一种锚固剂及其制备方法和应用[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 112608476 A(43)申请公布日 2021.04.06

(21)申请号 202011495828.0(22)申请日 2020.12.17

(71)申请人 广东标美硅氟新材料有限公司

地址 511356 广东省广州市增城新塘镇永

和山江南路15号

申请人 四川省标美硅氟新材料有限公司(72)发明人 黄振宏　宋扬　刘小芳　黄宇斌　(74)专利代理机构 广州粤高专利商标代理有限

公司 44102

代理人 冯振宁(51)Int.Cl.

C08G 77/20(2006.01)C08G 77/14(2006.01)C08G 77/06(2006.01)C09J 7/40(2018.01)

权利要求书1页 说明书6页 附图1页

(54)发明名称

一种锚固剂及其制备方法和应用(57)摘要

本发明提供一种有机硅离型剂用锚固剂的制备方法和应用。本发明的锚固剂具有如式I所示结构。所述锚固剂的制备过程中直接选用含有羟基的聚有机硅氧烷和含有乙烯基基团的烷氧基硅烷化合物进行缩聚反应，可以减少反应过程中杂质的产生，进一步提高锚固剂的性能，使其制备的离型剂与基材(例如纸张、聚合物薄膜)相互作用时，可以同时具有较高的附着力和较低的被剥离性能，同时还可提高锚固剂在室温下的储存稳定性。CN 112608476 ACN 112608476 A

权　利　要　求　书

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1.一种锚固剂，其特征在于，具有如式I所示结构：

式中m，n均为大于2的整数；

且所述锚固剂的分子量为1000～9700；PDI＝1.7～2.5。

其特征在于，包括如下步骤：2.根据权利要求1所述锚固剂的制备方法，

S1.含有硅羟基的聚有机硅氧烷和含有乙烯基基团的烷氧基有机硅氧烷化合物进行缩聚反应，生成含有乙烯基基团和硅羟基的有机硅氧烷A；

S2.含有乙烯基基团和硅羟基的有机硅氧烷A与含有环氧基团的可水解有机硅氧烷B在催化剂作用下进行反应，得到所述锚固剂。

3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述含有硅羟基的聚有机硅氧烷为分子量为200～7000的羟基硅油；

所述含有乙烯基基团的烷氧基有机硅氧烷化合物为甲基乙烯基二甲氧基硅烷或甲基乙烯基二乙氧基硅烷中的一种或几种的组合；

所述含有环氧基团的可水解有机硅氧烷B为2‑(3,4‑环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷、3‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷或3‑[(2,3)‑环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种的组合。

4.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述有机硅氧烷A和有机硅氧烷B的摩尔比为1:0.5～2。

5.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述含有乙烯基基团和硅羟基的有机硅氧烷A的分子量为300～8000。

6.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤S2中所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、乙二胺、乙醇胺、三乙胺、四甲基氢氧化铵、铵胶、碱胶、阴离子树脂或负载碱溶液中的一种或几种的组合。

7.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述催化剂的用量为含有乙烯基基团和硅羟基的有机硅氧烷A与含有环氧基团的可水解有机硅氧烷B总重量的0.01～2％。

8.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤S1中反应的温度为60～80℃；步骤S2中反应的温度为60～80℃。

9.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤S1中反应的时间为3～5h；步骤S2中反应的时间为3～5h。

10.权利要求1所述锚固剂在制备有机硅离型剂中的应用。

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一种锚固剂及其制备方法和应用

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技术领域

[0001]本发明属于有机硅技术领域，具体涉及一种锚固剂及其制备方法和应用。背景技术

[0002]离型剂又称防黏剂，涂布于基材与压敏胶之间，起保护胶层的作用，防止胶层被污染或黏住其他物品前而失效，应用领域包括标签、烘焙纸、自黏信封、卫生用品和电子产品等。有机硅离型剂属于离型剂的一种，从反应机理上来区分可分为三种：加成(即铂金催化)、缩合(有机锡催化)和辐射固化(UV光固化)等多种形式。从产品形态上来分，有溶剂型、

