一種改良有機硅壓敏膠黏劑穩(wěn)定性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及膠黏劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改良有機硅壓敏膠黏劑穩(wěn)定性的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機硅壓敏膠黏劑一般是由羥基封端的聚有機硅氧烷線性高分子在催化劑的作 用下，和帶有羥基的MQ有機硅樹脂進行縮聚反應(yīng)而形成的一種高性能壓敏材料。因為結(jié)構(gòu) 的原因，有機硅壓敏膠黏劑具有優(yōu)良的耐高/低溫性能、優(yōu)良的介電性能及耐老化性能，同 時具有表面自由能低、能粘帖住難粘帖物表面等特點，因而應(yīng)用十分廣泛。有機硅壓敏膠黏 劑的制備工藝相當復(fù)雜，現(xiàn)有技術(shù)中的有機硅壓敏膠黏劑，常因為原材料來源不廣泛、研究 基礎(chǔ)差、生產(chǎn)制造設(shè)備及生產(chǎn)技術(shù)落后等原因，極易導(dǎo)致產(chǎn)品的耐溫性能差、涂布后剝離性 能、初粘性能、持粘性能等不穩(wěn)定。
[0003] 有機硅壓敏膠黏劑是通過帶羥基封端的聚硅氧烷和帶羥基結(jié)構(gòu)的MQ樹脂在催化 劑的作用下通過硅羥基的縮聚而形成的，由于有機化學(xué)反應(yīng)是一種平衡反應(yīng)，有機硅壓敏 膠黏劑結(jié)構(gòu)上必將還殘留一定水平的羥基，這種羥基性質(zhì)比較活潑，在高溫下這些硅羥基 將通過縮聚反應(yīng)而生成水，從而造成壓敏膠黏劑制品出現(xiàn)氣泡等不良，造成交聯(lián)的膠黏劑 結(jié)構(gòu)的破壞并形成殘膠、膠層龜裂等不良，從而降低膠黏劑制品的高溫使用性能。所以有效 降低有機硅壓敏膠黏劑分子中殘留的硅羥基的水平，可以有效提高有機硅壓敏膠黏劑的耐 溫性能。
[0004] 在制備有機硅壓敏膠黏劑時，在縮聚階段，隨著縮聚反應(yīng)的進行，生成的水將不斷 的產(chǎn)生而進入有機相;這些水份的留存也對有機硅壓敏膠黏劑的性能也有很大的影響；國 外有機硅壓敏膠黏劑制備時的除水過程是通過向反應(yīng)裝置中不斷地通入干燥的氮氣來帶 走反應(yīng)體系中產(chǎn)生的水份，使反應(yīng)體系中的水份含量保持在較低的水平，國內(nèi)則是通過類 似于迪安-斯達克榻分水器(Dean-Stark trap)之類的裝置除水，但是除水效果比較差，只 能除去溶劑飽和后的游離水，溶劑中還含有部分的溶解水。體系中殘留的水份將在膠黏劑 殘留的催化劑的作用下，使縮聚的膠黏劑分子部分水解，重新分解為聚有機硅硅氧烷和有 機硅樹脂并差異性地迀出至膠粘制品表面，導(dǎo)致膠黏劑制品粘性的不穩(wěn)定。
[0005] 制備有機硅壓敏膠黏劑的原料都含有羥基基團，所以能促使這些羥基基團進行縮 聚反應(yīng)的催化劑的選取就極其重要。常用的催化劑有酸類、堿類、強酸弱堿鹽類、強堿弱酸 鹽類、有機胺類、某些金屬鹽類比如有機錫化合物等。這些催化劑中，可選擇的催化劑要求 催化活性高、用量少、容易分散到制備原料中且容易滅活。酸性催化劑中的硫酸、鹽酸等酸 性強，催化效果好，但是比較難以均勻分散到有機相中，后續(xù)處理很困難，設(shè)備腐蝕也比較 嚴重；乙酸等有機弱酸雖然容易分散到反應(yīng)體系中，但是催化效果差，使用量也較高;堿性 催化劑中常用的如堿性金屬氫氧化物、季銨堿等因為難以分散到反應(yīng)體系中，要求使用量 大，這將招致硅膠鏈接的降解等副反應(yīng)的發(fā)生;強酸弱堿鹽或強堿弱酸鹽類催化劑也是強 極性物質(zhì)，也很難分散到反應(yīng)體系中。有機錫、有機鈦等金屬化合物容易分散，但是反應(yīng)結(jié) 束后容易殘留到膠黏劑反應(yīng)體系中，這將導(dǎo)致膠黏劑向逆反應(yīng)方向進行，造成膠粘制品的 粘結(jié)性能出現(xiàn)不穩(wěn)定。有機胺類催化劑具有合適的催化活性，也很容易分散到反應(yīng)體系中， 反應(yīng)完成后可以加入酸類物質(zhì)予以中和，所以胺類物質(zhì)被廣泛用作有機硅壓敏膠黏劑的縮 聚催化劑。
