低TVOC释放的有机硅复合片材制造技术

本公开内容涉及一种低TVOC释放的有机硅复合片材，其包含：1)基材层，其选自织物或聚合物膜，2)有机硅粘合剂层，其涂覆在基材层上并且含有释放挥发性有机化合物(VOC)的添加剂，和3)增强层，其与有机硅粘合剂层相邻；其中有机硅粘合剂层的涂覆量小于45wt％，优选小于35wt％，更优选小于20wt％，基于有机硅粘合剂层和增强层的总涂覆量计；和其中有机硅粘合剂层和增强层均含有或基本上由液体有机硅橡胶(LSR)或室温硫化的有机硅橡胶(RTV)组成，和所述增强层含有一个或多个涂层，其包含：A).有机聚硅氧烷，其在一个分子中平均具有一个或多个硅原子键接的烯基基团；B).有机含氢聚硅氧烷；和C).以有效固化组合物的任何量存在的氢化硅烷化反应催化剂。此外，其还涉及用于涂覆和用于降低TVOC释放的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低TVOC释放的有机硅复合片材
本公开内容涉及一种低TVOC释放有机硅复合片材，用于涂覆的方法和用于降低TVOC释放的方法的用途。现有技术由于可能由VOC(挥发性有机化合物)引起的环境损害，因此有各种法规限制使用高VOC释放量的涂料。对于汽车模块需要更高的TVOC(总挥发性有机化合物)释放标准。尤其地，特别关注具有高涂布重量如100gsm至200gsm的用于气囊的涂覆织物，其要通过小于50μgC/g的水平。高涂布重量的涂覆织物主要用于耐热片材。现有的大多数涂料产品都不能达到该行业标准。CN104768743A公开了一种可充气的车辆安全装置，包括例如气囊，其中阻隔层可以与织物层相邻，并且包括至少一层有机硅弹性体和一个或多个顶涂层。该文献关注于耐热性，但没有注意减少VOC的释放。此外，对于涂覆有有机硅组合物的耐磨人造革，TVOC也变得是一个难题。当前，技术人员尚未发现将TVOC水平降低至约100μgC/g或更低的有效方法。现有技术中减少VOC释放量的一种可行方法可能是烘烤，然而其需要更长的固化时间和/或更高的固化温度。即使经过这样的烘烤或固化处理，复合片材也可能仍不符合有关VOC释放的严格规定。在高涂布重量涂料的情况下，情况会更糟，因为粘合剂层中含有更多的释放VOC添加剂。迫切需要一种有效的减少TVOC释放的方法，以满足新的标准和严格的规定，尤其是在高涂布重量涂料的情况下。专利技术描述因此，本公开内容的目的是提供一种复合片材，其释放较低的TVOC，但仍然保持对基材良好的粘附性并且由此良好的机械性能。该目的令人惊讶地通过权利要求1所描述的复合片材实现。另一个目的是提供一种涂覆方法，在该涂覆方法中释放出较低的TVOC并且不损害粘附性。使用这种方法，不再需要更苛刻的固化或烘烤条件以减少TVOC释放。该目的也可以通过根据权利要求15所述的方法来实现。定义如本文所使用的，术语“低TVOC组合物”是指该组合物每克固化的涂料组合物包含不超过100μgC/g的总挥发性有机化合物。如本文所使用的，术语“挥发性有机化合物”是指具有至少一个碳原子并且从固化的组合物中释放的化合物。“挥发性有机化合物”的实例包括但不限于醇、苯、甲苯、氯仿和环己烷。特别是在用于制备要用有机硅组合物涂覆的气囊或人造革产品的织物中，VOC主要来自于来自硅烷的醇，有机硅油中的挥发物，有机硅树脂等。如本文所使用的，术语“高涂布重量涂料”是指固化后或干燥后相对于每单位面积，在单位面积上的涂料组合物的重量不少于90克平方米，优选为100gsm-400gsm。如本文所使用的，当涉及诸如有机聚硅氧烷或聚硅氧烷树脂之类的组合物或组分时，术语“基本上由……组成”是指所关注的组分或组合物分别包含超过50wt％，例如至少60wt％，至少70wt％，或至少80wt％，90wt％或95wt％，或甚至100wt％的所指明的成分或组分，基于所关注的组分或组合物的总重量计。本公开内容的第一个方面提供了复合片材，其包含：1)基材层，其选自织物或聚合物膜，2)有机硅粘合剂层，其涂覆在基材层上并且含有释放挥发性有机化合物(VOC)的添加剂，和3)增强层，其与有机硅粘合剂层相邻；其中有机硅粘合剂层的涂覆量小于45wt％，优选小于35wt％，更优选小于20wt％，基于有机硅粘合剂层和增强层的总涂覆量计。和其中有机硅粘合剂层和增强层均含有或基本上由液体有机硅橡胶(LSR)或室温硫化的有机硅橡胶(RTV)组成，和所述增强层含有一个或多个涂层，其包含：A).有机聚硅氧烷，其在一个分子中平均具有一个或多个硅原子键接的烯基基团；B).有机含氢聚硅氧烷；和C).以有效固化组合物的任何量存在的氢化硅烷化反应催化剂。在现有技术中，在本公开内容的上下文中所定义的有机硅粘合剂层和增强层的材料组合物通常由技术人员简单且均匀地混合以形成涂覆在基材(例如气囊或人造革)上的粘合剂层。