其中铂金催化的产品是目前市场上的主流产品。无溶剂型和乳液型。

[0003]为了提高离型剂与基材之间的附着力、降低离型物质迁移到压敏胶的机率，需要在离型剂的配方中添加锚固剂。

[0004]锚固剂是有机硅离型剂的必要组分，除了提供附着力之外，还影响离型膜的剥离性能，例如剥离力、残余黏着率等。优秀的锚固剂，除了必须满足制备的离型膜对基材的锚固性不会随时间推移而衰减之外，还必须使得离型膜在长期储存的过程中剥离性能不会发生明显改变。因此，须满足以下条件：一是不影响加成固化反应；二是不会释放出可水解的游离硅油影响压敏胶的粘性；三是在涂布施工过程中不会释放有毒有气味的分子。[0005]东莞贝特利公司在专利CN1096565A中公布了一种含硅氢、不饱和键的烷基和丙烯酸酯官能团的硅氧烷作为增粘剂，能够明显提高硅橡胶与难粘性树脂基材间的粘结效

将3‑缩水甘果。该公司在另一篇专利CN108795319A中公布了另外一种增粘剂的合成方法，

油丙基三甲氧基硅烷、3‑三甲氧基硅烷丙烯酸丙酯、乙烯基三乙酰氧基硅烷依次加入反应容器中，搅拌均匀，然后加入去离子水，开启加热，待加热温度升至一定温度后，恒温搅拌一定时间，然后减压蒸馏，待无低沸物流出停止蒸馏，冷却至室温，得到有机硅压敏胶增粘剂。[0006]美国专利US55677A公布了包含乙烯基和烷氧基的有机硅氧烷，作为离型剂的添加剂，以增强其在聚酯膜上的附着力，但是，乙烯基含量会影响其在基体上的附着力，因此无法达到较高附着力和较低剥离力性能的要求；美国专利US2003/0088042A1中公布了锚固剂的合成方法，用几种比例的乙烯基硅烷和环氧基硅烷进行共水解制备的锚固剂，类似含环氧丙基和乙烯基的T硅树脂，可以明显改善离型剂在纸张和聚酯薄膜上的附着力，但是T型硅树脂会导致离型膜剥离力的上升，不利于低剥离力离型膜的制备和储存稳定性；中国专利CN1059617A制备了一种水基锚固剂，通过加入表面活性剂来提高水基锚固剂的固着特性和稳定性，但是其存储稳定性仍有待提高。[0007]因此，需要开发一种锚固剂，可以同时改善离型膜和基材之间的附着力和剥离性能，同时具有优异的存储稳定性。发明内容

[0008]本发明的目的在于，克服现有离型膜与基体之间附着力和剥离性能不能同时改善的缺点，提供一种锚固剂。本发明提供的具有结构通式1所示结构的有机硅氧烷化合物，用

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作锚固剂，在室温下储存稳定，添加到离型剂配方中，对于离型膜的固化和剥离性能影响小，有利于低剥离力的获得，并且在长时间的储存过程中，离型膜的剥离性能不会发生明显变化；同时与基材之间产生较好的附着力，并且不会在离型剂固化过程中释放出任何有毒有害的气体，也不会释放出游离硅油影响压敏胶的粘性。[0009]本发明的另一目的在于，提供所述锚固剂的制备方法。[0010]本发明的另一目的在于，提供所述锚固剂在制备有机硅离型剂中的应用。[0011]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：[0012]一种锚固剂，具有如式I所示结构：

[0013]

式中m，n均为大于2的整数；

[0015]且所述锚固剂的分子量为1000～9700；PDI＝1.7～2.5。[0016]本发明的锚固剂是官能化的有机硅氧烷化合物，含有乙烯基和环氧基团，在制备过程中直接选用含有羟基的聚有机硅氧烷和含有乙烯基基团的烷氧基硅烷化合物进行缩聚反应，可以减少反应过程中杂质的产生，进一步提高锚固剂的性能，使其制备的离型剂与基材(例如纸张、聚合物薄膜)相互作用时，可以同时具有较高的附着力和较低的剥离性能，同时还可提高锚固剂在室温下的储存稳定性。[0017]所述锚固剂的制备方法，包括如下步骤：

