[發(fā)明專利]熱固化硅酮剝離涂層的催化劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280058410.0
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103946227B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: I.V.胡亞科夫;M.豪金斯
• 申請（專利權(quán)）人: CP菲林公司
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18;C09D5/20;B01J21/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 韋欣華,李炳愛

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2011年12月2日提交的美國臨時專利申請序列號61/566,122的優(yōu)先權(quán)，其全部公開內(nèi)容被引入本文中作為參考。

發(fā)明背景

1. 發(fā)明領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及硅酮剝離涂層(silicone release coating)技術(shù)的領(lǐng)域。特別是使用含有鉍(鉍(“Bi”)催化劑)的催化劑用于熱固化硅酮剝離涂層。

2. 相關(guān)技術(shù)的描述

剝離涂層通常用于防止物體粘在一起。該簡單陳述和功能涵蓋涉及硅酮和非硅酮材料的廣泛技術(shù)基礎(chǔ)和大型全球工業(yè)。工業(yè)中極常見的剝離涂層使用通常基于以下反應(yīng)的熱固化：

在上述反應(yīng)中，高分子量硅烷醇預(yù)聚物(例如分子量為約5 kg/mol的聚二甲基硅氧烷(PDMS)結(jié)構(gòu)的α,ω-二羥基硅烷醇)與較低分子量硅烷(例如分子量為約2 kg/mol的硅烷)反應(yīng)。硅烷的高官能度通過形成極大的3D聚合物網(wǎng)絡(luò)，提供硅烷醇的交聯(lián)以及涂層的所得物固化。反應(yīng)在室溫下緩慢進行，但是在催化劑存在下以及在升高的溫度下顯著加速。該反應(yīng)為脫氫縮合，伴隨有氫氣逸出。

第一種熱固化硅酮剝離涂層體系在二十世紀五十年代商品化，并使用錫基材料作為催化劑。自此以來，已經(jīng)出現(xiàn)若干技術(shù)演進，包括二十世紀七十年代中的溶劑基鉑(“Pt”)-催化的熱固化體系，隨后為無溶劑鉑(“Pt”)-和銠(“Rh”)-催化的體系，輻射固化體系，和低溫固化體系。應(yīng)承認本領(lǐng)域中的術(shù)語可能有些混亂。當提及鉑(“Pt”)催化的固化體系，或鉑(“Pt”)催化劑時，該催化劑通常并非僅包含鉑金屬，作為替代，其通常表示使用含該金屬的化合物。該術(shù)語將貫穿本公開內(nèi)容使用，因此表明固化體系為金屬(“Me”)-催化或存在金屬(“Me”)催化劑的任何短語應(yīng)認為表示該催化劑為含金屬“Me”的化合物，而不必然是該金屬本身。

盡管熱固化溶劑基剝離涂層體系中有這些變化，但是錫(“Sn”)催化劑固化體系仍然大量應(yīng)用于剝離涂層。在這些反應(yīng)中，有機錫化合物，例如二乙酸二丁基錫，在水分存在下催化該反應(yīng)。因為其固有性能，錫(“Sn”)-催化的縮合固化體系仍然廣泛應(yīng)用于本領(lǐng)域。首先，錫(“Sn”)-催化的縮合固化體系的速率在室溫下緩慢，在高溫下變得更快。進一步地，本領(lǐng)域中許多通常使用的制造體系具有錨定(anchorage)和貯存期需求，對此，錫(“Sn”)-催化的體系的緩慢固化時間是理想的。在某些情況下，低溫固化經(jīng)常是理想的，因為其減少能源成本并促進熱敏膜基材的涂布。

其次，錫(“Sn”)-催化的硅酮剝離涂層體系更經(jīng)濟合算。錫(“Sn”)-催化的體系相對便宜，特別是與非常昂貴的鉑(“Pt”)或銠(“Rh”)-催化的體系相比時。第三，錫(“Sn”)-催化的硅酮剝離涂層體系非常牢固。例如，錫(“Sn”)-催化的體系耐受基材抑制(substrate inhibition)，因此允許更廣泛選擇可能的基材。最后，錫(“Sn”)-催化的體系通常具有很小的粘合作用，這在涉及硅酮層壓材料的應(yīng)用中有價值。此外，剝離涂層通常是溶劑性體系，允許基材上的涂層薄至約100 nm。總之，錫(“Sn”)-催化的硅酮剝離涂層體系提供架構(gòu)完善、可靠、低成本的涂層體系，其可以涂布到廣泛選擇的基材上。因為這一原因，錫(“Sn”)-催化的硅酮剝離涂層體系在本領(lǐng)域的許多領(lǐng)域中是優(yōu)選的。

但是，盡管有這些優(yōu)點，由于環(huán)境意識和法規(guī)限制，迫使人們擺脫錫(“Sn”)-催化的體系。雖然通過發(fā)展鉑(“Pt”)-或銠(“Rh”)-催化的體系或無溶劑乳劑基和UV-固化技術(shù)，本領(lǐng)域中的一些技術(shù)已經(jīng)適應(yīng)這些新的環(huán)保意識和法規(guī)壓力，但是這些系統(tǒng)都沒有與錫(“Sn”)-催化的硅酮剝離涂層體系相同的固有優(yōu)點。因此，這些替代體系通常不滿足顧客對作用類似于錫(“Sn”)-催化的剝離涂層的催化剝離涂層的要求。此外，由于替代催化劑的成本增加等因素，這些體系對于本領(lǐng)域中的生產(chǎn)者和制造商而言不如錫(“Sn”)-催化的體系那樣經(jīng)濟合算。

因為無溶劑乳劑基鉑(“Pt”)-或銠(“Rh”)-催化的體系和UV-固化技術(shù)中的這些成本因素和性能差異，工業(yè)中非常需要一種經(jīng)濟合算且具有與錫(“Sn”)-催化的體系相同的性能特性的硅酮剝離涂層體系的催化劑。換句話說，需要一種替代催化劑，其可以用來替代硅酮剝離涂層體系中的包含錫化合物的催化劑，且仍然保留錫(“Sn”)-催化的體系的所有有利性能，而沒有任何與錫(“Sn”)-催化的體系有關(guān)的毒性危害。

發(fā)明內(nèi)容