无溶剂防粘涂料有机聚硅氧烷组合物及具有固化防粘涂料的片材形式基材的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明设及一种用于有机娃防粘涂料应用的无溶剂组合物。
[0002] 本发明设及可固化有机娃防粘涂料组合物。有机娃基防粘涂料可用于需要相对非 粘性表面的应用中。将可固化有机娃防粘涂料组合物施加到基材上，然后进行固化，所述基 材也称为"衬垫"，其可例如为纸或聚合物膜。使用单面衬垫(例如，用于压敏粘合剂标签的 背衬片材）W暂时保持标签而不会影响标签的粘附性质。使用双面衬垫(例如，用于双面转 移胶带的衬纸）W确保双面自粘胶带或粘合剂膜具有保护特性和所需的退绕特性。需要防 粘涂料能充分粘附到衬垫上，同时对粘合剂具有相对较低粘合力，从而可通过预定剥离力 将标签从衬垫移除。
[0003] 通过如下方式涂布衬垫基材:将有机娃基防粘涂料组合物施加到基材上，随后固 化所述组合物。优选的固化机制是热引发的娃氨加成，可改进该固化机制W改变防粘涂料 与粘合剂标签之间的粘合力。
[0004] 娃氨加成为加成反应，其中包含至少一个不饱和键的化合物与包含至少一个Si-H 键的化合物反应。不饱和键是包括两个原子之间的双连接或=连接的键。所键合的原子可 均为碳原子或碳-杂原子。例如，不饱和键可为締基。
[0005] 通过娃氨加成而固化的有机娃基防粘涂料组合物的基本成分是(A)包含締基的聚 有机硅氧烷，（B)包含有机氨娃氧烷基团的交联剂（cross-linking agent)(也称为交联剂 (crosslinker))，W及用于(A)与(B)之间的娃氨加成反应的催化剂。
[0006] 衬垫基材可为纸或聚合物基材诸如聚醋，例如聚对苯二甲酸乙二醇醋、膜、聚丙締 或聚乙締，特别是对透明型标签(clear on clear label)而言。
[0007] 聚硅氧烷或有机娃是基于Si)单元的聚合物。其可包含W下单元中的至少一者:M 单元(单官能）、D单元(双官能）、T单元(S官能）、Q单元（四官能）dM单元的Si原子键合至1个 0原子。D单元的Si原子键合至2个0原子。T单元的Si原子键合至3个0原子。Q单元的Si原子键 合至4个0原子。
[000引 M单元通常具有式Rasi化/2。0单元通常具有式RbRCSi化/2 0T单元具有式RdSi化/2。9单 元通常具有式Si04/2。
[0009 ] Ra、Rb、R。、Rd各自为取代基，优选有机取代基。每个取代基Ra、Rb、R。或Rd可选自例如 烷基、芳基、締基、丙締酸醋、甲基丙締酸醋及其他。例如，其可为具有2至6个碳原子的締基， 例如乙締基(也称为Vi或Vi基团）或己締基。
[0010] 有时称为树脂的支链聚硅氧烷通常包含至少一个T单元和/或至少一个Q单元。直 链聚硅氧烷通常包含D单元和任选的M单元。MQ树脂为包含至少一个M单元和至少一个Q单元 的有机聚硅氧烷。Q-支链树脂为包含至少一个Q单元的支链有机娃。
[0011] 施加有机娃防粘涂料组合物W在膜或纸基材上涂布一层，然后在热力加成下固化 而形成涂布的基材。本发明旨在为涂布的防粘衬垫提供滑动表面和低剥离力W用于胶带剥 离或标签剥离应用。具体地讲，本发明设及无溶剂防粘涂料有机聚硅氧烷组合物，通过使上 述无溶剂防粘涂料有机聚硅氧烷组合物W薄膜形式固化于片材形式基材上而得到的承载 固化防粘涂料的片材形式基材，W及利用多漉涂布机将上述无溶剂防粘涂料有机聚硅氧烷 组合物施加到片材形式基材的至少一个侧面上来制备承载固化防粘涂料的片材形式基材 的方法。
【背景技术】
[0012] 用于防粘涂料应用的组合物可为乳液的形式(基于水）、基于溶剂的形式或无溶剂 (不含溶剂）的形式。与基于溶剂的涂料组合物和乳液涂料组合物相比，无溶剂有机娃防粘 涂料组合物具有如下一些重要优点： ?环境、健康、安全和法规方面的问题更少 ?不需要溶剂回收设备 ?不含必须驱除的载体，因此线速度可更快 ?不太可能损坏膜。
[0013] 传统上，无溶剂(SL)型有机娃防粘涂料能够快速固化，但涂料浴液中的基础聚合 物必须为低粘度W满足多漉涂布方法要求。低粘度限制了用于基础聚合物的聚有机硅氧烷 的聚合度。可能难W给固化涂料提供滑动表面并提供对于粘合剂的低剥离力，主要是由于 紧密的交联密度。为了克服运种技术问题，现有技术已提出了若干解决方案。