[0018]S1.含有硅羟基的聚有机硅氧烷和含有乙烯基基团的烷氧基有机硅氧烷化合物进行缩聚反应，生成含有乙烯基基团和硅羟基的有机硅氧烷A；

[0019]S2.含有乙烯基基团和硅羟基的有机硅氧烷A与含有环氧基团的可水解有机硅氧烷B在催化剂作用下进行反应，得到所述锚固剂；[0020]优选地，所述含有硅羟基的聚有机硅氧烷为分子量为200～7000的羟基硅油。[0021]进一步优选地，所述含有硅羟基的聚有机硅氧烷为分子量为1000～3000的羟基硅油。

[0022]优选地，所述含有乙烯基基团的烷氧基有机硅氧烷化合物为甲基乙烯基二甲氧基硅烷或甲基乙烯基二乙氧基硅烷中的一种或几种的组合。[0023]优选地，S1.中，进行缩聚反应的所述含有硅羟基的聚有机硅氧烷和含有乙烯基基团的烷氧基有机硅氧烷化合物的摩尔比为1:1。[0024]优选地，步骤S1中还可包含催化剂，所述催化剂为碱性催化剂，具体为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、乙二胺、乙醇胺、三乙胺、四甲基氢氧化铵、铵胶、碱胶、阴离子树脂或负载碱中的一种或几种的组合。[0025]优选地，所述催化剂的用量为含有硅羟基的聚有机硅氧烷和含有乙烯基基团的烷氧基有机硅氧烷化合物总重量的0.1～0.03％。[0026]优选地，步骤S1所述缩聚反应在干燥的N2保护下进行，其目的是防止潮湿空气中的水蒸气对反应的干扰。

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[0014]

CN 112608476 A[0027][0028][0029][0030][0031]

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优选地，步骤S1所述缩聚反应的温度为60～80℃。优选地，步骤S1所述缩聚反应的时间为3～5小时。优选地，步骤S1中缩聚反应结束后，还包括调节pH为7。优选地，所述含有乙烯基基团和硅羟基的有机硅氧烷A的分子量为300～8000。进一步优选地，所述含有乙烯基基团和硅羟基的有机硅氧烷A的分子量为1000～

6000。

研究发现，含有乙烯基基团和硅羟基的有机硅氧烷A中的乙烯基含量会影响锚固

剂的性能。乙烯基含量太高，制备的锚固剂添加到有机硅离型剂中，离型膜的剥离力较大；反之，乙烯基含量太低，会导致离型剂对基材的附着性能下降，例如离型膜储存一个月之后发生掉硅现象，影响使用。[0033]优选地，步骤S2所述含有环氧基团的可水解有机硅氧烷B为2‑(3,4‑环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷、3‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或3‑[(2,3)‑环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种的组合。[0034]研究发现，锚固剂中有机硅氧烷B的含量影响采用锚固剂制备得到的有机硅离型剂对基材的附着力，有机硅氧烷B的含量越高，有机硅离型剂对基材(如纸张或者PET聚酯薄膜)的附着力越好。[0035]优选地，所述有机硅氧烷A和有机硅氧烷B的摩尔比为1:0.5～2。[0036]进一步优选地，所述有机硅氧烷A和有机硅氧烷B的摩尔比为1:1.25。[0037]优选地，具体为氢氧化钠、氢氧化步骤S2所述催化剂为碱分散在化合物中的溶液，钾、碳酸钠、碳酸氢钠、乙二胺、乙醇胺、三乙胺、四甲基氢氧化铵、铵胶、碱胶、阴离子树脂或负载碱溶液中的一种或几种的组合。[0038]优选地，所述催化剂的用量为含有乙烯基基团和硅羟基的有机硅氧烷A与含有环氧基团的可水解有机硅氧烷B总重量的0.01～0.03％。[0039]优选地，步骤S2所述反应在干燥的N2保护下进行，其目的是防止潮湿空气中的水蒸气对反应的干扰。[0040]优选地，步骤S2所述反应的温度为60～80℃。[0041]优选地，步骤S2所述反应的时间为3～5小时。[0042]优选地，步骤S2中反应结束后，还包括调节pH为7。