[0006] 因此要解決有機硅壓敏膠黏劑的穩(wěn)定性問題，就必須從以下幾個方面入手：
[0007] (1)降低有機硅壓敏膠黏劑中殘留的水份；
[0008] (2)降低有機硅壓敏膠黏劑分子中殘留的硅羥基的水平；
[0009] (3)對有機硅膠黏劑中殘留的縮聚催化劑進行徹底滅活處理。
[0010] 然而，由于工藝水平及設(shè)備等原因的限制，國產(chǎn)的有機硅壓敏膠黏劑實際上還很 難同時做到這三方面的要求，特別對于胺類催化劑的滅活處理也僅僅是通過加入醋酸等物 質(zhì)進行中和處理。這種有機硅壓敏膠黏劑在涂布干燥過程中，被酸類物質(zhì)中和的胺鹽將重 新分解為胺，這些胺類物質(zhì)將和膠粘劑中少量殘留或外部帶入的水份一起，慢慢地將縮聚 的有機硅膠黏劑部分分解為硅橡膠和硅樹脂，硅橡膠或硅樹脂因迀移速率的差異將慢慢地 改變膠粘制品的膠層結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致有機硅膠粘制品使用性能的不穩(wěn)定，主要表現(xiàn)為耐溫 性能差、容易殘膠、粘性等使用性能會隨著時間的變化而慢慢發(fā)生變化乃至無法滿足使用 要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種制作過程簡單、成本低廉的 尚穩(wěn)定性的有機娃壓敏膠黏劑，旨在提尚有機娃壓敏膠黏劑的耐溫性能的同時，沿承有機 硅壓敏膠黏劑的制備工藝，也不會改變膠黏劑本身的基本性質(zhì)。
[0012 ]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0013] -種改良有機硅壓敏膠黏劑穩(wěn)定性的方法，包括以下步驟：
[0014] 步驟1)除水及去羥基:在有機硅壓敏膠黏劑制備過程中，在縮聚工序完成后，向反 應(yīng)體系中加入含有官能團硅氧烷類化合物的除水去羥劑以除去反應(yīng)體系中殘留的水份 及降低膠黏劑分子結(jié)構(gòu)中的殘留羥基；
[0015] 步驟2)催化劑的徹底滅活:完成步驟1)后，即可進行催化劑的滅活處理，分為以下 兩種情況：
[0016] a)在有機硅壓敏膠黏劑制備過程中，當使用一級胺或二級胺為縮聚催化劑時，在 氮氣反應(yīng)氛圍下保持膠黏劑反應(yīng)體系在70°C左右，將一級胺或二級胺與醛類或酮類、低級 羧酸反應(yīng)生成席夫堿，然后再將生成的不穩(wěn)定的席夫堿與丙二酸二乙酯反應(yīng)，使席夫堿變 成無催化活性的β-氨基酸；
[0017] b)在有機硅壓敏膠黏劑制備過程中，當使用二級胺或三級胺作為縮聚催化劑時， 通過向反應(yīng)體系中加入可與二級胺或三級胺反應(yīng)形成穩(wěn)定化合物的酸性物質(zhì)；
[0018] 步驟3)中和殘余酸性物質(zhì):在步驟2)后的有機硅壓敏膠黏劑中加入含有醇鈉的堿 性物質(zhì)以中和掉膠黏劑中殘存的酸性物質(zhì)；
[0019] 步驟4)真空脫除殘余小分子物質(zhì):對步驟3)后的有機硅壓敏膠黏劑進行真空處理 以脫除其中殘留的小分子。
[0020] 優(yōu)選的是，所述的改良有機硅壓敏膠黏劑穩(wěn)定性的方法，其中，所述α-官能團硅氧 烷的化學(xué)通式為X-CH2-SiR2-〇R'，式中X-為[CH3-(CH2)m] 2-N-(m為大于等于1的正整數(shù)）、NH2 (CH2)n NH-(n為大于等于2的正整數(shù)）、〇5匝-順-、批-、012 = (：(]^)-(1)〇-中的一種;1?為!1、]^、 Et中的一種;R'為Me、Et、Vi中的一種。
[0021] 優(yōu)選的是，所述的改良有機硅壓敏膠黏劑穩(wěn)定性的方法，其中，所述化學(xué)通式為X-CH2-SiR2-〇R '的α-官能團硅氧烷類化合物為α-氨基硅氧烷類化合物，且X-為[CH3-( CH2 )m] 2-N_(m為大于等于1的正整數(shù)）、NH2(CH2)n NH-(n為大于等于2的正整數(shù)）中的一種;R為Me;R' 為Me、Et中的一種。
