烷离型涂料，其中，基本上所有的R3都是R。


7.根据权利要求1所述的可加...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·鲁梅尔，C·克林勒，K·斯托厄尔，K·比克尔，
申请(专利权)人：瓦克化学股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE