用于有机硅防粘涂料组合物的锚固剂乳液制造技术

本发明专利技术涉及一种新型有机硅乳液及其水基锚固剂以及一种有机硅防粘涂料组合物。本发明专利技术提供了新型有机硅乳液，其包含：(A)含有用于增强对聚合物膜基材的粘附力的锚固剂的有机硅化合物，其中所述锚固剂为包含至少一个烯基基团和至少一个硅烷醇基团的流体聚有机硅氧烷(A1)与包含至少一个环氧基团的可水解硅烷(A2)的反应产物；(B)至少一种表面活性剂；和(C)水。本发明专利技术还提供了所述新型有机硅乳液的水基锚固剂，以及有机硅防粘涂料组合物，所述有机硅防粘涂料组合物包含：(X1)所述新型有机硅乳液和(X2)至少一种可固化有机硅组合物，所述有机硅防粘涂料组合物优选地为水基有机硅防粘涂料组合物。所述可固化有机硅防粘涂料组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层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适用于有机硅防粘涂料组合物的水基/水载(WB)锚固剂(anchorage additive)，以改善对纸张和聚合物基材的粘附力。此外，本专利技术涉及用于制备水基锚固剂的方法，以及通过使用具有水基锚固剂的有机硅防粘涂料对纸张和聚合物基材进行处理的方法。具体地讲，本专利技术涉及新型有机硅乳液、包含所述新型有机硅乳液的水基锚固剂、包含所述新型有机硅乳液的有机硅防粘涂料组合物、通过将所述有机硅防粘涂料组合物以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，以及所述承载固化防粘涂料的片材形式基材的生产方法。防粘涂料组合物通常包含(1)化合物(也称为SiH有机硅)，其为具有至少一个键合到Si原子的氢的聚硅氧烷，和(2)化合物(也称为乙烯基有机硅)，其为具有至少一个键合到Si原子的烯基基团(例如乙烯基基团)的聚硅氧烷。组分(1)和组分(2)通过氢化硅烷化一起反应以形成防粘涂料。防粘涂料组合物还可包含“有机硅树脂”，它是含有T单元和/或Q单元的聚硅氧烷。
技术介绍
在本领域中水性(水基)可固化有机硅防粘涂料组合物是熟知的。例如，WO 2008019953(专利参考文献1，以引用方式并入本文中)公开了防粘涂料组合物，其包含：具有烯基基团的聚有机硅氧烷(A)，具有有机氢硅氧烷基团的交联剂(B)，用于(A)和(B)之间的氢化硅烷化反应的催化剂，以及用于增强组合物对聚合物膜基材的粘附力的锚固剂，其特征在于所述锚固剂为包含至少一个烯基基团和至少一个硅烷醇基团的流体聚有机硅氧烷(C)与包含至少一个环氧基团的可水解硅烷(D)的反应产物。例如，US 5672428(专利参考文献2，以引用方式并入本文中)公开了在一个表面上用水性有机硅涂料组合物涂布的有机硅防粘聚酯膜。水
性有机硅防粘涂料组合物由含有乙烯基基团的烷基乙烯基聚硅氧烷、锡或铂催化剂、缩水甘油氧基硅烷和烷基氢聚硅氧烷组成。缩水甘油氧基硅烷据说能赋予极佳耐擦除性能。例如，US 20030088042(专利参考文献3，以引用方式并入本文中)公开了本专利技术的防粘组合物包含用于改善防粘涂料固着性的添加剂，该添加剂包含以下各项的反应产物：1)REhSi(ORA)3-h；2)Rv1iSi(ORB)3-i；3)缩合催化剂；和4)水，其中RE＝含环氧化物的基团，Rv1＝乙烯基末端烯属单价烃基，RA＝烃基；RB＝烃基；h＝1-3，并且i＝1-3。