[发明专利]可固化聚硅氧烷涂层组合物

说明书

优先权声明

本专利申请要求于2010年6月30日提交的美国临时申请No.61/360,019；2010年6月30日提交的美国临时申请No.61/359,985；和2011年4月29日提交的61/480,598的优先权；该专利的内容在此以引用方式并入。

技术领域

本发明涉及包含反应性硅烷官能团的可固化涂层组合物，并且在其它方面，涉及用于涂布该组合物和由其制备的制品的工艺。

背景技术

可湿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，例如可用于多种工业的剥离涂层和表面处理。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可湿固化剥离涂层。用于固化的水分通常可得自大气环境或已被施加组合物的基材，但其也可被加入组合物（例如，以允许深度或封闭固化）。

可湿固化聚硅氧烷组合物通常包含硅氧烷聚合物，该硅氧烷聚合物具有可在存在水分的情况下反应以形成固化（即交联）材料的基团（例如，烷氧基甲硅烷基或酰氧基甲硅烷基部分）。包含烷氧基甲硅烷基或酰氧基甲硅烷基官能团的可湿固化组合物通常在两个反应中固化。在第一个反应中，烷氧基甲硅烷基或酰氧基甲硅烷基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的硅烷醇化合物。在第二个反应中，羟基甲硅烷基在存在催化剂的情况下与其它羟基甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基，或酰氧基甲硅烷基缩合以形成--Si--O--Si--键。一旦生成硅烷醇化合物，两个反应基本上同时进行。两个反应的常用催化剂包括布朗斯台德酸和路易斯酸(Bronsted and Lewis acids)。单一材料可以催化这两个反应。

优选地，在可湿固化组合物已被（例如）施加至基材之后，水解和缩合反应快速进行。然而，在同一时间，反应必须在例如处理或储存期间不过早发生。

这些性质之间的良好平衡常常难以获得，因为快速反应性和贮存稳定性是彼此相反的性质。例如，高活性催化剂如四烷基钛酸酯快速加速湿固化反应，但同时可使其难以处理材料，而没有在供料槽、涂布装备和其它制备和处理设备中过早胶凝的风险。水分量的控制可能十分严格，太少的水分潜在地导致很慢或不完全固化而太多水分导致过早固化。

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存储困难的可湿固化组合物。例如，已开发了两部分体系（包含官能化硅氧烷聚合物的一个部分和包含催化剂的另一部分），该两部分在使用之前立即混合。虽然该方法已在小规模应用中使用，但其对大规模制备来说不够高效，其中必须混合两个部分所导致的延迟是不利的。此外，在组合物在罐中固化之前，涂布操作必须迅速完成，并且当用大表面积基材或大体积组合物来操作时这十分困难。

已开发了铵盐催化剂，该铵盐催化剂在充分加热以释放引发湿固化反应的酸化合物之前一直为惰性的。然而，酸的释放还产生必须通过蒸发去除的胺。另外，用于活化催化剂的热量可能损坏其上已施加了组合物的热敏基材。

已将其它材料（例如，鎓盐，例如锍盐和碘鎓盐）用于在照射(例如用紫外光照射）时就地生成酸类。这种材料不具有所需的热活化作用并因此已实现无损坏的情况下（并且不产生不利的需要去除的物质）使用热敏基材，但该材料相对昂贵，已显示对某些基材固化的抑制作用，并且需要水分控制和使用具有照射能力的涂布装备。

常规的锡催化剂如二月桂酸二丁基锡可提供可被处理和涂布而不过早胶凝的稳定可固化聚硅氧烷组合物。除了通常的可湿固化体系之外，已经发现包含氢甲硅烷基和羟基甲硅烷基形式（可脱氢固化体系）的双反应性硅烷官能团的可固化组合物可通过使用锡催化剂来固化。组合物已广泛用于压敏粘合剂和剥离应用，但有时受累于相对短的罐藏期。另外，锡催化剂的使用变得特别成问题，因为一般用作催化剂的有机锡化合物现在被认为是毒理学有异议的。

已通过将诸如取代的胍、二有机基亚砜、咪唑、脒和胺的化合物与室温固化硅酮组合物中的锡催化剂结合适用来实现固化的加速。已提出在不存在用于固化可湿固化的、甲硅烷基官能化有机聚合物的锡催化剂的情况下使用包括脒的胺类化合物，但仅用强碱性胺类（在水溶液中显示至少13.4的pH的那些）实现了烷氧基甲硅烷基官能化有机聚合物的实际可可固化和对基材可接受附着力。

发明内容