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CN114196021B - 一种锚固剂及其制备方法、应用 - Google Patents

一种锚固剂及其制备方法、应用 Download PDF

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CN114196021B CN202210008084.8A CN202210008084A CN114196021B CN 114196021 B CN114196021 B CN 114196021B CN 202210008084 A CN202210008084 A CN 202210008084A CN 114196021 B CN114196021 B CN 114196021B
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Abstract

本发明提供一种锚固剂及其制备方法和应用,该锚固剂通过包括以下反应原料的反应制备而成:a)含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷,b)有机硅氧烷单体C,c)催化剂Ⅱ。本发明还提供了所述锚固剂的制备方法及其在压敏胶、离型剂等领域的应用,所得到的锚固剂产品色号低、透明度好,可改善压敏胶的雾度、老化粘合力波动以及离型剂的老化离型力波动。

Description

一种锚固剂及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及锚固剂领域,具体涉及一种锚固剂及其制备方法、应用。
背景技术
锚固剂主要应用于有机硅压敏胶、离型剂中,作为粘接促进剂,改善涂层对基材的粘接性。锚固剂是一种含有活性基团的硅烷或硅烷低聚物。常见锚固剂有小分子硅烷锚固剂和缩合型聚硅氧烷锚固剂,其中小分子硅烷锚固剂一般为酸性锚固剂,可以满足部分压敏胶体系的使用需求,并不适用于离型剂体系以及对透光性要求更高的压敏胶应用场景。
专利CN 112608476A,采用羟基封端的聚二甲基硅氧烷与含有乙烯基的有机硅氧烷在强碱作用下得到端基含有乙烯基的聚二甲基硅氧烷硅氧烷,再与含有可水解基团的环氧基有机硅氧烷缩合,得到一种锚固剂。但该方法所得锚固剂产品结构可控性较差,锚固性能也有待提高;在强碱催化剂条件下所得锚固剂结构是重组的结构,即Si-O-Si键会被打开并重排,导致产物的T结构不清晰,粘度难以控制,影响配方施工。
而且,现有技术中制备的锚固剂与体系的相容性有待提高,不适用于对透光性要求较高的应用场景。
发明内容
本发明提供一种结构清晰、粘度范围精准可控、色号低的锚固剂及其制备方法和应用。该锚固剂与压敏胶、离型剂体系均有较好的相容性,可以同时满足压敏胶、离型剂的应用需求,得到的产品色号低、透光性好。将该锚固剂应用于压敏胶体系,可改善其配方溶液雾度及老化粘合力波动;将该锚固剂应用于离型剂配方中,可以改善其老化离型力波动。
本发明提供如下技术方案:
一种锚固剂,通过包括以下反应原料的反应制备而成:
a)含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷,
b)有机硅氧烷单体C,
c)催化剂Ⅱ;
组分a)为有机硅氧烷单体A、有机硅氧烷单体B在有水的条件下反应得到的产物。
所述有机硅氧烷单体A为二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、甲基苯基硅二醇、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二苯基硅二醇、3,3,3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基环己基二甲氧基硅烷、甲基环己基二乙氧基硅烷等中的一种或多种。
所述有机硅氧烷单体B为含有乙烯基官能团的有机硅氧烷,优选为甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、二乙烯基二甲氧基硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷等中的一种或多种。
所述有机硅氧烷单体C为环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、环氧环己基乙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷等中的一种或多种;本发明中,所述锚固剂是组分a)含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷和组分b)有机硅氧烷单体C在催化剂Ⅱ条件下反应得到的。