然后将它们长时间在相对高的温度下烘烤或固化，以释放出尽可能多的VOC。然而，专利技术人出乎意料地发现，只要将常规的粘合剂涂层设计为如上所定义的两层结构，并且使得有机硅粘合剂层中含有释放VOC的添加剂，且其涂覆量小于上述要求的45wt％，就可以在没有苛刻的固化和烘烤条件的情况下显著减少TVOC的释放量，同时仍保持良好的机械性能如内聚强度。TVOC释放将降低至小于100μgC/g，优选小于70μgC/g，更优选小于50μgC/g。在本公开中，该基材层可以是包括经织的织物或非织造织物的织物，或者是选自聚丙烯、聚乙烯、玻璃纤维、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯和其组合物或混合物的聚合物膜。经织的织物可具有厚度有利地等于或大于20dtex的线。当织物是非织造织物时，其基重可以在约40g/m2至约400g/m2之间。当非织造织物用作基材层时，其优选是人造革。在本公开的一个实施方案中已经发现，本专利技术的方法和复合片材最适合于为气囊或人造革或其至少一部分的基材。与现有技术相比，在根据本专利技术的气囊或人造革的制备过程中，在相同的处理条件下，例如烘烤温度和固化持续时间，将释放出更少得多的TVOC。该有机硅粘合剂层为直接施加到基材上的第一层。在一个有益的实施方案中，其含有或基本上由液体有机硅橡胶(LSR)或室温硫化的有机硅橡胶(RTV)组成，包括但不限于任何基础材料。在一个实施方案中，有机硅粘合剂层为一种组合物，包括：A).有机聚硅氧烷，其在一个分子中平均具有一个或多个硅原子键接的烯基基团；B).有机含氢聚硅氧烷；C).以有效固化组合物的任何量存在的氢化硅烷化反应催化剂；D).释放VOC的添加剂。组分A)有机聚硅氧烷在本公开内容中，有机聚硅氧烷中的烯基可以在聚硅氧烷的主链上的任何位置上，例如在分子链的末端或在中间或在两端和在中间。在公开内容的一个有益的实施方案中，有机聚硅氧烷包含：(i)式(I-1)的硅氧烷单元R1aZbSiO[4-(a+b)]/2(I-1)其中R1表示C2-C12，优选C2-C6烯基，最优选乙烯基或烯丙基，Z可以是相同或不同的并且表示具有1-30个、优选1-12个碳原子的单价烃基，包括烷基基团，其任选被至少一个卤原子取代，优选选自C1至C8的烷基基团，和还包括芳基基团，尤其是C6至C20的芳基基团，a为1或2，b为0,1或2和a+b的总和为1,2或3，和(ii)任选地式(I-2)的其它硅氧烷单元其中Z具有如上所述的含义和c为0,1,2或3。在一个优选的实施方案中，Z可以选自甲基、乙基、丙基、3,3,3-三氟丙基、苯基、二甲苯基和甲苯基等。优选地，基团Z的至少60mol％为甲基。有机聚硅氧烷可以具有至少等于50mPa.s和优选小于200,000mPa.s的粘度。在本公开中，除非另有说明，否则所有粘度数据都涉及动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.复合片材，其包含：/n1)基材层，其选自织物或聚合物膜，/n2)有机硅粘合剂层，其涂覆在基材层上并且含有释放挥发性有机化合物(VOC)的添加剂，和/n3)增强层，其与有机硅粘合剂层相邻；/n其中有机硅粘合剂层的涂覆量小于45wt％，优选小于35wt％，更优选小于20wt％，基于有机硅粘合剂层和增强层的总涂覆量,/n和其中有机硅粘合剂层和增强层均含有或基本上由液体有机硅橡胶(LSR)或室温硫化的有机硅橡胶(RTV)组成，和/n所述增强层含有一个或多个涂层，其包含：/nA).有机聚硅氧烷，其在一个分子中平均具有一个或多个硅原子键接的烯基基团；/nB).有机含氢聚硅氧烷；和/nC).以有效固化组合物的任何量存在的氢化硅烷化反应催化剂。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171228 CN PCT/CN2017/1194941.复合片材，其包含：
1)基材层，其选自织物或聚合物膜，
2)有机硅粘合剂层，其涂覆在基材层上并且含有释放挥发性有机化合物(VOC)的添加剂，和
3)增强层，其与有机硅粘合剂层相邻；
其中有机硅粘合剂层的涂覆量小于45wt％，优选小于35wt％，更优选小于20wt％，基于有机硅粘合剂层和增强层的总涂覆量,
和其中有机硅粘合剂层和增强层均含有或基本上由液体有机硅橡胶(LSR)或室温硫化的有机硅橡胶(RTV)组成，和
所述增强层含有一个或多个涂层，其包含：
A).有机聚硅氧烷，其在一个分子中平均具有一个或多个硅原子键接的烯基基团；
B).有机含氢聚硅氧烷；和
C).以有效固化组合物的任何量存在的氢化硅烷化反应催化剂。


