專利名稱：電子束固化的硅化纖維幅材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以電子束固化的有機硅材料飽和的纖維幅材和制備這種幅材的方法。

發(fā)明內(nèi)容
簡而言之，在ー個方面，本發(fā)明提供制備硅化幅材的方法。這些方法包括以含有一種或多種聚硅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(lián)該聚硅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硅氧烷材料的第二組合物涂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(lián)該聚硅氧烷材料從而形成固化的飽和的和涂布的幅材。在ー些實施例中，該方法包括以含有ー種或多種聚硅氧烷材料的第二組合物涂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(lián)聚硅氧烷材料從而形成固化的飽和的和涂布的幅材。
在另一方面，本發(fā)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硅化幅材，該第一組合物含有交聯(lián)的聚硅氧烷材料。在一些實施例中，硅化幅材也包含在該硅化幅材的ー個或兩個主表面上的含有交聯(lián)的聚硅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硅氧烷材料選自非官能化聚硅氧烷、硅烷醇封端的聚硅氧烷和烷氧基封端的聚硅氧烷。在一些實施例中，一種或兩種組合物的聚硅氧烷材料包含聚ニ甲基硅氧烷。在一些實施例中，一種或兩種組合物中的所有聚硅氧烷材料為非官能化聚硅氧烷。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(fā)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、聚酰胺、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(fā)明內(nèi)容并不g在描述本發(fā)明的每ー個實施例。本發(fā)明的一個或多個實施例的細節(jié)還在以下描述中給出。本發(fā)明的其它特征、目標和優(yōu)點從描述和從權(quán)利要求書中將顯而易見。


附圖示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的示例性硅化幅材。
具體實施例方式常常涂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(yīng)用中使用。由于有機硅提供的性能如熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)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硅涂料。硅化纖維幅材，如織造織物和非織造織物，在寬泛的應(yīng)用中使用。示例性應(yīng)用包括不粘束帶和套管、防水制品(包括防水油布、焊接毯、烘焙墊、充氣艇)和汽車應(yīng)用(諸如用于安全氣袋、折合式車頂和箱套的材料)。另外的應(yīng)用包括熱氣球、帆布、帳篷、遮蓬和構(gòu)造形式。用于制備硅化幅材的當(dāng)前エ藝通常使用熱固化的溶劑基有機硅。當(dāng)前エ藝常常需要使用大量的溶劑以提供用于飽和幅材所需的粘度。此外，由于可能需要多次涂布/飽和、干燥和熱固化步驟，這些エ藝常常是緩慢的。適用于本發(fā)明的纖維幅材可以由任何已知材料制成。示例性材料包括聚合物材料(如聚酯、聚氨酷、聚酰胺、聚酰亞胺和聚烯烴)、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、稀松布和網(wǎng)狀物。使用特定類型的催化劑通過熱エ藝固化常規(guī)的有機硅材料。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(如過氧化苯甲酰)與奪氫固化體系一起使用，并且已將錫催化劑與濕/縮合固化體系一起使用。通常，這些方法需要附著至硅氧烷主鏈的反應(yīng)性官能基團。例如，加成固化、鉬催 化體系通常有賴于硅鍵合的こ烯基官能團和硅鍵合的氫之間的硅氫化反應(yīng)。根據(jù)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(fā)劑來固化的有機硅體系也是可用的。UV固化的和電子束固化的有機硅材料是已知的。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(huán)氧樹脂官能化有機硅在催化劑存在時已被輻射固化。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)用于制備硅化幅材的新方法。通常，該方法包括電子束固化有機硅材料從而形成交聯(lián)的聚硅氧烷幅材。通常，該方法可使用非官能化有機硅材料。也可使用官能化有機硅材料；然而，由于交聯(lián)中通常不涉及特定的官能團，所以這些官能團的性質(zhì)和存在不是關(guān)鍵的。相比于用于固化有機硅材料的先前方法，本發(fā)明的方法不需要使用催化劑或引發(fā)齊U。因此本發(fā)明的方法可以被用于固化那些“基本上不含”這種催化劑或引發(fā)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(fā)劑，則該組合物“基本上不含催化劑和引發(fā)剤”。應(yīng)當(dāng)理解，催化劑或引發(fā)劑的“有效量”取決于多種因素，包括催化劑或引發(fā)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，如果相對于在相同固化條件下不含催化劑或引發(fā)劑的同一組合物的固化時間而言，特定催化劑或引發(fā)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(fā)劑不是以“有效量”存在的。通常，可用于本發(fā)明的有機硅材料是聚硅氧烷，即包含聚硅氧烷主鏈的材料。在一些實施例中，非官能化的有機硅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(shù)，并且