在本发明的一些优选实施方式中,所述锚固剂中包含质量分数为0.1-1%,优选0.1-0.5%的有机硅氧烷单体C。
所述催化剂Ⅱ为锂类催化剂,包括烷基锂或烷氧基锂等,优选烷氧基锂,优选的,所述烷基锂选自正丁基锂、仲丁基锂、甲氧基锂、乙氧基锂中的一种或多种;烷氧基锂优选自甲氧基锂、乙氧基锂;更优选甲氧基锂。
强碱类催化剂如氢氧化钠、氢氧化钾等均会使得有机硅体系中的硅氧硅键重组,使得缩合过程可控性差,容易形成凝胶;但若采用碱性稍微弱一些的催化剂,使得环氧基硅烷与含乙烯基的羟基封端聚硅氧烷的反应不足,使得锚固剂中游离的硅烷单体较多,影响其与压敏胶/离型剂体系的相容性及最终产品的锚固性。本申请经研究发现,在本发明的锚固剂中,当所述锚固剂中包含一定质量的有机硅氧烷单体C时可有效改善锚固剂的相容性和粘度,有利于改善压敏胶配方溶液雾度及老化粘合力波动;将该锚固剂应用于离型剂配方中,可以改善其老化离型力波动,使用效果更佳。
一些优选实施方式中,所述有机硅氧烷单体A与有机硅氧烷单体B的摩尔比例为1:0.1~1:1,优选为1:0.1~1:0.6。
一些优选实施方式中,所述组分a)含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷与有机硅氧烷单体C的摩尔比为1:0.5~1:4,优选为1:0.5~1:2。
一些优选实施方式中,催化剂Ⅱ的用量为含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷与有机硅氧烷单体C总质量的0.1%~1%,优选为0.2~0.6%。
优选的,所述锚固剂具有如下结构式:
Figure BDA0003457787300000031
其中,各个-OZ分别独立地为-OH,-OR6,-O-;R6为碳原子数为4以下的脂肪烃基,例如甲基、乙基、丙基或异丙基;
R1为碳原子数为4以下的脂肪烃基或者碳原子数为5或6的脂环基或者芳香烃基,例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、3,3,3-三氟丙基、环戊基、环己基或苯基等;
R2为碳原子数为4以下的脂肪烃基或者碳原子数为5或6的脂环基或者芳香烃基,例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、3,3,3-三氟丙基、环戊基、环己基或苯基等;
R3为碳原子数为4以下的脂肪烃基或者碳原子数为5或6的脂环基或者芳香烃基,例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、3,3,3-三氟丙基、环戊基、环己基或苯基等;
R4为乙烯基;
各个R5分别为以下结构中的一种或多种:
Figure BDA0003457787300000041
结构式(I)中x为1~3,m=2~10,n=1~2;
本发明还提供一种锚固剂的制备方法,具体步骤如下:
1)将有机硅氧烷单体A、有机硅氧烷单体B与碱催化剂、水混合,在10-80℃条件下搅拌反应1-24h,得到含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷中间体;
2)将所述含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷中间体与有机硅氧烷单体C、催化剂Ⅱ混合,在10~120℃条件下进行缩合反应0.5~10h,后经中和、除低沸、过滤,制得锚固剂。
步骤1)中,所述碱催化剂为氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的一种或多种。
步骤1)中,反应完成后在30~120℃条件下蒸馏除去低沸物,后经干燥、过滤,得到含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷中间体。
一些优选实施方式中,步骤1)中,所述有机硅氧烷单体A与有机硅氧烷单体B的摩尔比例为1:0.1~1:1,优选为1:0.1~1:0.6。
一些优选实施方式中,步骤1)中所述有机硅氧烷单体与水的摩尔比为1:1~1:10,优选为1:1~1:6。控制该摩尔比可以得到羟基封端率较高、甲氧基含量较低的端羟基聚硅氧烷中间体。
一些优选实施方式中,步骤1)中所述碱催化剂用量为有机硅氧烷单体A与有机硅氧烷单体B总质量的0.01%~1%,优选为0.01~0.5%。
所述步骤2)中可任选的加入有机溶剂,所述有机溶剂为正己烷、环己烷、正庚烷、甲苯、二甲苯、四氢呋喃中的一种或多种。
所述有机溶剂仅在体系粘度较大时使用,其用量与端羟基聚硅氧烷和有机硅氧烷单体C总质量比为1:0.2~1:2,以可以充分溶解聚硅氧烷、硅氧烷单体为目的,优选尽量减少有机溶剂的使用,优选为1:1~1:2。当体系浓度较小时,各组分混合效果较好,优选为不使用有机溶剂。
所述锚固剂中有机硅氧烷单体C的质量分数可控在0.1~1%范围内;此锚固剂可以通过上述方法合成得到。
