[發明專利]可固化聚硅氧烷組合物和由其制得的壓敏粘合劑

有效

• 申請號: 201280064605.6
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN104093785A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: M·D·德特曼;楊宇;謝喬遠
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: C08L83/06
• 分類號: C08L83/06;C08G77/16;C08J7/04;C09J183/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳文平;陳長會

技術領域

本公開涉及可固化聚硅氧烷組合物和由這些可固化聚硅氧烷組合物制得的制品，尤其是壓敏粘合劑。

背景技術

已知多種可固化聚硅氧烷組合物。這些可固化聚硅氧烷組合物中的許多是可水分固化的。所述可固化組合物可用于制備多種表面涂層和表面處理物，涉及隔離涂層至壓敏粘合劑。可水分固化的聚硅氧烷組合物在水分的存在下固化以形成交聯材料。用于固化的水分通常得自大氣環境或其上已施加組合物的基底，但其也可添加至組合物中(例如，使得能夠在深度或禁閉中固化)。

水分可固化的聚硅氧烷組合物通常包含具有可在水分的存在下反應以形成固化(即交聯)材料的基團(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。包含烷氧基甲硅烷基或酰氧基甲硅烷基官能團的水分可固化組合物通常在兩個反應中固化。在第一反應中，烷氧基甲硅烷基或酰氧基甲硅烷基基團在水分和催化劑的存在下水解以形成具有羥基甲硅烷基基團的硅烷醇化合物。在第二反應中，羥基甲硅烷基基團在催化劑的存在下與其它羥基甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、或酰氧基甲硅烷基基團縮合以形成-Si-O-Si-鍵。在生成硅烷醇化合物時，兩個反應基本上同時進行。常用于這兩個反應的催化劑包括布侖斯惕酸(Bronsted acid)和路易斯酸(Lewis acid)。單一材料可催化這兩個反應。一般來講，期望在水分可固化組合物已被(例如)施加到基材之后，所述水解和縮合反應快速進行。然而同時，反應不能過早(例如在加工或儲存期間)進行。

已使用多種方法用于提供具有可接受的固化速率而沒有加工和儲存困難的水分可固化組合物。例如，已開發出兩部分體系(一部分包含官能硅氧烷聚合物，并且另一部分包含催化劑)，并且在使用之前迅速混合所述兩個部分。雖然該方法已可用于小規模應用中，但其對于大規模制造不那么有效，其中不得不混合兩部分所造成的延遲一直是不期望的。此外，涂覆操作必須在組合物于罐中固化之前迅速完成，并且這在用大表面積基底或大體積的組合物工作時一直是困難的。

相關的固化技術涉及兩個硅烷醇基團(-SiOH)之間的縮合反應。縮合反應實際上是可水分固化體系的二級反應，其中硅烷醇基團已存在，并且不需要通過烷氧基甲硅烷基或酰氧基甲硅烷基基團的水解生成。縮合反應還生成相同類型的-Si-O-Si-鍵，并且生成水分子作為副產物。適用于可水分固化的硅氧烷的許多相同類型的催化劑和固化技術也適用于該縮合反應。

已開發多種用于可固化硅氧烷組合物的催化劑體系，所述催化劑體系是儲存穩定并且可易于活化的。例如，可光致活化的氮堿描述于美國專利7,538,104(Baudin等人)中，并且已提交了一系列使用可光致活化的氮堿作為硅氧烷涂料組合物的催化劑的專利申請：系列號61/360068，“可按需固化的聚硅氧烷涂料組合物(Curable-on-demand Polysiloxane Coating Composition)”；系列號61/360019，“可固化的聚硅氧烷涂料組合物(Curable Polysiloxane Coating Composition)”；系列號61/360007，“包含兩個反應性硅烷官能團的可按需固化的組合物(Curable-on-demand Composition Comprising Dual Reactive Silane Functionality)”；以及系列號61/359985，“包含兩個反應性硅烷官能團的可固化組合物(Curable Composition Comprising Dual Reactive Silane Functionality)”；全部提交于2010年6月30日。

在可固化聚硅氧烷組合物中，壓敏粘合劑組合物是已知的。本領域中的普通技術人員熟知，壓敏粘合劑組合物具有包括以下特性在內的特性：(1)有力且持久的粘著力；(2)用不超過指壓的壓力即可粘附；(3)足夠的固定到粘合體上的能力；以及(4)足夠的內聚強度，以便能夠干凈地從粘合體去除。已發現適于用作壓敏粘合劑的材料為這樣的聚合物，其經過設計和配制以表現出必需的粘彈性，導致粘著性、剝離粘合力和剪切保持力期望的平衡。獲得適當的性能平衡不是簡單的過程。