2.如权利要求1所述的复合片材，其特征在于该基材为选自经织的织物、非织造的织物，或选自聚丙烯、聚乙烯、玻璃纤维、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯及其组合物或混合物的聚合物膜；优选选自气囊或人造革或它们的至少一部分。


3.如前述权利要求任一项所述的复合片材，其特征在于它的总挥发性有机物含量(TVOC)释放小于100μgC/g，优选小于70μgC/g，更优选小于50μgC/g。


4.如前述权利要求任一项所述的复合片材，其特征在于至少60％，或优选至少70％或80％或95％或更优选100％的总量的释放VOC的添加剂包含在有机硅粘合剂层中。


5.如前述权利要求任一项所述的复合片材，其特征在于释放VOC的添加剂为粘附促进剂，其选自基于乙烯基的硅烷或有机硅氧烷，单独或部分水解的以及还有其反应产物之一，和通过环氧官能团官能化的硅烷或有机硅氧烷，单独或部分水解的以及还有其反应产物之一；优选选自环氧基硅烷、烷氧基硅烷、芳氧基硅烷或其低聚物；和更优选选自3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷，辛基三乙氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基-丙基三甲氧基硅烷，β-(3,4-环氧基环己基)-乙基三甲氧基硅烷和β-(3,4-环氧基环己基)-乙基三乙氧基硅烷。


6.如前述权利要求任一项所述的复合片材，其特征在于有机硅粘合剂层含有或基本上由液体有机硅橡胶(LSR)或室温硫化的有机硅橡胶(RTV)组成，优选为包括如下的组合物：
A).有机聚硅氧烷，其在一个分子中平均具有一个或多个硅原子键接的烯基基团；
B).有机含氢聚硅氧烷；
C).以有效固化组合物的任何量存在的氢化硅烷化反应催化剂；和
D).释放VOC的添加剂，优选粘附促进剂。


7.如权利要求6所述的复合片材，其特征在于释放VOC的添加剂，优选粘附促进剂的量为0.01-5重量份，优选1-3重量份，基于100重量份的组分A...

【专利技术属性】
技术研发人员：周文娟，张寅，
申请(专利权)人：埃肯有机硅上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31