本发明还提供上述锚固剂的应用,其可用于压敏胶、离型剂等领域。
一种压敏胶,其中采用本发明所述的锚固剂,所述锚固剂的添加量为:压敏胶体系总质量的1~2%左右。
一种离型剂,包括本发明所述的锚固剂,所述锚固剂的添加量为:离型剂体系总质量的1~2%左右。
与现有技术相比,本申请的锚固剂具有以下特点:
本发明选用锂类催化剂催化含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷和有机硅氧烷单体C的反应,不会破坏已形成的硅氧硅键,因而所得锚固剂结构可控,反应后可有利于使有机硅氧烷单体C质量含量保持在0.1~1%的范围内,有机硅氧烷单体C的残留可控制在其质量的0.1~1%之间,可以有效改善锚固剂与压敏胶的体系的相容性以及老化粘合力波动,此特征还可以改善在离型剂配方中的老化离型力波动问题;通过中和过滤可除去催化剂,不会引入对于电子产品不利的钾钠等离子;所得锚固剂色号较低,适用于对透光性要求较高的光学等高端应用领域。
所述锚固剂应用于有机硅压敏胶或离型剂中,作为粘接促进剂,增加基材与有机硅材料的粘接性能。本发明所得锚固剂与压敏胶/离型剂体系的相容性更佳,适用于对透明度要求更高的应用场景。本发明的锚固剂一方面乙烯基官能团可以参与铂金加成体系的反应,另一方面环氧基基团、烷氧基基团可以与相应基材粘接,故可以起到优异的锚固作用。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案,下面结合实施例进一步阐述本发明的内容,但本发明的内容并不仅仅局限于以下实施例。
原料来源:1、二甲基二甲氧基硅烷,纯度>98%,伊诺凯;2、甲基乙烯基二甲氧基硅烷,纯度>98%,伊诺凯;3、轻质氧化镁,沪试;4、正庚烷,纯度99%,阿拉丁;5、无水硫酸钠,沪试;6、三甲氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷,纯度>98%,伊诺凯;7、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷,纯度>98%,伊诺凯;8、甲醇锂溶液,2.2mmol/L,阿拉丁。
粘度测试方法:参照国标GB/T 10247-2008。
色度测试方法:哈希LICO 690,11mm,色度测量(Hazen)。
气相色谱测试方法:参照国标GB/T 30431-2020。
实施例1
在配有机械搅拌、温度计、氮气、恒压漏斗的四口瓶中,加入1500g(8.229mol)甲基苯基二甲氧基硅烷,540g(4.084mol)甲基乙烯基二甲氧基硅烷,1.328g氧化镁,开启机械搅拌,通过恒压漏斗向体系中滴加1404.6g去离子水,约1h滴加完,室温下反应6h;在60℃、减压条件下(15mbar)除去副产和未反应的小分子;后加入50g无水硫酸钠干燥1h,过滤,得中间体1279.59g。
取上述中间体50g,加入至装有机械搅拌、温度计、氮气、橡胶塞的四口烧瓶中,加入65g环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、60g正庚烷,使用注射器向体系中加入400μL甲醇锂溶液,于80℃反应6h;后降至室温,向体系中通入二氧化碳气体1h用于中和催化剂;旋蒸(130℃,15mbar)除去小分子,过滤后得锚固剂99.65g,产率95.34%,其中环氧环己基乙基三甲氧基硅烷残余质量分数通过气相色谱表征,为0.81%。
产物鉴定信息:
粘度:53.20cP,色度值(Hazen):21。
核磁数据29Si NMR(80MHz,CDCl3):[d,ppm]=-10.63(-Si(CH3)2OH),-21.23(-Si(CH3)2-O-),-25.17(-SiCH3CH=CH2-OH),-35.50(-SiCH3CH=CH2-O-Si-),-41.60(-Si(OCH3)3),-50.72(-Si-O-Si(OCH3)2-O-Si-),-58.72(-Si-O-Si(OCH3)-O-Si-),-68.16(-Si-(O-Si-)3)。
产品结构如下所示:
Figure BDA0003457787300000081
实施例2
在配有机械搅拌、温度计、氮气、恒压漏斗的四口瓶中,加入1500g(7.426mol)3,3,3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷,,270g(2.042mol)甲基乙烯基二甲氧基硅烷,3.541g氢氧化钠,开启机械搅拌,通过恒压漏斗向体系中滴加559.44g去离子水,约1h滴加完,室温下反应6h;在80℃、减压条件下(50mbar)除去副产和未反应的小分子;后加入50g无水硫酸钠干燥1h,过滤,得中间体1074.72g。
