電子束固化的矽化纖維幅材的製作方法
2023-09-19 01:54:20
專利名稱：電子束固化的矽化纖維幅材的製作方法
技術領域：
本發明涉及以電子束固化的有機矽材料飽和的纖維幅材和製備這種幅材的方法。
發明內容
簡而言之，在ー個方面，本發明提供製備矽化幅材的方法。這些方法包括以含有一種或多種聚矽氧烷材料的第一組合物飽和纖維幅材從而形成飽和的幅材和電子束固化該第一組合物從而交聯該聚矽氧烷材料從而形成固化的飽和的幅材。在一些實施例中，該方法包括以含有ー種或多種聚矽氧烷材料的第二組合物塗布固化的飽和的幅材和電子束固化該第二組合物從而交聯該聚矽氧烷材料從而形成固化的飽和的和塗布的幅材。在ー些實施例中，該方法包括以含有ー種或多種聚矽氧烷材料的第二組合物塗布飽和的幅材和電子束固化該第一組合物和該第二組合物從而交聯聚矽氧烷材料從而形成固化的飽和的和塗布的幅材。
在另一方面，本發明提供了含有以電子束固化的第一組合物所飽和的幅材的矽化幅材，該第一組合物含有交聯的聚矽氧烷材料。在一些實施例中，矽化幅材也包含在該矽化幅材的ー個或兩個主表面上的含有交聯的聚矽氧烷材料的電子束固化的第二組合物。在一些實施例中，一種或兩種組合物的聚矽氧烷材料選自非官能化聚矽氧烷、矽烷醇封端的聚矽氧烷和烷氧基封端的聚矽氧烷。在一些實施例中，一種或兩種組合物的聚矽氧烷材料包含聚ニ甲基矽氧烷。在一些實施例中，一種或兩種組合物中的所有聚矽氧烷材料為非官能化聚矽氧烷。在一些實施例中，一種或兩種組合物基本上不含催化劑和引發齊U。在一些實施例中，一種或兩種組合物包含不超過5重量％的溶劑。在一些實施例中，幅材包含玻璃纖維、聚醯胺、聚酯、聚氨酷、棉和金屬中的至少ー種。在一些實施例中，幅材為織造織物、非織造織物或針織織物。本公開的上述發明內容並不g在描述本發明的每ー個實施例。本發明的一個或多個實施例的細節還在以下描述中給出。本發明的其它特徵、目標和優點從描述和從權利要求書中將顯而易見。
附圖示出根據本發明的一些實施例的示例性矽化幅材。
具體實施例方式常常塗布纖維幅材以在其中需要減小或消除幅材的孔隙度從而獲得期望的水密封和/或氣密封性能的應用中使用。由於有機矽提供的性能如熱穩定性、耐化學性、耐火性、抗UV性和防水性的獨特的組合，在有機材料中常常選擇有機矽塗料。矽化纖維幅材，如織造織物和非織造織物，在寬泛的應用中使用。示例性應用包括不粘束帶和套管、防水製品(包括防水油布、焊接毯、烘焙墊、充氣艇)和汽車應用(諸如用於安全氣袋、折合式車頂和箱套的材料)。另外的應用包括熱氣球、帆布、帳篷、遮蓬和構造形式。用於製備矽化幅材的當前エ藝通常使用熱固化的溶劑基有機矽。當前エ藝常常需要使用大量的溶劑以提供用於飽和幅材所需的粘度。此外，由於可能需要多次塗布/飽和、乾燥和熱固化步驟，這些エ藝常常是緩慢的。適用於本發明的纖維幅材可以由任何已知材料製成。示例性材料包括聚合物材料(如聚酯、聚氨酷、聚醯胺、聚醯亞胺和聚烯烴)、有機纖維(棉、羊毛、大麻和亞麻)；和無機纖維(如玻璃纖維、陶瓷和金屬)。纖維幅材有多種形式，包括如織造幅材、非織造幅材、針織物、稀鬆布和網狀物。使用特定類型的催化劑通過熱エ藝固化常規的有機矽材料。例如已將鉬催化劑與加成固化體系一起使用，已將過氧化物(如過氧化苯甲醯)與奪氫固化體系一起使用，並且已將錫催化劑與溼/縮合固化體系一起使用。