[0043]所述锚固剂在制备有机硅离型剂中的应用也在本发明的保护范围之内。[0044]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

[0045]本发明提供的具有结构通式1所示结构的有机硅氧烷化合物，用作锚固剂在室温下储存稳定，添加到离型剂配方中，对于离型膜的固化和剥离性能影响小，有利于低剥离力的获得，并且在长时间的储存过程中，离型膜的剥离性能不会发生明显变化；同时还与基材之间具有较好的附着力，并且不会在离型剂固化的过程中释放出任何有毒有害的气体，也不会释放出游离硅油影响压敏胶的粘性。

附图说明

[0046]图1为本发明实施例1制备得到的锚固剂的分子量分布谱图。

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具体实施方式

[0047]以下结合具体实施例和附图来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。除非特别说明，本发明所用试剂和材料均为市购。[0048]实施例1

[0049]本发明制备一种锚固剂，按照如下方法进行制备：[0050]S1.190g(分子量为200，0.95mol)双端羟基聚硅氧烷、125.6g(0.95mol)甲基乙烯基二甲氧基硅烷和0.094g KOH在60℃下反应3h，得到分子量为510，PDI为1.83的含有乙烯基基团和硅羟基的有机硅氧烷A；

[0051]S2.145.2g(0.28mol)S1得到的有机硅氧烷A、82.7g(0.35mol)3‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和0.068g KOH在60℃下反应3h，得到分子量为1123，PDI为1.73的锚固剂。

[0052]实施例2

[0053]本发明制备一种锚固剂，按照如下方法进行制备：[0054]S1.150g(分子量为7000，0.021mol)双端羟基聚硅氧烷、2.77g(0.021mol)甲基乙烯基二甲氧基硅烷和0.045g KOH在60℃下反应3h，得到分子量为7700，PDI为1.87的含有乙烯基基团和硅羟基的有机硅氧烷A；

[0055]S2.120g(0.015mol)S1得到的有机硅氧烷A、5.42g(0.019mol)3‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷和0.0037g KOH在60℃下反应3h，得到分子量为8312，PDI为1.77的锚固剂。

[0056]实施例3

[0057]本发明制备一种锚固剂，按照如下方法进行制备：[0058]S1.300g(分子量为200，1.5mol)双端羟基聚硅氧烷、240.4g(1.5mol)甲基乙烯基二乙氧基硅烷和0.16g KOH在60℃下反应3h，得到分子量为552，PDI为1.91的含有乙烯基基团和硅羟基的有机硅氧烷A；

[0059]S2.180g(0.326mol)S1得到的有机硅氧烷A、100.4g(0.408mol)2‑(3,4‑环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷和0.084g KOH在60℃下反应3h，得到分子量为1240，PDI为1.81的锚固剂。

[0060]实施例4

[0061]本发明制备一种锚固剂，按照如下方法进行制备：[0062]S1.500g(分子量为7000，0.07mol)双端羟基聚硅氧烷、11.22g(0.07mol)甲基乙烯基二乙氧基硅烷和0.15g KOH在60℃下反应3h，得到分子量为7800，PDI为1.97的含有乙烯基基团和硅羟基的有机硅氧烷A；

[0063]S2.230g(0.029mol)S1得到的有机硅氧烷A、7.99g(0.036mol)3‑[(2,3)‑环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷和0.071g KOH在60℃下反应3h，得到分子量为9659，PDI为2.11的锚固剂。