取上述中间体50g,加入至装有机械搅拌、温度计、氮气、橡胶塞的四口烧瓶中,加入65g环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、60g正庚烷,使用注射器向体系中加入750μL甲醇锂溶液,于100℃反应4h;后降至室温,向体系中通入二氧化碳气体1h用于中和催化剂;旋蒸(130℃,15mbar)除去小分子,过滤后得锚固剂98.43g,产率94.21%,其中环氧环己基乙基三甲氧基硅烷残余质量分数通过气相色谱表征,为0.40%。
产物鉴定信息:
粘度:57.46cP,色度值(Hazen):17。
核磁数据29Si NMR(80MHz,CDCl3):[d,ppm]=-10.19(-Si(CH3)2OH),-21.23(-Si(CH3)2-O-),-24.57(-SiCH3CH=CH2-OH),-35.34(-SiCH3CH=CH2-O-Si-),-41.58(-Si(OCH3)3),-49.98(-Si-O-Si(OCH3)2-O-Si-),-58.71(-Si-O-Si(OCH3)-O-Si-),-68.67(-Si-(O-Si-)3)。
产品结构如下所示:
Figure BDA0003457787300000091
实施例3
在配有机械搅拌、温度计、氮气、恒压漏斗的四口瓶中,加入1500g(7.964mol)甲基环己基二甲氧基硅烷,135g(1.020mol)甲基乙烯基二甲氧基硅烷,5.065g氢氧化钾,开启机械搅拌,通过恒压漏斗向体系中滴加1176.588g去离子水,约1h滴加完,室温下反应6h;在60℃、减压条件下(15mbar)除去副产和未反应的小分子;后加入50g无水硫酸钠干燥1h,过滤,得中间体993.51g。
取上述中间体50g,加入至装有机械搅拌、温度计、氮气、橡胶塞的四口烧瓶中,加入65g环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、60g正庚烷,使用注射器向体系中加入400μL甲醇锂溶液,于100℃反应2h;后降至室温,向体系中通入二氧化碳气体1h用于中和催化剂;旋蒸(80℃,2mbar)除去小分子,过滤后得锚固剂96.76g,产率92.64%,其中环氧环己基乙基三甲氧基硅烷残余质量分数通过气相色谱表征,为0.59%。
产物鉴定信息:
粘度:49.44cP,色度值(Hazen):51。
核磁数据29Si NMR(80MHz,CDCl3):[d,ppm]=-10.38(-Si(CH3)2OH),-21.33(-Si(CH3)2-O-),-24.85(-SiCH3CH=CH2-OH),-35.43(-SiCH3CH=CH2-O-Si-),-41.77(-Si(OCH3)3),-50.08(-Si-O-Si(OCH3)2-O-Si-),-58.76(-Si-O-Si(OCH3)-O-Si-),-69.13(-Si-(O-Si-)3)。
产品结构如下所示:
Figure BDA0003457787300000101
实施例4
在配有机械搅拌、温度计、氮气、恒压漏斗的四口瓶中,加入600g(4.991mol)二甲基二甲氧基硅烷,186.776g(1.664mol)二乙烯基二甲氧基硅烷,2.460g氧化镁,开启机械搅拌,通过恒压漏斗向体系中滴加539.055g去离子水,约1h滴加完,80℃反应3h;在100℃常压条件下除去副产和未反应的小分子;后加入50g无水硫酸钠干燥1h,过滤,得中间体456.58g。
取上述中间体100g,加入至装有机械搅拌、温度计、氮气、橡胶塞的四口烧瓶中,加入54.75g环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、93g正庚烷,使用注射器向体系中加入400μL甲醇锂溶液,于100℃反应3h;后降至室温,向体系中通入二氧化碳气体1h用于中和催化剂;旋蒸(130℃,15mbar)除去小分子,过滤后得锚固剂128.38g,产率96.21%,其中环氧环己基乙基三甲氧基硅烷残余质量分数通过气相色谱表征,为0.38%。
产物鉴定信息:
粘度:55.44cP,色度值(Hazen):17。
核磁数据29Si NMR(80MHz,CDCl3):[d,ppm]=-10.22(-Si(CH3)2OH),-21.24(-Si(CH3)2-O-),-24.70(-SiCH3CH=CH2-OH),-35.35(-SiCH3CH=CH2-O-Si-),-41.60(-Si(OCH3)3),-49.99(-Si-O-Si(OCH3)2-O-Si-),-58.71(-Si-O-Si(OCH3)-O-Si-),-67.72(-Si-(O-Si-)3)。产品结构如下所示:
Figure BDA0003457787300000111
实施例5
在配有机械搅拌、温度计、氮气、恒压漏斗的四口瓶中,加入600g(4.991mol)二甲基二甲氧基硅烷,197.988(1.497mol)甲基乙烯基二甲氧基硅烷,0.638g氧化镁,开启机械搅拌,通过恒压漏斗向体系中滴加373.7g去离子水,约1h滴加完,室温下反应6h;在60℃、减压条件下(15mbar)除去副产和未反应的小分子;后加入50g无水硫酸钠干燥1h,过滤,得中间体409.62g。