通常，這些方法需要附著至矽氧烷主鏈的反應性官能基團。例如，加成固化、鉬催 化體系通常有賴於矽鍵合的こ烯基官能團和矽鍵合的氫之間的矽氫化反應。根據成本和其它問題，可能有利的是為了正確的固化而使用不需要特定官能團的材料。具有可不使用催化劑和/或引發劑來固化的有機矽體系也是可用的。UV固化的和電子束固化的有機矽材料是已知的。這些體系通常需要使用催化劑和特定的官能團。具體地講，丙烯酸酯官能化和環氧樹脂官能化有機矽在催化劑存在時已被輻射固化。本發明人已發現用於製備矽化幅材的新方法。通常，該方法包括電子束固化有機矽材料從而形成交聯的聚矽氧烷幅材。通常，該方法可使用非官能化有機矽材料。也可使用官能化有機矽材料；然而，由於交聯中通常不涉及特定的官能團，所以這些官能團的性質和存在不是關鍵的。相比於用於固化有機矽材料的先前方法，本發明的方法不需要使用催化劑或引發齊U。因此本發明的方法可以被用於固化那些「基本上不含」這種催化劑或引發劑的組合物。如本文所用，如果組合物不包含「有效量」的催化劑或引發劑，則該組合物「基本上不含催化劑和引發剤」。應當理解，催化劑或引發劑的「有效量」取決於多種因素，包括催化劑或引發劑的類型、可固化材料的組成、以及固化方法(如熱固化、uv固化等等)。在一些實施例中，如果相對於在相同固化條件下不含催化劑或引發劑的同一組合物的固化時間而言，特定催化劑或引發劑的量沒有將組合物的固化時間減少至少10%，則這些催化劑或引發劑不是以「有效量」存在的。通常，可用於本發明的有機矽材料是聚矽氧烷，即包含聚矽氧烷主鏈的材料。在一些實施例中，非官能化的有機矽材料可以是由下式描述的線性材料，下式示出具有脂肪族和/或芳族取代基的娃氧燒主鏈
R5 RlR3 R5
I 「I I「I I I…
RS-Si-O——Si-O---Si-0-hrSi R3⑴
I L I 』mL I Jn I R5 R2R4 R5其中R1、R2、R3和R4獨立地選自烷基和芳基，各個R5是烷基，η和m為整數，並且
m或η中至少ー個不為O。在一些實施例中，烷基或芳基中的一者或多者可含有滷素取代基，例如氟。例如，在一些實施例中，烷基的一者或多者可以是-ch2ch2c4f9。在一些實施例中，R5是甲基，即，所述非官能化聚矽氧烷材料由三甲基矽氧基封端。在一些實施例中，Rl和R2是烷基並且η為0，即該材料是聚(ニ烷基矽氧烷)。在ー些實施例中，烷基是甲基，即聚(ニ甲基矽氧烷)(「PDMS」)。在一些實施例中，Rl是烷基，R2是芳基，並且η是0，即該材料是聚(烷基芳基矽氧烷)。在一些實施例中，Rl是甲基，並且R2是苯基，即該材料是聚(甲基苯基矽氧烷)。在一些實施例中，Rl和R2是烷基，並且R3和R4是芳基，即該材料是聚(ニ烷基ニ芳基矽氧烷)。在一些實施例中，Rl和R2是甲基，並且R3和R4是苯基，即該材料是聚(ニ甲基ニ苯基矽氧烷)。在一些實施例中，所述非官能化聚矽氧烷材料可以是支鏈的。例如，RU R2、R3和/或R4基團中的ー個或多個可以是具有烷基或芳基(包括滷代的烷基或芳基)取代基和R5端基的直鏈或支鏈的矽氧烷。
