可按需固化的聚硅氧烷涂层组合物制造技术

本发明专利技术提供一种可固化组合物，其包含(a)至少一种包含反应性硅烷官能团的聚二有机硅氧烷、氟化聚二有机硅氧烷或它们的组合，所述反应性硅烷官能团包含至少两个羟基甲硅烷基部分；(b)至少一种包含反应性硅烷官能团的聚二有机硅氧烷、氟化聚二有机硅氧烷或它们的组合，所述反应性硅烷官能团包含至少两个氢甲硅烷基部分；和(c)至少一种可光活化组合物，所述组合物在暴露于辐射时产生至少一种选自脒、胍、磷腈、前氮磷川以及它们的组合的碱；其中所述组分(a)和(b)中的至少一者的平均反应性硅烷官能度为至少三。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含有反应性硅烷官能团的可固化涂层组合物，并且在其它方面，涉及用于涂覆该组合物的方法以及由此制备的制品。
技术介绍
水分可固化聚硅氧烷组合物在存在水分的情况下固化以形成交联材料，例如可用于许多行业中的隔离涂层和表面处理。例如，通常选择聚硅氧烷或氟化聚硅氧烷来提供适于与压敏粘合剂使用的水分可固化隔离涂层。用于固化的水分通常得自大气环境或其上已施加组合物的基底，但其也可以添加至组合物中(例如，用于实现在深度或禁闭中固化)。水分可固化的聚硅氧烷组合物通常包含具有可在存在水分的情况下反应以形成固化的(即交联的)材料的基团(例如，烷氧基甲硅烷基或酰氧基甲硅烷基部分)的硅氧烷聚合物。具有烷氧基甲硅烷基或酰氧基甲硅烷基官能团的水分可固化组合物通常以两个反应固化。在第一个反应中，烷氧基甲硅烷基或酰氧基甲硅烷基基团在存在水分和催化剂的情况下水解以形成具有羟基甲硅烷基基团的硅烷醇化合物。在第二个反应中，羟基甲硅烷基基团在存在催化剂的情况下与其它羟基甲硅烷基、酰氧基甲硅烷基或酰氧基甲硅烷基基团缩合以形成一Si--O--Si-键合。一旦生成硅烷醇化合物，两个反应基本上同时进行。常用于这两个反应的催化剂包括布仑斯揭酸(Bronsted acid)和路易斯酸(Lewis acid)。单一材料可以催化这两个反应。优选地，水解和缩合反应在水分可固化组合物已施加到例如基底之后迅速进行。然而，同时反应不能过早(例如在加工或储存期间)进行。这些性质之间的良好平衡经常难以获得，因为迅速反应性和储存稳定性是彼此相背的性质。例如，诸如四烷基钛酸酯的高度反应性催化剂迅速加快水分固化反应，但同时可使在进料槽、涂覆设备和其它制造和处理设备中无过早胶凝风险地加工材料变得困难。控制水分的量可为关键的，太少的水分可能导致缓慢或不完全的固化，而太多的水分会导致过早固化。已使用多种方法用于提供具有可接受的固化速率而没有加工和储存困难的水分可固化组合物。例如，已经开发出两部分体系(一部分包含官能化硅氧烷聚合物，而另一部分包含催化剂)，其中在使用之前迅速混合所述两个部分。虽然这种方法已用于小规模应用，但其对于大规模制造不那么有效，其中必须混合两个部分所造成的延迟一直是不期望的。此外，涂覆操作必须在组合物于罐中固化之前迅速完成，并且这在使用大表面积基底或大体积的组合物工作时一直是困难的。已经开发出铵盐催化剂，该铵盐催化剂在充分加热以释放引发水分固化反应的酸化合物之前一直为惰性的。酸的释放也产生胺，然而所述胺必须通过蒸发移除。此外，用于活化催化剂的热可损坏其上已施加组合物的热敏感基底。已使用其它材料(例如，诸如锍和碘鎗盐的鎗盐)来在照射(例如，使用紫外光照射)时于原位产生酸物质。这类材料不需要热活化并因而使得能够使用热敏感基底而没有损坏(并且不会产生需要移除的不期望物质)，但是这类材料相对昂贵，需要水分控制并且在一些基底上显示具有固化抑制。诸如二月桂酸二丁基锡的常规锡催化剂可提供可稳定固化的聚硅氧烷组合物，该组合物可进行加工和涂覆而不会过早胶凝。除了典型的水分可固化体系之外，已经发现的是包含氢甲硅烷基和羟基甲硅烷基基团形式的双重反应性硅烷官能团的可固化组合物(可脱氢固化体系)可通过使用锡催化剂来固化。这种组合物已广泛用于压敏粘合剂和脱模剂应用，但有时遭受相对短的罐藏期。此外，使用锡催化剂变得尤其有问题，因为通常用作催 化剂的有机锡化合物现在被视为毒物学上有异议的。已通过将诸如取代的胍、二有机亚砜、咪唑、脒和胺的化合物与室温下硬化硅酮组合物中的锡催化剂结合使用来实现加速固化。还已经提出，将包括脒的胺化合物在不存在锡催化剂的情况下用于固化水分可固化的甲硅烷基官能化有机聚合物，但烷氧基甲硅烷基官能化有机聚合物的实用固化性和可接受的对基底的粘附力仅使用强碱性胺(在水溶液中显示具有至少13. 4的pH的那些)才实现。