[00]实施例5

[0065]本实施例的制备方法，与实施例1的不同之处在于：[0066]步骤S1中，反应时间为5h，制备得到分子量为1000，PDI为1.83的含有乙烯基基团

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和硅羟基的有机硅氧烷A；[0067]步骤S2中，145.2g(0.145mol)S1得到的有机硅氧烷A、42.8g(0.18mol)3‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和0.056g KOH在60℃下反应5h，得到分子量为1600，PDI为1.81的锚固剂。

[0068]实施例6

[0069]本实施例的制备方法，与实施例1的不同之处在于：[0070]步骤S1中，反应温度为80℃，制备得到分子量为400，PDI为1.85的含有乙烯基基团和硅羟基的有机硅氧烷A；

[0071]S2.112g(0.28mol)S1得到的有机硅氧烷A、82.7g(0.35mol)3‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和0.058g KOH在60℃下反应3h，得到分子量为1052，PDI为1.76的锚固剂。[0072]实施例7

[0073]本实施例的制备方法，与实施例1的不同之处在于：[0074]步骤S1中，催化剂KOH的用量为0.31g，制备得到分子量为1600，PDI为1.83的含有乙烯基基团和硅羟基的有机硅氧烷A；[0075]步骤S2中，145.2g(0.09mol)S1得到的有机硅氧烷A、26.8g(0.11mol)3‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和0.017g KOH在60℃下反应3h，得到分子量为2107，PDI为1.78的锚固剂。

[0076]对比例1

[0077]本对比例以羟基封端的二甲基、甲基乙烯基硅氧烷，β‑(3,4‑环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷和乙烯基二甲氧基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷为原料，参照中国专利CN1059617A中锚固剂的制备方法制备得到。[0078]对比例2

[0079]本对比例选用市售陶氏Syl‑Off DC 297锚固剂。[0080]性能测试

[0081]将18.9g粘度为590mPa.s的硅油，0.334g聚(甲基氢)硅烷交联剂，抑制剂马来酸二甲酯己醇分散在120#溶剂油的溶液(1％浓度)2.0g，上述实施例和对比例合成的锚固剂0.2g混合均匀，然后加入120#溶剂油13.3g，搅拌均匀，最后加入Karstertd铂金催化剂(Pt含量5000PPM)0.6g，混合搅拌均匀后，使用东莞科健产的涂布机KJ‑6017A，配置2μm的线棒以900mm/min的速度在东材5c PET聚酯薄膜上刮涂，理论干硅是0.93g/m2。使用热风干燥箱在150℃固化30s，得到涂覆有离型剂的基体材料。将固化的PET离型膜与TESA 7475胶带进行层压，贴6个样条，将其中两个样条放在25℃、湿度50％的空调房放置20h，另两个样条在70℃、湿度50％的老化箱中老化20h，剩下的2个样条在敞开的大气环境中储存1个月。剥离力测试方法参考GB/T 2972‑2014胶粘带剥离强度的试验方法。剥离力测试完后，对剥离之后的离型膜进行附着力测试。通过同一位实验人员在用力均衡的前提下，手指平行摩擦5次来测定有机硅离型剂对PET膜的附着力，从而判断锚固剂的效果。[0082]各实施例和对比例的测试结果详见表1。[0083]表1实施例和对比例制备的剥离性能

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[0084]

表1中NNN表示无沾污、无迁移、无擦除；玻璃稳定性＝(剥离力‑常温20h下剥离

力)/常温20h下剥离力*100％。[0086]由表1结果可知，本发明实施例制备得到的锚固剂与现有市售陶氏Syl‑Off DC 297锚固剂以及常规方法制备得到的锚固剂相比，在高温(70℃20h)条件下的剥离稳定性提高了至少63.40％，以及常温长时间(1个月)条件下的剥离稳定性提高了至少72.36％，可以看出，在常温、70℃以及常温一个月之后的剥离性能是有优势的，同时具有良好的附着力和较低的剥离性能，且剥离稳定性良好。[0087]以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

[0085]

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说　明　书　附　图

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图1

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