無溶劑防粘涂料有機(jī)聚硅氧烷組合物及具有固化防粘涂料的片材形式基材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種用于有機(jī)娃防粘涂料應(yīng)用的無溶劑組合物。
[0002] 本發(fā)明設(shè)及可固化有機(jī)娃防粘涂料組合物。有機(jī)娃基防粘涂料可用于需要相對非 粘性表面的應(yīng)用中。將可固化有機(jī)娃防粘涂料組合物施加到基材上，然后進(jìn)行固化，所述基 材也稱為"襯墊"，其可例如為紙或聚合物膜。使用單面襯墊(例如，用于壓敏粘合劑標(biāo)簽的 背襯片材）W暫時保持標(biāo)簽而不會影響標(biāo)簽的粘附性質(zhì)。使用雙面襯墊(例如，用于雙面轉(zhuǎn) 移膠帶的襯紙）W確保雙面自粘膠帶或粘合劑膜具有保護(hù)特性和所需的退繞特性。需要防 粘涂料能充分粘附到襯墊上，同時對粘合劑具有相對較低粘合力，從而可通過預(yù)定剝離力 將標(biāo)簽從襯墊移除。
[0003] 通過如下方式涂布襯墊基材:將有機(jī)娃基防粘涂料組合物施加到基材上，隨后固 化所述組合物。優(yōu)選的固化機(jī)制是熱引發(fā)的娃氨加成，可改進(jìn)該固化機(jī)制W改變防粘涂料 與粘合劑標(biāo)簽之間的粘合力。
[0004] 娃氨加成為加成反應(yīng)，其中包含至少一個不飽和鍵的化合物與包含至少一個Si-H 鍵的化合物反應(yīng)。不飽和鍵是包括兩個原子之間的雙連接或=連接的鍵。所鍵合的原子可 均為碳原子或碳-雜原子。例如，不飽和鍵可為締基。
[0005] 通過娃氨加成而固化的有機(jī)娃基防粘涂料組合物的基本成分是(A)包含締基的聚 有機(jī)硅氧烷，（B)包含有機(jī)氨娃氧烷基團(tuán)的交聯(lián)劑（cross-linking agent)(也稱為交聯(lián)劑 (crosslinker))，W及用于(A)與(B)之間的娃氨加成反應(yīng)的催化劑。
[0006] 襯墊基材可為紙或聚合物基材諸如聚醋，例如聚對苯二甲酸乙二醇醋、膜、聚丙締 或聚乙締，特別是對透明型標(biāo)簽(clear on clear label)而言。
[0007] 聚硅氧烷或有機(jī)娃是基于Si)單元的聚合物。其可包含W下單元中的至少一者:M 單元(單官能）、D單元(雙官能）、T單元(S官能）、Q單元（四官能）dM單元的Si原子鍵合至1個 0原子。D單元的Si原子鍵合至2個0原子。T單元的Si原子鍵合至3個0原子。Q單元的Si原子鍵 合至4個0原子。
[000引 M單元通常具有式Rasi化/2。0單元通常具有式RbRCSi化/2 0T單元具有式RdSi化/2。9單 元通常具有式Si04/2。
[0009 ] Ra、Rb、R。、Rd各自為取代基，優(yōu)選有機(jī)取代基。每個取代基Ra、Rb、R?；騌d可選自例如 烷基、芳基、締基、丙締酸醋、甲基丙締酸醋及其他。例如，其可為具有2至6個碳原子的締基， 例如乙締基(也稱為Vi或Vi基團(tuán)）或己締基。
[0010] 有時稱為樹脂的支鏈聚硅氧烷通常包含至少一個T單元和/或至少一個Q單元。直 鏈聚硅氧烷通常包含D單元和任選的M單元。MQ樹脂為包含至少一個M單元和至少一個Q單元 的有機(jī)聚硅氧烷。Q-支鏈樹脂為包含至少一個Q單元的支鏈有機(jī)娃。
[0011] 施加有機(jī)娃防粘涂料組合物W在膜或紙基材上涂布一層，然后在熱力加成下固化 而形成涂布的基材。本發(fā)明旨在為涂布的防粘襯墊提供滑動表面和低剝離力W用于膠帶剝 離或標(biāo)簽剝離應(yīng)用。具體地講，本發(fā)明設(shè)及無溶劑防粘涂料有機(jī)聚硅氧烷組合物，通過使上 述無溶劑防粘涂料有機(jī)聚硅氧烷組合物W薄膜形式固化于片材形式基材上而得到的承載 固化防粘涂料的片材形式基材，W及利用多漉涂布機(jī)將上述無溶劑防粘涂料有機(jī)聚硅氧烷 組合物施加到片材形式基材的至少一個側(cè)面上來制備承載固化防粘涂料的片材形式基材 的方法。