[0014] 例如，WO 2008084747 A2(专利参考文献1，W引用方式并入本文中）公开了一种无 溶剂的、形成固化防粘涂料的有机聚硅氧烷组合物，所述组合物包含： (A) 100份的有机聚硅氧烷流体，所述有机聚硅氧烷流体具有支链结构并且包含： (i)由式Si〇4/2表示的硅氧烷单元， (i i)由通式化Si〇2/2表示的硅氧烷单元，W及 (i i i)由通式R3R2Si0i/2表示的硅氧烷单元； (B) 0.5至15份具有如下平均结构式的二有机聚硅氧烷： RaRC2SiO(RbRCSi〇2/2)nl(r2Si〇2/2)n2SiRC2Ra; (C) 规定量的有机氨聚硅氧烷;W及 (D) 娃氨加成反应催化剂。
[0015] 另外，提供了片材形式基材，所述片材形式基材具有由该无溶剂的、形成固化防粘 涂料的有机聚硅氧烷组合物得到的固化涂料。
[0016] 二有机聚硅氧烷(B)包含締基。据[0029]认为必须使締基含量保持非常低，尤其是 最多0.1摩尔％的有机娃键合的有机基团为締基(完全可W的是，词语"摩尔"实际上意指 "重量"）。根据所述实例，专利参考文献1的组分(B)中的乙締基含量为0.02重量％。
[0017] 专利参考文献1的组分(B)在25°C下的粘度必须为至少100,OOOmPa S，并且优选地 至少l，000,000mPa S(参见[0030])。
[0018] WO 2008084747 A2的比较例3公开了 W下组合物:将100份由W下平均结构式表示 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，所计算的Vi% (乙 締基％ ) =0.62重量％ )，
[0019] 1.0份(B<1>)分子链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(二苯基硅氧烷单元含量=5摩尔％，粘度=50，OOOmPa S) ,2.0份(C)两个分子链末端均被S甲基甲娃烷氧基封端的甲基氨聚硅氧烷(粘度= 20mPa S，娃键合的氨含量=1.6重量％ )，W及0.30份化）1-乙烘基-1-环己醇混合均匀；向该混合 物中渗入一定量的(D)氯销酸-1,3-二乙締基-1,1，3,3-四甲基二硅氧烷络合物(销金属含 量= 0.60重量％ )，该量足W得到IOOppm销(platinum)(也称为销(platinium))金属，从而 获得无溶剂的、形成固化防粘涂料的有机聚硅氧烷组合物(粘度= 400mPa S);在所获得的 组合物上测量动摩擦系数和剥离阻力值;运些结果在表4中示出。WO 2008084747 A2指出， 其技术性发明是具有高粘度的滑动添加剂在固化层表面上的"渗出"效应。该添加剂可通过 在交联剂作用下末端与硫化网络轻微相连或发生长聚合物链的缠结而形成松散结构。
[0020] 例如，JP 61159480 A(专利参考文献2，W引用方式并入本文中）公开了一种用于 防粘纸的有机娃组合物，其特征在于包含： 1) 100重量份的有机聚硅氧烷，其在一分子中具有至少两个或更多个乙締基，至少一个 或多个乙締基键合于侧链位置上，乙締基的含量在0.5至10.0摩尔％内，并且25°C下的粘度 为50至10,OOOmPa S; 2 )0.5至30.0重量份的有机聚硅氧烷，其乙締基含量少于前述有机聚硅氧烷，并且25 °C 下的粘度为至少100 ,OOOmPa S; 3) 0.5至60.0重量份的有机氨聚硅氧烷，其在一个分子中具有至少两个娃键合的氨；W 及 4) 催化量的销或销化合物。
[0021] JP 61159480 A提供了一种防粘涂料，其特征在于固化涂料层表面上的低反应性 或非反应性树胶迁移(渗出）（外渗），从而提供良好滑动性。JP 61159480 A指出其目标是， 通过共混两种有机聚硅氧烷、有机氨聚硅氧烷和销催化剂，而获得将优异滑动性引入待处 理材料中的有机娃组合物。