防粘涂料组合物据说对纸张和聚合物基材具有改善的粘附力。例如，US 20040161618(专利参考文献4，以引用方式并入本文中)公开了包含(RaSiO(4-a)/2)n的用于防粘涂料的固着性的添加剂；n>3，a＝1-3，R＝含环氧乙烷或环氧化物的基团，其分子上存在至少一个环氧乙烷或环氧化物以及氢化物；或羧酸酐基团，其分子上存在至少一个羧酸酐和氢化物。防粘涂料组合物据说对纸张和聚合物基材具有改善的粘附力。例如，US 6410134(专利参考文献5，以引用方式并入本文中)公开了水性有机硅涂料组合物以及用该组合物涂布的聚酯防粘膜。水性有机硅涂料组合物包含烷基乙烯基聚硅氧烷、烷基氢聚硅氧烷、铂配合物催化剂，并且水溶性聚酯树脂有利地用于制备具有良好防粘特性和改善的耐擦除性的聚酯防粘膜。尽管水基可固化有机硅防粘涂料组合物不使用易燃和有害的有机溶剂而具有低环境负担和良好的人类安全性，但上述常规水基可固化有机硅防粘涂料组合物对基材仅具有不足的耐擦除性和较差的防粘特性。由于固化层的相对差的防粘特性和耐擦除性，上述常规水基可固化有机硅防粘涂料组合物仅可用于有限的应用中。上述专利参考文献1-5并不总是满足对固化层的改进的防粘特性和耐擦除性的所需要求。具体地讲，WO 2008019953公开了类似的未乳化锚固剂，但WO 2008019953从未提出或建议将该锚固剂乳化到水中。此外，可能期望利用具有水溶性聚乙烯醇(PVA)的特定非离子表面活性剂或其他助表面活性剂将所述锚固剂的有机硅化合物和其他任选有机硅(乙烯基有机硅、Si-H有机硅、有机硅树脂等)乳化。上述专利参考文献1-5对于使用水基锚固剂的乳液作为防粘涂料组合
物的组分没有记载。申请人已经意外发现，与水基有机硅型锚固剂组合，水基可固化有机硅防粘涂料组合物的潜在应用将显著拓宽。因此，在本领域中仍需要获得实际可用、安全并且环保的水基可固化有机硅防粘涂料组合物，以及承载固化防粘涂料的片材形式基材，即，涂布的防粘纸、PET膜或其他应用的制备工序，并且允许防粘涂料组合物的组分选择的高度灵活性。
技术实现思路
本专利技术的目标是为有机硅防粘涂料组合物提供新型水基锚固剂以改善对纸张和聚合物基材的粘附力。本专利技术的另一目标是提供用于制备水基锚固剂的方法，以及使用含有水基锚固剂的有机硅防粘涂料对纸张和聚合物基材进行处理的方法。本专利技术公开了某些水包油乳液在有机硅防粘涂料应用中的用途，所述乳液包含表面活性剂，诸如具有或不具有其他成分的水溶性PVA和锚固剂化合物(即，含烷氧基的烯基/环氧基官能有机聚硅氧烷)，以便提供对纸张和聚合物基材的良好固着性或粘附力。可通过改变组合物内的乙烯基有机硅或SiH有机硅或有机硅树脂的含量来调节防粘力。典型的表面活性剂为水溶性聚乙烯醇(PVA)。具有不同官能团的表面活性剂和硅氧烷添加剂的存在在提供对有机硅化合物的增强的固着特性中起着重要作用。具体地讲，化合物相对基体有机硅防粘涂料的水平将影响最终的固着性性能。水溶性PVA通常用于改善润湿性能和耐擦除性能，但也可使用其他表面活性剂。利用本专利技术的乳液在聚合物膜和纸张上处理的有机硅防粘涂料可通过掺入表面活性剂水溶性PVA和有效量的施加于基体有机硅防粘涂料的锚固剂而具有增强的固着性性能。乳液制剂包含约1-60重量％的锚固剂并且含有或不含有乙烯基有机硅或者SiH有机硅或有机硅树脂，通常约10-50重量％并且含有合适量表面活性剂诸如水溶性PVA。按有机硅固体的重量计，化合物与基体有机硅防粘涂料的比率可低至0.5重量％，以用于增强固着性。