【背景技術(shù)】
[0012] 用于防粘涂料應(yīng)用的組合物可為乳液的形式(基于水）、基于溶劑的形式或無溶劑 (不含溶劑）的形式。與基于溶劑的涂料組合物和乳液涂料組合物相比，無溶劑有機(jī)娃防粘 涂料組合物具有如下一些重要優(yōu)點(diǎn)： ?環(huán)境、健康、安全和法規(guī)方面的問題更少 ?不需要溶劑回收設(shè)備 ?不含必須驅(qū)除的載體，因此線速度可更快 ?不太可能損壞膜。
[0013] 傳統(tǒng)上，無溶劑(SL)型有機(jī)娃防粘涂料能夠快速固化，但涂料浴液中的基礎(chǔ)聚合 物必須為低粘度W滿足多漉涂布方法要求。低粘度限制了用于基礎(chǔ)聚合物的聚有機(jī)硅氧烷 的聚合度?？赡茈yW給固化涂料提供滑動表面并提供對于粘合劑的低剝離力，主要是由于 緊密的交聯(lián)密度。為了克服運(yùn)種技術(shù)問題，現(xiàn)有技術(shù)已提出了若干解決方案。
[0014] 例如，WO 2008084747 A2(專利參考文獻(xiàn)1，W引用方式并入本文中）公開了一種無 溶劑的、形成固化防粘涂料的有機(jī)聚硅氧烷組合物，所述組合物包含： (A) 100份的有機(jī)聚硅氧烷流體，所述有機(jī)聚硅氧烷流體具有支鏈結(jié)構(gòu)并且包含： (i)由式Si〇4/2表示的硅氧烷單元， (i i)由通式化Si〇2/2表示的硅氧烷單元，W及 (i i i)由通式R3R2Si0i/2表示的硅氧烷單元； (B) 0.5至15份具有如下平均結(jié)構(gòu)式的二有機(jī)聚硅氧烷： RaRC2SiO(RbRCSi〇2/2)nl(r2Si〇2/2)n2SiRC2Ra; (C) 規(guī)定量的有機(jī)氨聚硅氧烷;W及 (D) 娃氨加成反應(yīng)催化劑。
[0015] 另外，提供了片材形式基材，所述片材形式基材具有由該無溶劑的、形成固化防粘 涂料的有機(jī)聚硅氧烷組合物得到的固化涂料。
[0016] 二有機(jī)聚硅氧烷(B)包含締基。據(jù)[0029]認(rèn)為必須使締基含量保持非常低，尤其是 最多0.1摩爾％的有機(jī)娃鍵合的有機(jī)基團(tuán)為締基(完全可W的是，詞語"摩爾"實(shí)際上意指 "重量"）。根據(jù)所述實(shí)例，專利參考文獻(xiàn)1的組分(B)中的乙締基含量為0.02重量％。
[0017] 專利參考文獻(xiàn)1的組分(B)在25°C下的粘度必須為至少100,OOOmPa S，并且優(yōu)選地 至少l，000,000mPa S(參見[0030])。
[0018] WO 2008084747 A2的比較例3公開了 W下組合物:將100份由W下平均結(jié)構(gòu)式表示 的二甲基乙締基甲娃烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷(粘度= 400m化.S，所計算的Vi% (乙 締基％ ) =0.62重量％ )，