取上述中间体50g,加入至装有机械搅拌、温度计、氮气、橡胶塞的四口烧瓶中,加入49.38gγ-氨丙基三甲氧基硅烷、、60g正庚烷,使用注射器向体系中加入267μL甲醇锂溶液,于90℃反应2h;后降至室温,向体系中通入二氧化碳气体1h用于中和催化剂;旋蒸(130℃,15mbar)除去小分子,过滤后得锚固剂42.61g,产率98.61%,其中γ-氨丙基三甲氧基硅烷残余质量分数通过气相色谱表征,为0.66%。
产物鉴定信息:
粘度:58.50cP,色度值(Hazen):26。
核磁数据29Si NMR(80MHz,CDCl3):[d,ppm]=-10.08(-Si(CH3)2OH),-21.10(-Si(CH3)2-O-),-24.59(-SiCH3CH=CH2-OH),-35.24(-SiCH3CH=CH2-O-Si-),-41.92(-Si(OCH3)3),-50.31(-Si-O-Si(OCH3)2-O-Si-),-59.04(-Si-O-Si(OCH3)-O-Si-),-67.67(-Si-(O-Si-)3)。产品结构如下所示:
Figure BDA0003457787300000121
实施例6
在配有机械搅拌、温度计、氮气、恒压漏斗的四口瓶中,加入600g(4.991mol)二甲基二甲氧基硅烷,302.278g(2.286mol)甲基乙烯基二甲氧基硅烷,1.805g氧化镁,开启机械搅拌,通过恒压漏斗向体系中滴加261.97g去离子水,约0.5h滴加完,室温下反应6h;在60℃、减压条件下(15mbar)除去副产和未反应的小分子;后加入50g无水硫酸钠干燥1h,过滤,得中间体453.24g。
取上述中间体50g,加入至装有机械搅拌、温度计、氮气、橡胶塞的四口烧瓶中,加入31.29g环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、30gγ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、60g正庚烷,使用注射器向体系中加入550μL甲醇锂溶液,于110℃反应0.5h;后降至室温,向体系中通入二氧化碳气体1h用于中和催化剂;旋蒸(130℃,15mbar)除去小分子,过滤后得锚固剂84.94g,产率97.31%,其中环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷残余质量分数通过气相色谱表征,分别为0.24%、0.15%。
产物鉴定信息:
粘度:50.83cP,色度值(Hazen):19。
核磁数据29Si NMR(80MHz,CDCl3):[d,ppm]=-11.09(-Si(CH3)2OH),-21.20(-Si(CH3)2-O-),-25.07(-SiCH3CH=CH2-OH),-35.20(-SiCH3CH=CH2-O-Si-),-41.97(-Si(OCH3)3),-50.10(-Si-O-Si(OCH3)2-O-Si-),-59.00(-Si-O-Si(OCH3)-O-Si-),-68.50(-Si-(O-Si-)3)。产品结构如下所示:
Figure BDA0003457787300000131
实施例7
在配有机械搅拌、温度计、氮气、恒压漏斗的四口瓶中,加入600g(4.991mol)二甲基二甲氧基硅烷,224.394g(1.697mol)甲基乙烯基二甲氧基硅烷,2.473g氧化镁,开启机械搅拌,通过恒压漏斗向体系中滴加216.69g去离子水,约1h滴加完,室温下反应24h;在60℃、减压条件下(15mbar)除去副产和未反应的小分子;后加入50g无水硫酸钠干燥1h,过滤,得中间体439.24g。
取上述中间体50g,加入至装有机械搅拌、温度计、氮气、橡胶塞的四口烧瓶中,加入20.94g环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、39.93gγ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、60g正庚烷,使用注射器向体系中加入550μL甲醇锂溶液,于110℃反应0.5h;后降至室温,向体系中通入二氧化碳气体1h用于中和催化剂;旋蒸(130℃,15mbar)除去小分子,过滤后得锚固剂84.87g,产率98.17%,其中环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷残余质量分数通过气相色谱表征,分别为0.11%、0.19%。
产物鉴定信息:
粘度:58.92,色度值(Hazen):12。