[0022] 優(yōu)選的是，所述的改良有機硅壓敏膠黏劑穩(wěn)定性的方法，其中，所述酸性物質(zhì)含有 HCl〇
[0023] 優(yōu)選的是，所述的改良有機硅壓敏膠黏劑穩(wěn)定性的方法，其中，所述酸性物質(zhì)為含 有HC1的乙醚溶液。
[0024] 優(yōu)選的是，所述的改良有機硅壓敏膠黏劑穩(wěn)定性的方法，其中，所述除水去羥劑添 加量為所述有機硅壓敏膠黏劑干重質(zhì)量的〇. 05%~2.5%。
[0025] 優(yōu)選的是，所述的改良有機硅壓敏膠黏劑穩(wěn)定性的方法，其中，所述步驟2)中，當 催化劑為一級胺或二級胺時，所述醛類或酮類、低級羧酸及丙二酸二乙酯的添加量分別為 所述有機硅壓敏膠黏劑干重質(zhì)量的〇 .5%~2.5%。0.0%~0.5%和0.5%~2.5%;當催化 劑為二級胺或三級胺時，HC1的添加量為所述有機硅壓敏膠黏劑干重質(zhì)量的0.1 %~1.5%。
[0026] 優(yōu)選的是，所述的改良有機硅壓敏膠黏劑穩(wěn)定性的方法，其中，所述醇鈉的添加量 為所述有機硅壓敏膠黏劑干重質(zhì)量的〇.05%~1.5%。
[0027]優(yōu)選的是，所述的改良有機硅壓敏膠黏劑穩(wěn)定性的方法，其中，將該方法用于改善 成品有機硅壓敏膠黏劑，還包括在步驟1)前的預(yù)處理，即將成品有機硅壓敏膠黏劑置于反 應(yīng)釜中，在通氮保護及攪拌狀態(tài)下將反應(yīng)溫度降低至40°C~45°C，接下來同所述步驟1)-步 驟4)。
[0028] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過降低膠黏劑分子中的羥基的水平及膠黏劑中的 殘留水份，將除水及脫除殘余羥基合并為同一步驟完成，簡化了流程，能夠達到穩(wěn)定膠黏劑 的耐溫性能和貯存性能;通過對膠黏劑中殘留的胺類催化劑進行徹底滅活處理，從而抑制 膠黏劑向原料方向的逆反應(yīng)發(fā)生，以達到穩(wěn)定膠黏劑的粘性性能，滅活后進行中和膠黏劑 中殘存的酸性物質(zhì)再進行脫除小分子，這樣保證了膠黏劑的穩(wěn)定性和使用性。本發(fā)明既可 以在有機硅壓敏膠黏劑制備過程中進行膠黏劑的穩(wěn)定性處理，也可以對成品膠黏劑進行后 處理，同時處理工藝簡單、成本低廉，處理后的膠黏劑使用性能好。
【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書 文字能夠據(jù)以實施。
[0030] 實施例1
[0031] 步驟1)縮聚反應(yīng)
[0032] 將lOOKg甲苯和200Kg的二甲苯放至反應(yīng)釜內(nèi)，加入500g的二乙胺，并攪拌均勻然 后加入300Kg的黏度為6500mPa. s左右的端羥基聚二甲基硅氧烷和200Kg的nM/nQ為0.75的 Μη約5000g/mol、Mw約18000g/mol的羥基含量約3%的MQ樹脂，在通氮保護下繼續(xù)攪拌 30min，然后升溫至約135°C并保持回流穩(wěn)定反應(yīng)約210min，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的水通過迪安-斯達克榻分水器(Dean-Stark trap)或U形管分水器不斷排出；
[0033]步驟2)除水及脫除殘余羥基
[0034]將反應(yīng)釜中的溫度降低至45°C左右，在攪拌狀態(tài)下向反應(yīng)釜中加入6Kg的NH2 (CH2) 6NHCH2-Si (CH3) 2-〇CH2CH3，攪拌反應(yīng)90min以上，然后升溫至70°C左右，開始對縮聚催 化劑進行滅活；
[0035]步驟3)催化劑滅活處理
[0036] 在氮氣反應(yīng)氛圍下保持膠黏劑反應(yīng)體系在70°C左右，在攪拌狀態(tài)下向反應(yīng)釜中加 入8Kg的正丙醛和1.0 kg的乙酸，繼續(xù)攪拌反應(yīng)90m i η后，加入1 OKg的丙二酸二乙酯，繼續(xù)攪 拌反應(yīng)90min;
[0037] 步驟4)中和膠黏劑中殘存的酸性物質(zhì)：步驟3)完成后，將反應(yīng)釜的溫度降低至50 °C以下，然后逐步加