[0019] 1.0份(B<1>)分子鏈末端被二甲基乙締基甲娃烷氧基和=甲基甲娃烷氧基封端的 二甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷共聚物(二苯基硅氧烷單元含量=5摩爾％，粘度=50，OOOmPa S) ,2.0份(C)兩個分子鏈末端均被S甲基甲娃烷氧基封端的甲基氨聚硅氧烷(粘度= 20mPa S，娃鍵合的氨含量=1.6重量％ )，W及0.30份化）1-乙烘基-1-環(huán)己醇混合均勻；向該混合 物中滲入一定量的(D)氯銷酸-1,3-二乙締基-1,1，3,3-四甲基二硅氧烷絡(luò)合物(銷金屬含 量= 0.60重量％ )，該量足W得到IOOppm銷(platinum)(也稱為銷(platinium))金屬，從而 獲得無溶劑的、形成固化防粘涂料的有機(jī)聚硅氧烷組合物(粘度= 400mPa S);在所獲得的 組合物上測量動摩擦系數(shù)和剝離阻力值;運(yùn)些結(jié)果在表4中示出。WO 2008084747 A2指出， 其技術(shù)性發(fā)明是具有高粘度的滑動添加劑在固化層表面上的"滲出"效應(yīng)。該添加劑可通過 在交聯(lián)劑作用下末端與硫化網(wǎng)絡(luò)輕微相連或發(fā)生長聚合物鏈的纏結(jié)而形成松散結(jié)構(gòu)。
[0020] 例如，JP 61159480 A(專利參考文獻(xiàn)2，W引用方式并入本文中）公開了一種用于 防粘紙的有機(jī)娃組合物，其特征在于包含： 1) 100重量份的有機(jī)聚硅氧烷，其在一分子中具有至少兩個或更多個乙締基，至少一個 或多個乙締基鍵合于側(cè)鏈位置上，乙締基的含量在0.5至10.0摩爾％內(nèi)，并且25°C下的粘度 為50至10,OOOmPa S; 2 )0.5至30.0重量份的有機(jī)聚硅氧烷，其乙締基含量少于前述有機(jī)聚硅氧烷，并且25 °C 下的粘度為至少100 ,OOOmPa S; 3) 0.5至60.0重量份的有機(jī)氨聚硅氧烷，其在一個分子中具有至少兩個娃鍵合的氨；W 及 4) 催化量的銷或銷化合物。
[0021] JP 61159480 A提供了一種防粘涂料，其特征在于固化涂料層表面上的低反應(yīng)性 或非反應(yīng)性樹膠遷移(滲出）（外滲），從而提供良好滑動性。JP 61159480 A指出其目標(biāo)是， 通過共混兩種有機(jī)聚硅氧烷、有機(jī)氨聚硅氧烷和銷催化劑，而獲得將優(yōu)異滑動性引入待處 理材料中的有機(jī)娃組合物。
[0022] 例如，WO 2005059039 A2(專利參考文獻(xiàn)3，W引用方式并入本文中）公開了一種熱 力加成可固化的無溶劑有機(jī)娃防粘組合物，其具有減小的摩擦系數(shù)和改善的滑動特性。該 發(fā)明還設(shè)及一種聯(lián)合使用Q-締控和反應(yīng)性聚有機(jī)硅氧烷來在基材上制備熱力加成可固化 的無溶劑有機(jī)娃防粘組合物的方法，具體步驟是將該發(fā)明的熱力加成可固化的無溶劑防粘 組合物施加到基材上，并且使用熱量使所述涂料在基材上固化。該發(fā)明還設(shè)及一種熱力加 成可固化的無溶劑有機(jī)娃防粘涂布制品，其具有減小的摩擦系數(shù)和改善的滑動特性。
[0023] 例如，US 20110287267 AU專利參考文獻(xiàn)4，W引用方式并入本文中）公開了一種 無溶劑的、形成固化防粘涂料的有機(jī)聚硅氧烷組合物，其在25°C下的粘度為50至2,000mPa S，包含(A)IOO重量份的、粘度為25至1,000m化S的締基官能化二有機(jī)聚硅氧烷；（B)0.5至 15重量份的二有機(jī)聚硅氧烷，其具有至少10,OOOmPa S的粘度并且具有不大于0.1摩爾％的 脂族不飽和基團(tuán)含量；（C)0.5至5重量份的支鏈有機(jī)聚硅氧烷，其具有不止一個Si〇4/2單元， 并且是由平均硅氧烷單元式（l)(Si〇4/2)(RaRb2Si01/2)x(l)表示的支鏈有機(jī)硅氧烷低聚物與 二有機(jī)硅氧烷低聚物之間平衡聚合所提供的聚合物產(chǎn)物；（D)特定量的、粘度為1至1， OOOmPa S的有機(jī)氨聚硅氧烷;W及化)催化量的娃氨加成反應(yīng)催化劑。