核磁数据29Si NMR(80MHz,CDCl3):[d,ppm]=-10.61(-Si(CH3)2OH),-21.45(-Si(CH3)2-O-),-25.05(-SiCH3CH=CH2-OH),-35.23(-SiCH3CH=CH2-O-Si-),-41.91(-Si(OCH3)3),-50.29(-Si-O-Si(OCH3)2-O-Si-),-59.03(-Si-O-Si(OCH3)-O-Si-),-68.49(-Si-(O-Si-)3)。产品结构如下所示:
Figure BDA0003457787300000141
实施例8
加入600g(4.991mol)二甲基二甲氧基硅烷,165.023g(1.248mol)甲基乙烯基二甲氧基硅烷,2.473g氧化镁,开启机械搅拌,通过恒压漏斗向体系中滴加216.69g去离子水,约1h滴加完,室温下反应24h;在60℃、减压条件下(15mbar)除去副产和未反应的小分子;后加入50g无水硫酸钠干燥1h,过滤,得中间体445.32g。
取上述中间体50g,加入至装有机械搅拌、温度计、氮气、橡胶塞的四口烧瓶中,加入41.64g环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、20.08gγ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、60g正庚烷,使用注射器向体系中加入550μL甲醇锂溶液,于110℃反应0.5h;后降至室温,向体系中通入二氧化碳气体1h用于中和催化剂;旋蒸(130℃,15mbar)除去小分子,过滤后得锚固剂83.90g,产率97.54%,其中环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷残余质量分数通过气相色谱表征,分别为0.17%、0.08%。
产物鉴定信息:
粘度:57.48cP,色度值(Hazen):10。
核磁数据29Si NMR(80MHz,CDCl3):[d,ppm]=-10.17(-Si(CH3)2OH),-21.14(-Si(CH3)2-O-),-24.66(-SiCH3CH=CH2-OH),-35.28(-SiCH3CH=CH2-O-Si-),-41.97(-Si(OCH3)3),-50.34(-Si-O-Si(OCH3)2-O-Si-),-59.05(-Si-O-Si(OCH3)-O-Si-),-68.16(-Si-(O-Si-)3)。产品结构如下所示:
Figure BDA0003457787300000151
备注:
(1)
Figure BDA0003457787300000152
代表相应的重复缩合结构。
(2)R代表结构:
Figure BDA0003457787300000153
(3)R’代表结构:
Figure BDA0003457787300000154
(4)R”代表结构:
Figure BDA0003457787300000155
对比例1(采用碳酸钠作为催化剂)
取实施例1所得中间体50g,加入至装有机械搅拌、温度计、氮气、橡胶塞的四口烧瓶中,加入65g环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、60g正庚烷,加入2.22g碳酸钠,于130℃反应6h;后降至室温,过滤除去碳酸钠;旋蒸(130℃,15mbar)除去小分子,过滤后得锚固剂97.41g,产率93.37%,其中环氧环己基乙基三甲氧基硅烷残余质量分数通过气相色谱表征,为13.79%。
产物鉴定信息:
粘度:15.60cP,色度值(Hazen):127。
核磁数据29Si NMR(80MHz,CDCl3):[d,ppm]=-10.78(-Si(CH3)2OH),-22.69(-Si(CH3)2-O-),-25.13(-SiCH3CH=CH2-OH),-34.98(-SiCH3CH=CH2-O-Si-),-42.27(-Si(OCH3)3),-51.11(-Si-O-Si(OCH3)2-O-Si-),-58.73(-Si-O-Si(OCH3)-O-Si-),-69.01(-Si-(O-Si-)3)。
对比例2(采用氢氧化钾作为催化剂)
取实例4所得中间体50g,加入至装有机械搅拌、温度计、氮气、橡胶塞的四口烧瓶中,加入65g环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、60g正庚烷,向体系中加入0.3g氢氧化钾,于110℃反应6h;后降至室温,过滤除去氢氧化钾;旋蒸(130℃,15mbar)除去小分子,过滤后得锚固剂87.81g,产率91.47%,其中环氧环己基乙基三甲氧基硅烷残余质量分数通过气相色谱法表征,为0.06%。
产物鉴定信息:
粘度:72.50cP,色度值(Hazen):495。