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鹵素取代基，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，所述非官能化聚硅氧烷材料由三甲基硅氧基封端。在一些實施例中，Rl和R2是烷基并且η為0，即該材料是聚(ニ烷基硅氧烷)。在ー些實施例中，烷基是甲基，即聚(ニ甲基硅氧烷)(“PDMS”)。在一些實施例中，Rl是烷基，R2是芳基，并且η是0，即該材料是聚(烷基芳基硅氧烷)。在一些實施例中，Rl是甲基，并且R2是苯基，即該材料是聚(甲基苯基硅氧烷)。在一些實施例中，Rl和R2是烷基，并且R3和R4是芳基，即該材料是聚(ニ烷基ニ芳基硅氧烷)。在一些實施例中，Rl和R2是甲基，并且R3和R4是苯基，即該材料是聚(ニ甲基ニ苯基硅氧烷)。在一些實施例中，所述非官能化聚硅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(包括鹵代的烷基或芳基)取代基和R5端基的直鏈或支鏈的硅氧烷。
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、氫和鹵素(例如氟)原子組成的烷基或芳基。本文使用的“非官能化聚硅氧烷材料”指材料中的R1、R2、R3、R4和R5基團是非官能基團的材料。通常，官能有機硅體系包括特定的反應(yīng)性基團，該特定的反應(yīng)性基團附著于原料(例如，羥基和烷氧基)的聚硅氧烷主鏈上。如本文所用，“官能化聚硅氧烷材料”指式2中的R基團中至少ー個是官能基團。
權(quán)利要求
1.ー種制備娃化幅材的方法，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(lián)所述聚硅氧烷材料以形成固化的飽和的幅材。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一組合物中的所述聚硅氧烷材料選自非官能化聚硅氧烷、硅烷醇封端的聚硅氧烷和烷氧基封端的聚硅氧烷。
3.根據(jù)權(quán)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硅氧烷材料包括聚ニ甲基硅氧烷。
4.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中所述第一組合物中的所有聚硅氧烷材料為非官能化聚硅氧烷。
5.根據(jù)前述任一項權(quán)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(fā)劑。
6.根據(jù)前述任一項權(quán)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(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，該方法還包括以含有一種或多種聚硅氧烷材料的第二組合物涂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(lián)所述聚硅氧烷材料以形成固化的飽和的和涂布的幅材。
8.根據(jù)權(quán)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硅氧烷材料的第二組合物涂布所述飽和的幅材，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(lián)所述聚硅氧烷材料以形成固化的、飽和的和涂布的幅材。
9.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中所述幅材包含玻璃纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的方法，其中所述幅材包括聚酰胺、聚酷、聚氨酯和棉中的至少ー者。
11.根據(jù)權(quán)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(jù)前述任一項權(quán)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.—種硅化的幅材，其根據(jù)權(quán)利要求I至12的方法中的任意ー種制備。
14.一種硅化的幅材，其含有以電子束固化的含有交聯(lián)的聚硅氧烷材料的組合物飽和的幅材。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的硅化的幅材，其中所述組合物基本上由ー種或多種非官能化的聚硅氧烷流體構(gòu)成，其中所述聚硅氧烷流體已被交聯(lián)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的硅化的幅材，其中所述組合物包含硅烷醇封端的聚硅氧烷流體和/或烷氧基封端的聚硅氧烷，其是已交聯(lián)的。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項所述的硅化的幅材，其中所述組合物基本上不含催化劑和引發(fā)劑。
全文摘要
本發(fā)明描述了硅化的纖維幅材。所述硅化的幅材包括以電子束固化的有機硅組合物飽和的纖維幅材。本發(fā)明還描述了具有電子束固化的有機硅涂層的硅化的幅材。本發(fā)明還描述了制備涂布的和未涂布的硅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(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者劉軍鈧, 朗·N·阮, 卡爾·B·里赫特, 羅伊·王, 帕努·K·措勒爾 申請人:3M創(chuàng)新有限公司