[0022] 例如，WO 2005059039 A2(专利参考文献3，W引用方式并入本文中）公开了一种热 力加成可固化的无溶剂有机娃防粘组合物，其具有减小的摩擦系数和改善的滑动特性。该 发明还设及一种联合使用Q-締控和反应性聚有机硅氧烷来在基材上制备热力加成可固化 的无溶剂有机娃防粘组合物的方法，具体步骤是将该发明的热力加成可固化的无溶剂防粘 组合物施加到基材上，并且使用热量使所述涂料在基材上固化。该发明还设及一种热力加 成可固化的无溶剂有机娃防粘涂布制品，其具有减小的摩擦系数和改善的滑动特性。
[0023] 例如，US 20110287267 AU专利参考文献4，W引用方式并入本文中）公开了一种 无溶剂的、形成固化防粘涂料的有机聚硅氧烷组合物，其在25°C下的粘度为50至2,000mPa S，包含(A)IOO重量份的、粘度为25至1,000m化S的締基官能化二有机聚硅氧烷；（B)0.5至 15重量份的二有机聚硅氧烷，其具有至少10,OOOmPa S的粘度并且具有不大于0.1摩尔％的 脂族不饱和基团含量；（C)0.5至5重量份的支链有机聚硅氧烷，其具有不止一个Si〇4/2单元， 并且是由平均硅氧烷单元式（l)(Si〇4/2)(RaRb2Si01/2)x(l)表示的支链有机硅氧烷低聚物与 二有机硅氧烷低聚物之间平衡聚合所提供的聚合物产物；（D)特定量的、粘度为1至1， OOOmPa S的有机氨聚硅氧烷;W及化)催化量的娃氨加成反应催化剂。
[0024] 例如，US 6569914 B2(专利参考文献5，W引用方式并入本文中）公开了低溶剂和 无溶剂有机娃防粘涂料，可通过将极高分子量的基本上非反应性的有机聚硅氧烷渗入到常 规的可固化防粘涂料中，而制备具有不同COF(摩擦系数)水平的低溶剂和无溶剂有机娃防 粘涂料。可通过W相对低粘度的母料形式供应COF添加剂，利用涂料涂敷器来进行COF的调 整。可由无锡、无溶剂涂料体系获得极低COF值，与此同时，运些涂料具有极低可提取物。
[0025] 例如，US 4123604 A(专利参考文献6，W引用方式并入本文中）公开了一种新型且 改进的涂料组合物W及用于涂布基材的改进方法。运些组合物基本上无溶剂，并且在固化 时得到高度耐磨的涂料、不粘连特性、快速固化W及大致总体美学外观。涂布基材的一个例 子是涂布纸制品W便赋予对粘合剂的防粘性。
[00%]例如，US 4870149 A(专利参考文献7，W引用方式并入本文中）公开了一种无溶剂 防粘有机娃组合物，所述无溶剂防粘有机娃组合物用于为表面赋予非粘附性，从而所得的 固化膜具有所需的滑动系数、初性和高速剥离特性，而不会牺牲其固有优点诸如固化性、剥 离阻力的均一性W及残余粘合剂强度，所述无溶剂防粘有机娃组合物采用二有机乙締基聚 硅氧烷，所述二有机乙締基聚硅氧烷具有作为一个端基的=乙締基甲娃烷基氧基，W及作 为另一个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(专利参考文献8，W引用方式并入本文中）公开了可固化、无 溶剂的液体聚有机硅氧烷组合物，其提供表现出滑动感的防粘涂料。所述组合物包含(a)第 一聚二有机硅氧烷，所述第一聚二有机硅氧烷由甲娃烷基封端并且具有一个反应性基团； (b)第二聚二有机硅氧烷，所述第二聚二有机硅氧烷由甲娃烷基封端并且具有一个反应性 基团，（a)的反应性基团与（b)的反应性基团相同或不同，（a)和(b)的所述反应性基团能彼 此反应而形成共价键；（C)聚二有机硅氧烷，所述聚二有机硅氧烷具有能与(a)的反应性基 团和/或(b)的反应性基团反应形成共价键的=个或更多个反应性基团；W及(d)催化剂，所 述催化剂用于实现(a)、（b)和(C)的反应性基团的反应W形成共价键。当涂布在基材上并固 化时，所述组合物为压敏粘合剂胶带和压敏粘合剂转移胶带提供防粘衬垫。
[0028] 然而，上述专利参考文献1-8未能充分解决上述技术问题。具体而言，专利参考文 献1和专利参考文献2公开了使用粘度高于100,OOOmPa S的有机聚硅氧烷。此外，在运些专 利参考文献中，低于l〇〇,〇〇〇mPa S的粘度会因其渗出效应不足和大量粘合剂残余而使所得 固化涂料层滑动性不良。从运些发明的实施角度看，l〇〇,〇〇〇mPa S的粘度似乎不足。优选的 聚硅氧烷应为粘度为1，〇〇〇,000m化S或更大的聚硅氧烷。例如，运两份专利参考文献均公 开