因此，本专利技术的目标是提供这样的方法，其用于在基材热定形之前在基材的制造过程期间，在聚合物膜和纸张上提供含有所述水基锚固剂的有机硅防粘涂料，其中涂布在线或离线进行。新乳液组合物通常包含表面活性剂和锚固剂。新乳液组合物另外可包含乙烯基有机硅。新乳液组合物还可包含SiH有机硅，但由于锚固剂和SiH有机硅均为反应性的，因此新乳液优选地基本不含SiH有机硅。新乳液组合物另外可包含有机硅树脂和助表面活性剂。优选地，新乳液不含乙烯基有机硅。新的锚固剂乳液可与SiH有机硅和乙烯基有机硅在单独的乳液中分别混合以便形成防粘涂料组合物。这使得能够以便携的液体形式容易地混合防粘涂料组合物的组分。通过乳化所有成分而形成乳液液滴并且在室温下用水稀释。液滴的粒度小于1微米。较小的乳液粒度有利于组合物在经处理基材上的分子迁移。可容易地调节乳液与基体有机硅防粘涂料的比率。已知的是将包含获得防粘涂料所需的所有成分的有机硅防粘涂料组合物乳化。新乳液不包含所有成分。含有锚固剂(AA)的新乳液允许更广泛的灵活性和自由，因为锚固剂及其组合物的水平可在对其他成分(即SiH有机硅和乙烯基有机硅)的性质和水平进行调节或不进行调节的情况下适本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机硅乳液，包含：(A)0.1至小于80.0重量份的有机硅化合物，所述化合物包含用于增强对聚合物膜基材的粘附力的锚固剂，其中所述锚固剂为包含至少一个烯基基团和至少一个硅烷醇基团的流体聚有机硅氧烷(A1)与包含至少一个环氧基团的可水解硅烷(A2)的反应产物；(B)0.1至小于20.0重量份的至少一种表面活性剂；以及(C)5.0至99.8重量份的水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.26 CN PCT/CN2013/0878251.一种有机硅乳液，包含：(A)0.1至小于80.0重量份的有机硅化合物，所述化合物包含用于增强对聚合物膜基材的粘附力的锚固剂，其中所述锚固剂为包含至少一个烯基基团和至少一个硅烷醇基团的流体聚有机硅氧烷(A1)与包含至少一个环氧基团的可水解硅烷(A2)的反应产物；(B)0.1至小于20.0重量份的至少一种表面活性剂；以及(C)5.0至99.8重量份的水。2.根据权利要求1所述的有机硅乳液，其特征在于流体聚有机硅氧烷(A1)为甲基乙烯基硅氧烷单元和二甲基硅氧烷单元的共聚物，并且其聚合度为4至50个具有末端硅烷醇基团的硅氧烷单元。3.根据权利要求1所述的有机硅乳液，其特征在于可水解硅烷(A2)为(环氧基取代烷基)二或三烷氧基硅烷。4.根据权利要求1至3中任一项所述的有机硅乳液，其特征在于所述有机硅化合物是用于增强对聚合物膜基材的粘附力的所述锚固剂和至少一种有机硅(A3)的重量比率为100:0至20:80的混合物，所述有机硅选自具有至少一个烯基基团的聚有机硅氧烷、具有至少一个烷氧基基团的聚有机硅氧烷、具有至少一个环氧基基团的聚有机硅氧烷、具有至少一个Si键合的氢原子的聚有机硅氧烷以及有机硅树...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄福明，郭中冕，
申请(专利权)人：道康宁中国投资有限公司，台湾道康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31