用于有機硅防粘涂料組合物的錨固劑乳液制造技術

本發明專利技術涉及一種新型有機硅乳液及其水基錨固劑以及一種有機硅防粘涂料組合物。本發明專利技術提供了新型有機硅乳液，其包含：(A)含有用于增強對聚合物膜基材的粘附力的錨固劑的有機硅化合物，其中所述錨固劑為包含至少一個烯基基團和至少一個硅烷醇基團的流體聚有機硅氧烷(A1)與包含至少一個環氧基團的可水解硅烷(A2)的反應產物；(B)至少一種表面活性劑；和(C)水。本發明專利技術還提供了所述新型有機硅乳液的水基錨固劑，以及有機硅防粘涂料組合物，所述有機硅防粘涂料組合物包含：(X1)所述新型有機硅乳液和(X2)至少一種可固化有機硅組合物，所述有機硅防粘涂料組合物優選地為水基有機硅防粘涂料組合物。所述可固化有機硅防粘涂料組合物可施加于片材形式基材并且固化以在所述基材上形成具有良好的防粘特性和改善的耐擦除性的防粘涂布層。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及適用于有機硅防粘涂料組合物的水基/水載(WB)錨固劑(anchorage additive)，以改善對紙張和聚合物基材的粘附力。此外，本專利技術涉及用于制備水基錨固劑的方法，以及通過使用具有水基錨固劑的有機硅防粘涂料對紙張和聚合物基材進行處理的方法。具體地講，本專利技術涉及新型有機硅乳液、包含所述新型有機硅乳液的水基錨固劑、包含所述新型有機硅乳液的有機硅防粘涂料組合物、通過將所述有機硅防粘涂料組合物以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，以及所述承載固化防粘涂料的片材形式基材的生產方法。防粘涂料組合物通常包含(1)化合物(也稱為SiH有機硅)，其為具有至少一個鍵合到Si原子的氫的聚硅氧烷，和(2)化合物(也稱為乙烯基有機硅)，其為具有至少一個鍵合到Si原子的烯基基團(例如乙烯基基團)的聚硅氧烷。組分(1)和組分(2)通過氫化硅烷化一起反應以形成防粘涂料。防粘涂料組合物還可包含“有機硅樹脂”，它是含有T單元和/或Q單元的聚硅氧烷。
技術介紹
在本領域中水性(水基)可固化有機硅防粘涂料組合物是熟知的。例如，WO 2008019953(專利參考文獻1，以引用方式并入本文中)公開了防粘涂料組合物，其包含：具有烯基基團的聚有機硅氧烷(A)，具有有機氫硅氧烷基團的交聯劑(B)，用于(A)和(B)之間的氫化硅烷化反應的催化劑，以及用于增強組合物對聚合物膜基材的粘附力的錨固劑，其特征在于所述錨固劑為包含至少一個烯基基團和至少一個硅烷醇基團的流體聚有機硅氧烷(C)與包含至少一個環氧基團的可水解硅烷(D)的反應產物。例如，US 5672428(專利參考文獻2，以引用方式并入本文中)公開了在一個表面上用水性有機硅涂料組合物涂布的有機硅防粘聚酯膜。水
性有機硅防粘涂料組合物由含有乙烯基基團的烷基乙烯基聚硅氧烷、錫或鉑催化劑、縮水甘油氧基硅烷和烷基氫聚硅氧烷組成。縮水甘油氧基硅烷據說能賦予極佳耐擦除性能。例如，US 20030088042(專利參考文獻3，以引用方式并入本文中)公開了本專利技術的防粘組合物包含用于改善防粘涂料固著性的添加劑，該添加劑包含以下各項的反應產物：1)REhSi(ORA)3-h；2)Rv1iSi(ORB)3-i；3)縮合催化劑；和4)水，其中RE＝含環氧化物的基團，Rv1＝乙烯基末端烯屬單價烴基，RA＝烴基；RB＝烴基；h＝1-3，并且i＝1-3。