本文所用的「非官能化基團」是由碳、氫組成的烷基或芳基，在一些實施例中是由碳、氫和滷素(例如氟)原子組成的烷基或芳基。本文使用的「非官能化聚矽氧烷材料」指材料中的R1、R2、R3、R4和R5基團是非官能基團的材料。通常，官能有機矽體系包括特定的反應性基團，該特定的反應性基團附著於原料(例如，羥基和烷氧基)的聚矽氧烷主鏈上。如本文所用，「官能化聚矽氧烷材料」指式2中的R基團中至少ー個是官能基團。
權利要求
1.ー種製備娃化幅材的方法，該方法包括以含有ー種或多種聚娃氧燒材料的第一組合物飽和纖維幅材從而形成飽和的幅材，和電子束固化所述第一組合物從而交聯所述聚矽氧烷材料以形成固化的飽和的幅材。
2.根據權利要求I所述的方法，其中所述第一組合物中的所述聚矽氧烷材料選自非官能化聚矽氧烷、矽烷醇封端的聚矽氧烷和烷氧基封端的聚矽氧烷。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其中所述第一組合物中的所述聚矽氧烷材料包括聚ニ甲基矽氧烷。
4.根據前述任一項權利要求所述的方法，其中所述第一組合物中的所有聚矽氧烷材料為非官能化聚矽氧烷。
5.根據前述任一項權利要求所述的方法，其中所述第一組合物基本上不含催化劑和引發劑。
6.根據前述任一項權利要求所述的方法，其中所述第一組合物包含不超過5重量％的溶剤。
7.根據前述任一項權利要求所述的方法，該方法還包括以含有一種或多種聚矽氧烷材料的第二組合物塗布所述固化的飽和的幅材，和電子束固化所述第二組合物從而交聯所述聚矽氧烷材料以形成固化的飽和的和塗布的幅材。
8.根據權利要求I至6中任一項所述的方法，該方法還包括以含有ー種或多種聚矽氧烷材料的第二組合物塗布所述飽和的幅材，和電子束固化所述第一組合物和所述第二組合物從而交聯所述聚矽氧烷材料以形成固化的、飽和的和塗布的幅材。
9.根據前述任一項權利要求所述的方法，其中所述幅材包含玻璃纖維。
10.根據權利要求I至8中任一項所述的方法，其中所述幅材包括聚醯胺、聚酷、聚氨酯和棉中的至少ー者。
11.根據權利要求I至8中任一項所述的方法，其中所述幅材包括金屬。
12.根據前述任一項權利要求所述的方法，其中所述幅材為織造織物、非織造織物或針織織物。
13.—種矽化的幅材，其根據權利要求I至12的方法中的任意ー種製備。
14.一種矽化的幅材，其含有以電子束固化的含有交聯的聚矽氧烷材料的組合物飽和的幅材。
15.根據權利要求14所述的矽化的幅材，其中所述組合物基本上由ー種或多種非官能化的聚矽氧烷流體構成，其中所述聚矽氧烷流體已被交聯。
16.根據權利要求14或15所述的矽化的幅材，其中所述組合物包含矽烷醇封端的聚矽氧烷流體和/或烷氧基封端的聚矽氧烷，其是已交聯的。
17.根據權利要求14至16中任一項所述的矽化的幅材，其中所述組合物基本上不含催化劑和引發劑。
全文摘要
本發明描述了矽化的纖維幅材。所述矽化的幅材包括以電子束固化的有機矽組合物飽和的纖維幅材。本發明還描述了具有電子束固化的有機矽塗層的矽化的幅材。本發明還描述了製備塗布的和未塗布的矽化的纖維幅材二者的方法。
文檔編號D04H1/4218GK102869829SQ201180021567
公開日2013年1月9日 申請日期2011年4月19日 優先權日2010年4月29日
發明者劉軍鈧, 朗·N·阮, 卡爾·B·裡赫特, 羅伊·王, 帕努·K·措勒爾 申請人:3M創新有限公司