[0024] 例如，US 6569914 B2(專利參考文獻(xiàn)5，W引用方式并入本文中）公開了低溶劑和 無溶劑有機(jī)娃防粘涂料，可通過將極高分子量的基本上非反應(yīng)性的有機(jī)聚硅氧烷滲入到常 規(guī)的可固化防粘涂料中，而制備具有不同COF(摩擦系數(shù))水平的低溶劑和無溶劑有機(jī)娃防 粘涂料?？赏ㄟ^W相對低粘度的母料形式供應(yīng)COF添加劑，利用涂料涂敷器來進(jìn)行COF的調(diào) 整?？捎蔁o錫、無溶劑涂料體系獲得極低COF值，與此同時，運(yùn)些涂料具有極低可提取物。
[0025] 例如，US 4123604 A(專利參考文獻(xiàn)6，W引用方式并入本文中）公開了一種新型且 改進(jìn)的涂料組合物W及用于涂布基材的改進(jìn)方法。運(yùn)些組合物基本上無溶劑，并且在固化 時得到高度耐磨的涂料、不粘連特性、快速固化W及大致總體美學(xué)外觀。涂布基材的一個例 子是涂布紙制品W便賦予對粘合劑的防粘性。
[00%]例如，US 4870149 A(專利參考文獻(xiàn)7，W引用方式并入本文中）公開了一種無溶劑 防粘有機(jī)娃組合物，所述無溶劑防粘有機(jī)娃組合物用于為表面賦予非粘附性，從而所得的 固化膜具有所需的滑動系數(shù)、初性和高速剝離特性，而不會犧牲其固有優(yōu)點(diǎn)諸如固化性、剝 離阻力的均一性W及殘余粘合劑強(qiáng)度，所述無溶劑防粘有機(jī)娃組合物采用二有機(jī)乙締基聚 硅氧烷，所述二有機(jī)乙締基聚硅氧烷具有作為一個端基的=乙締基甲娃烷基氧基，W及作 為另一個端基的乙締基二甲基甲娃烷基或=甲基甲娃烷基。
[0027] 例如，US 5432006 A(專利參考文獻(xiàn)8，W引用方式并入本文中）公開了可固化、無 溶劑的液體聚有機(jī)硅氧烷組合物，其提供表現(xiàn)出滑動感的防粘涂料。所述組合物包含(a)第 一聚二有機(jī)硅氧烷，所述第一聚二有機(jī)硅氧烷由甲娃烷基封端并且具有一個反應(yīng)性基團(tuán)； (b)第二聚二有機(jī)硅氧烷，所述第二聚二有機(jī)硅氧烷由甲娃烷基封端并且具有一個反應(yīng)性 基團(tuán)，（a)的反應(yīng)性基團(tuán)與（b)的反應(yīng)性基團(tuán)相同或不同，（a)和(b)的所述反應(yīng)性基團(tuán)能彼 此反應(yīng)而形成共價鍵；（C)聚二有機(jī)硅氧烷，所述聚二有機(jī)硅氧烷具有能與(a)的反應(yīng)性基 團(tuán)和/或(b)的反應(yīng)性基團(tuán)反應(yīng)形成共價鍵的=個或更多個反應(yīng)性基團(tuán)；W及(d)催化劑，所 述催化劑用于實(shí)現(xiàn)(a)、（b)和(C)的反應(yīng)性基團(tuán)的反應(yīng)W形成共價鍵。當(dāng)涂布在基材上并固 化時，所述組合物為壓敏粘合劑膠帶和壓敏粘合劑轉(zhuǎn)移膠帶提供防粘襯墊。
[0028] 然而，上述專利參考文獻(xiàn)1-8未能充分解決上述技術(shù)問題。具體而言，專利參考文 獻(xiàn)1和專利參考文獻(xiàn)2公開了使用粘度高于100,OOOmPa S的有機(jī)聚硅氧烷。此外，在運(yùn)些專 利參考文獻(xiàn)中，低于l〇〇,〇〇〇mPa S的粘度會因其滲出效應(yīng)不足和大量粘合劑殘余而使所得 固化涂料層滑動性不良。從運(yùn)些發(fā)明的實(shí)施角度看，l〇〇,〇〇〇mPa S的粘度似乎不足。優(yōu)選的 聚硅氧烷應(yīng)為粘度為1，〇〇〇,000m化S或更大的聚硅氧烷。例如，運(yùn)兩份專利參考文獻(xiàn)均公 開