防粘涂料組合物據說對紙張和聚合物基材具有改善的粘附力。例如，US 20040161618(專利參考文獻4，以引用方式并入本文中)公開了包含(RaSiO(4-a)/2)n的用于防粘涂料的固著性的添加劑；n>3，a＝1-3，R＝含環氧乙烷或環氧化物的基團，其分子上存在至少一個環氧乙烷或環氧化物以及氫化物；或羧酸酐基團，其分子上存在至少一個羧酸酐和氫化物。防粘涂料組合物據說對紙張和聚合物基材具有改善的粘附力。例如，US 6410134(專利參考文獻5，以引用方式并入本文中)公開了水性有機硅涂料組合物以及用該組合物涂布的聚酯防粘膜。水性有機硅涂料組合物包含烷基乙烯基聚硅氧烷、烷基氫聚硅氧烷、鉑配合物催化劑，并且水溶性聚酯樹脂有利地用于制備具有良好防粘特性和改善的耐擦除性的聚酯防粘膜。盡管水基可固化有機硅防粘涂料組合物不使用易燃和有害的有機溶劑而具有低環境負擔和良好的人類安全性，但上述常規水基可固化有機硅防粘涂料組合物對基材僅具有不足的耐擦除性和較差的防粘特性。由于固化層的相對差的防粘特性和耐擦除性，上述常規水基可固化有機硅防粘涂料組合物僅可用于有限的應用中。上述專利參考文獻1-5并不總是滿足對固化層的改進的防粘特性和耐擦除性的所需要求。具體地講，WO 2008019953公開了類似的未乳化錨固劑，但WO 2008019953從未提出或建議將該錨固劑乳化到水中。此外，可能期望利用具有水溶性聚乙烯醇(PVA)的特定非離子表面活性劑或其他助表面活性劑將所述錨固劑的有機硅化合物和其他任選有機硅(乙烯基有機硅、Si-H有機硅、有機硅樹脂等)乳化。上述專利參考文獻1-5對于使用水基錨固劑的乳液作為防粘涂料組合
物的組分沒有記載。申請人已經意外發現，與水基有機硅型錨固劑組合，水基可固化有機硅防粘涂料組合物的潛在應用將顯著拓寬。因此，在本領域中仍需要獲得實際可用、安全并且環保的水基可固化有機硅防粘涂料組合物，以及承載固化防粘涂料的片材形式基材，即，涂布的防粘紙、PET膜或其他應用的制備工序，并且允許防粘涂料組合物的組分選擇的高度靈活性。
技術實現思路
本專利技術的目標是為有機硅防粘涂料組合物提供新型水基錨固劑以改善對紙張和聚合物基材的粘附力。本專利技術的另一目標是提供用于制備水基錨固劑的方法，以及使用含有水基錨固劑的有機硅防粘涂料對紙張和聚合物基材進行處理的方法。本專利技術公開了某些水包油乳液在有機硅防粘涂料應用中的用途，所述乳液包含表面活性劑，諸如具有或不具有其他成分的水溶性PVA和錨固劑化合物(即，含烷氧基的烯基/環氧基官能有機聚硅氧烷)，以便提供對紙張和聚合物基材的良好固著性或粘附力。可通過改變組合物內的乙烯基有機硅或SiH有機硅或有機硅樹脂的含量來調節防粘力。典型的表面活性劑為水溶性聚乙烯醇(PVA)。具有不同官能團的表面活性劑和硅氧烷添加劑的存在在提供對有機硅化合物的增強的固著特性中起著重要作用。具體地講，化合物相對基體有機硅防粘涂料的水平將影響最終的固著性性能。水溶性PVA通常用于改善潤濕性能和耐擦除性能，但也可使用其他表面活性劑。利用本專利技術的乳液在聚合物膜和紙張上處理的有機硅防粘涂料可通過摻入表面活性劑水溶性PVA和有效量的施加于基體有機硅防粘涂料的錨固劑而具有增強的固著性性能。乳液制劑包含約1-60重量％的錨固劑并且含有或不含有乙烯基有機硅或者SiH有機硅或有機硅樹脂，通常約10-50重量％并且含有合適量表面活性劑諸如水溶性PVA。按有機硅固體的重量計，化合物與基體有機硅防粘涂料的比率可低至0.5重量％，以用于增強固著性。