技术实现思路
因此，我们认识到存在对可提供可接受的固化速率而没有显著加工和储存困难(例如，由于过早胶凝所导致)的可固化聚硅氧烷组合物的持续需要。优选地，这些组合物将为可有效加工的(例如，无需在固化之前混合两部分体系)，将采用不产生需要移除的物质的催化剂，和/或将不需要热活化(从而使得能够在相对低的温度下固化和/或使用热敏感基底)。这些组合物将优选采用相对无毒性、提供在溶液中相对稳定但在干燥相对快速固化的组合物、在相对低的浓度下有效、和/或在相对低(或无)水分条件下有效的催化剂。理想的是，这些组合物将可按需固化(例如，通过原位生成催化剂)并且可在不需要大量添加溶剂的情况下(例如，以100%固体形式)可涂覆。简而言之，在一个方面，本专利技术提供包含双重反应性硅烷官能团的可固化聚硅氧烷组合物。该组合物包含(a)至少一种包含反应性硅烷官能团的聚二有机硅氧烷、氟化聚二有机硅氧烷或它们的组合，所述反应性硅烷官能团包含至少两个羟基甲硅烷基部分(即包含与硅原子直接键合的羟基的一价部分);(b)至少一种包含反应性硅烷官能团的聚二有机硅氧烷、氟化聚二有机硅氧烷或它们的组合，所述反应性硅烷官能团包含至少两个氢甲硅烷基部分(即包含与硅原子直接键合的氢原子的一价部分)；和(C)至少一种可光活化组合物，该可光活化组合物在暴露于辐射时产生至少一种选自脒、胍、磷腈、前氮磷川(proazaphosphatrane),以及它们的组合的碱；其中组分(a)和(b)中的至少一者的平均反应性硅烷官能度为至少三(也就是说，组分(a)具有至少三个羟基甲硅烷基部分(平均)，组分(b)具有至少三个氢甲硅烷基部分(平均)，或两者)。组分(a)和(b)优选包含至少一种聚二有机硅氧烷(更优选地，至少一种聚二烷基硅氧烷；最优选地，至少一种聚二甲基硅氧烷)。优选地，组分(a)为羟基封端的，从而包含两个末端羟基甲硅烷基部分(平均)。可光活化组合物优选包含至少一种在至少一个氮原子上被至少一个芳烷基基团取代的1，3-二胺化合物。在将可光活化组合物暴露于辐射时产生的碱优选包含至少一种脒(最优选地，I, 8- 二氮杂二环-7- i^一碳烯(DBU))。已经发现的是，与诸如4，4’ -三亚甲基双(I-甲 基哌啶)的标准胺碱(其是无效的)不同，上述碱可有效地催化包含氢甲硅烷基和羟基甲硅烷基部分形式的反应性硅烷官能团的聚硅氧烷组合物的固化(明显地通过缩合)。已经进一步发现的是，可光活化组合物可有效地用于在原位产生碱。已经发现这种原位产生提供如下可按需固化的聚硅氧烷组合物其可显示具有增强的储存稳定性和/或罐藏期，并且可以完全不含溶剂(即100%固体)或基本上不含溶剂(仅使用相对少量的溶剂)的形式进行涂覆。在光活化时，可固化聚硅氧烷组合物可甚至在低至环境温度的温度(例如，约23°C )下相对迅速地固化(例如，在照射时，固化可在短至数秒或更少的时间段内进行)而无需热活化，并且可光活化组合物可在相对少的量(例如，在基于组分(a)、(b)和(c)的总重量计低至约0. 5重量％或更小的浓度)下有效。因此，包含可光活化组合物的可固化聚硅氧烷组合物可适用于工业环境中的高速涂覆和固化操作，而无需添加热。尽管具有这种有效的固化性，但可固化聚硅氧烷组合物以100%固体形式或任选地在多种溶剂(例如，庚烷、甲基乙基酮，或它们的组合)中可显示具有相对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇，迈克尔·A·西蒙尼克，乔治·G·I·莫尔，拉里·D·伯德曼，米凯莱·A·克拉顿，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：
国别省市：