核磁数据29Si NMR(80MHz,CDCl3):[d,ppm]=-11.03(-Si(CH3)2OH),-23.18(-Si(CH3)2-O-),-24.87(-SiCH3CH=CH2-OH),-35.31(-SiCH3CH=CH2-O-Si-),-43.12(-Si(OCH3)3),-50.69(-Si-O-Si(OCH3)2-O-Si-),-57.61(-Si-O-Si(OCH3)-O-Si-),-68.68(-Si-(O-Si-)3)。
将实施例1~8以及对比例1所得锚固剂分别应用于离型剂配方,该离型剂配方如下表1所示:
表1离型剂配方
Figure BDA0003457787300000161
测得各项指标如表2所示:
表2不同锚固剂应用于离型剂配方指标
锚固剂 涂布量/g 初始离型力/g 高温老化离型力/g 附着性/%
实施例1 1.451 5.3 6.1 99.2
实施例2 1.353 5.5 5.9 98.5
实施例3 1.513 6.4 6.8 99.0
实施例4 1.533 6.2 7.3 98.2
实施例5 1.561 5.1 6.2 99.3
实施例6 1.496 6.2 6.9 94.7
实施例7 1.508 6.4 6.8 95.1
实施例8 1.488 5.7 6.2 99.5
对比例1 1.367 7.2 15.1 98.7
对比例2 1.415 6.3 12.7 93.8
注:老化条件为温度60℃,放置3天。
由表2可知,本方法提供的锚固剂在离型剂配方中表现为附着性好、老化离型力波动较小,而对比例所得锚固剂表现为老化离型力偏高。这是由于本方法所提供锚固剂结构可控,可将有机硅氧烷硅烷单体C残余质量控制在0.1~1%之间,从而使得离型剂配方在高温老化过程中不会发生烷氧基水解缩合等副反应,保证附着性的同时,减小老化离型力波动。
将实施例1~8以及对比例1~2所得锚固剂分别应用于压敏胶配方,具体配方如表3所示:
表3压敏胶配方
Figure BDA0003457787300000171
Figure BDA0003457787300000181
测得各项指标如表4所示:
表4不同锚固剂应用于压敏胶配方指标
锚固剂 初始粘合力/g 高温粘合力/g 高温高湿老化粘合力/g 雾度
实施例1 2.8 5.1 5.7 1.25
实施例2 2.7 4.3 5.3 1.37
实施例3 2.8 4.5 5.1 1.36
实施例4 2.8 5.2 5.3 1.34
实施例5 2.6 4.3 5.1 1.24
实施例6 2.7 4.3 5.1 1.26
实施例7 2.7 5.1 5.3 1.33
实施例8 2.6 5.3 5.7 1.41
对比例1 2.7 6.0 8.6 2.35
对比例2 2.8 6.4 7.2 1.94
注:老化条件为温度60℃,环境湿度90%,放置3天。
由表4可知,实施例1~8所得锚固剂应用于压敏胶体系中,高温条件以及高温高湿老化粘合力均波动较小,且由于锚固剂中有机硅氧烷单体C含量低,具备一定量的T缩合结构,使得其与压敏胶体系相容性好,体系雾度较低。
本领域技术人员可以理解,在本说明书的教导之下,可对本发明做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。

Claims (21)

1.一种锚固剂,其特征在于,通过包括以下反应原料的反应制备而成:
a)含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷,
b)有机硅氧烷单体C,
c)催化剂Ⅱ;
组分a)为有机硅氧烷单体A、有机硅氧烷单体B在有水的条件下反应得到的产物;
所述有机硅氧烷单体A为二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、甲基苯基硅二醇、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二苯基硅二醇、3,3,3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基环己基二甲氧基硅烷、甲基环己基二乙氧基硅烷中的一种或多种;
所述有机硅氧烷单体B为甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、二乙烯基二甲氧基硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷中的一种或多种;所述有机硅氧烷单体C为环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、环氧环己基乙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种;
所述锚固剂中包含质量分数为0.1-1%的有机硅氧烷单体C;
所述催化剂Ⅱ为锂类催化剂,包括烷基锂或烷氧基锂;
所述组分a)含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷与有机硅氧烷单体C的摩尔比为1:0.5~1:4;