因此，本專利技術的目標是提供這樣的方法，其用于在基材熱定形之前在基材的制造過程期間，在聚合物膜和紙張上提供含有所述水基錨固劑的有機硅防粘涂料，其中涂布在線或離線進行。新乳液組合物通常包含表面活性劑和錨固劑。新乳液組合物另外可包含乙烯基有機硅。新乳液組合物還可包含SiH有機硅，但由于錨固劑和SiH有機硅均為反應性的，因此新乳液優選地基本不含SiH有機硅。新乳液組合物另外可包含有機硅樹脂和助表面活性劑。優選地，新乳液不含乙烯基有機硅。新的錨固劑乳液可與SiH有機硅和乙烯基有機硅在單獨的乳液中分別混合以便形成防粘涂料組合物。這使得能夠以便攜的液體形式容易地混合防粘涂料組合物的組分。通過乳化所有成分而形成乳液液滴并且在室溫下用水稀釋。液滴的粒度小于1微米。較小的乳液粒度有利于組合物在經處理基材上的分子遷移。可容易地調節乳液與基體有機硅防粘涂料的比率。已知的是將包含獲得防粘涂料所需的所有成分的有機硅防粘涂料組合物乳化。新乳液不包含所有成分。含有錨固劑(AA)的新乳液允許更廣泛的靈活性和自由，因為錨固劑及其組合物的水平可在對其他成分(即SiH有機硅和乙烯基有機硅)的性質和水平進行調節或不進行調節的情況下適本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種有機硅乳液，包含：(A)0.1至小于80.0重量份的有機硅化合物，所述化合物包含用于增強對聚合物膜基材的粘附力的錨固劑，其中所述錨固劑為包含至少一個烯基基團和至少一個硅烷醇基團的流體聚有機硅氧烷(A1)與包含至少一個環氧基團的可水解硅烷(A2)的反應產物；(B)0.1至小于20.0重量份的至少一種表面活性劑；以及(C)5.0至99.8重量份的水。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.11.26 CN PCT/CN2013/0878251.一種有機硅乳液，包含：(A)0.1至小于80.0重量份的有機硅化合物，所述化合物包含用于增強對聚合物膜基材的粘附力的錨固劑，其中所述錨固劑為包含至少一個烯基基團和至少一個硅烷醇基團的流體聚有機硅氧烷(A1)與包含至少一個環氧基團的可水解硅烷(A2)的反應產物；(B)0.1至小于20.0重量份的至少一種表面活性劑；以及(C)5.0至99.8重量份的水。2.根據權利要求1所述的有機硅乳液，其特征在于流體聚有機硅氧烷(A1)為甲基乙烯基硅氧烷單元和二甲基硅氧烷單元的共聚物，并且其聚合度為4至50個具有末端硅烷醇基團的硅氧烷單元。3.根據權利要求1所述的有機硅乳液，其特征在于可水解硅烷(A2)為(環氧基取代烷基)二或三烷氧基硅烷。4.根據權利要求1至3中任一項所述的有機硅乳液，其特征在于所述有機硅化合物是用于增強對聚合物膜基材的粘附力的所述錨固劑和至少一種有機硅(A3)的重量比率為100:0至20:80的混合物，所述有機硅選自具有至少一個烯基基團的聚有機硅氧烷、具有至少一個烷氧基基團的聚有機硅氧烷、具有至少一個環氧基基團的聚有機硅氧烷、具有至少一個Si鍵合的氫原子的聚有機硅氧烷以及有機硅樹...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃福明，郭中冕，
申請(專利權)人：道康寧中國投資有限公司，臺灣道康寧股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31