催化剂Ⅱ的用量为含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷与有机硅氧烷单体C总质量的0.1%~1%。
2.根据权利要求1所述的锚固剂,其特征在于,所述锚固剂中包含质量分数为0.1-0.5%的有机硅氧烷单体C。
3.根据权利要求1所述的锚固剂,其特征在于,所述催化剂Ⅱ为烷氧基锂。
4.根据权利要求1所述的锚固剂,其特征在于,所述烷基锂选自正丁基锂、仲丁基锂中的一种或多种;烷氧基锂选自甲氧基锂、乙氧基锂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的锚固剂,其特征在于,所述有机硅氧烷单体A与有机硅氧烷单体B的摩尔比例为1:0.1~1:1。
6.根据权利要求5所述的锚固剂,其特征在于,所述有机硅氧烷单体A与有机硅氧烷单体B的摩尔比例为1:0.1~1:0.6。
7.根据权利要求1所述的锚固剂,其特征在于,所述组分a)含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷与有机硅氧烷单体C的摩尔比为1:0.5~1:2。
8.根据权利要求1所述的锚固剂,其特征在于,催化剂Ⅱ的用量为含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷与有机硅氧烷单体C总质量的0.2~0.6%。
9.根据权利要求1所述的锚固剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)将有机硅氧烷单体A、有机硅氧烷单体B与碱催化剂、水混合,在10-80℃条件下搅拌反应1-24h,得到含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷中间体;
2)将所述含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷中间体与有机硅氧烷单体C、催化剂Ⅱ混合,在10~120℃条件下进行缩合反应0.5~10h,后经中和、除低沸、过滤,制得锚固剂。
10.根据权利要求9所述的锚固剂的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述碱催化剂为氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的一种或多种。
11.根据权利要求9所述的锚固剂的制备方法,其特征在于,步骤1)中,反应完成后在30~120℃条件下蒸馏除去低沸物,后经干燥、过滤,得到含乙烯基官能团的端羟基聚硅氧烷中间体。
12.根据权利要求9所述的锚固剂的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述有机硅氧烷单体A与有机硅氧烷单体B的摩尔比例为1:0.1~1:1。
13.根据权利要求12所述的锚固剂的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述有机硅氧烷单体A与有机硅氧烷单体B的摩尔比例为1:0.1~1:0.6。
14.根据权利要求9所述的锚固剂的制备方法,其特征在于,步骤1)中,步骤1)中所述有机硅氧烷单体与水的摩尔比为1:1~1:10。
15.根据权利要求14所述的锚固剂的制备方法,其特征在于,步骤1)中,步骤1)中所述有机硅氧烷单体与水的摩尔比为1:1~1:6。
16.根据权利要求9所述的锚固剂的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述碱催化剂用量为有机硅氧烷单体A与有机硅氧烷单体B总质量的0.01%~1%。
17.根据权利要求16所述的锚固剂的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述碱催化剂用量为有机硅氧烷单体A与有机硅氧烷单体B总质量的0.01~0.5%。
18.根据权利要求9所述的锚固剂的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中可任选的加入有机溶剂,所述有机溶剂为正己烷、环己烷、正庚烷、甲苯、二甲苯、四氢呋喃中的一种或多种。
19.一种权利要求1-8任一项所述锚固剂或权利要求9-18任一项所述方法制备的锚固剂的应用,其可用作压敏胶、离型剂的锚固剂。
20.一种压敏胶,其中采用权利要求1-8任一项所述锚固剂或权利要求9-18任一项所述方法制备的锚固剂,所述锚固剂的添加量为压敏胶总质量的1~2%。
21.一种离型剂,包括权利要求1-8任一项所述锚固剂或权利要求9-18任一项所述方法制备的锚固剂,所述锚固剂的添加量为离型剂总质量的1~2%。
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