Silicone optically clear adhesive with high substrate adhesion

Abstract

A hydrosilylation-curable composition contains the following components: (a) hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum; (b) alkenyl-functional polyorganosiloxane gum; (c) optionally, tetraalkoxysilane; (d) trimethylsilyl-capped MQ resin; (e) hydrosilylation inhibitor; (f) silylhydride-functionals crosslinker at a concentration sufficient to achieve a molar SiH / alkene ratio in the hydrosilylation-curable composition that is in a range of 10-200; (g) platinum hydrosilylation catalyst at a concentration sufficient to provide 0.1 to 200 mass parts platinum per million mass parts of hydrosilylation-curable composition; (h) optionally, non-functional trimethylsilyl-capped polydimethylsiloxane gum; and (i) solvent; wherein the combined concentration of components (a) and (c) is in a range of 7 to 20 mass-percent relative to the combined concentration of components (a) through (h).

Description

SILICONE OPTICALLY CLEAR ADHESIVE WITH HIGH SUBSTRATE ADHESIONFIELD

[0001] The present invention relates to a silicone pressure sensitive adhesive composition that produces a silicone pressure sensitive adhesive that is useful as an interlayer adhesive, and can be optically clear and can be useful as an optically clear adhesive.

[0002] INTRODUCTION

[0003] Silicone pressure sensitive adhesives (PSAs) possess rheological properties and optical properties that can be especially desirable in applications such as interlayer adhesive applications benefiting from or requiring shock absorbing and dampening properties. One such application is optically clear adhesives (OCAs) , but there are other interlayer adhesive applications where shock absorbance and / dampening is valuable. Interlayer adhesive applications include electronic device, particularly those with light emitting diode (LED) and organic light emitting diode (OLED) devices. LED and OLED display devices can consist of many functional layers including an electrode layer and a display layer sandwiched between substrates. Interlayer adhesives are typically between functional layers to bond the functional layers together into an article. Silicone PSAs are desirable interlayer adhesives for such applications due to their shock absorbing properties, electrical insulating properties, heat resistance, cold resistance, and ability to provide optical clarity if desired.

[0004] A challenge with interlayer adhesion applications is that they can require adhesion to multiple different substrates. One particular challenge is to obtain strong adhesion (peel force) to substrates such as stainless steel at low temperature (25 degrees Celsius (℃) ) as well as high temperatures (85 ℃) . It would advance the art of silicone PSAs to provide a silicone PSA that has a peel strength from stainless steel at 25 ℃ that is at least 772 Newtons per meter (N / m) (2000 gram-force per inch (gf / in) ) , preferably 849 N / m (2200 gf / in) or more, more preferably 927 N / m (2400 gf / in) or more, and most preferably at least 1004 N / m (2600 gf / in) while at the same achieving a peel strength from stainless steel at 85 ℃ that is greater than 232 N / m (600 gf / in) , preferably 247 N / m (640 gf / in) or more, more preferably 270 N / m (700 gf / in) or more, and yet more preferably 309 N / m (800 gf / in) or more. It would advance the art further if such performance is obtainable from a silicone PSA composition that cures by hydrosilylation.SUMMARY

[0005] The present invention provides a solution to the challenge of providing provide a silicone PSA that has a peel strength from stainless steel at 25 ℃ that is at least 772 N / m (2000 gf / in) , preferably 849 N / m (2200 gf / in) or more, more preferably 927 N / m (2400 gf / in) or more, and  most preferably at least 1004 N / m (2600 gf / in) while at the same achieves a peel strength from stainless steel at 85 ℃ that is greater than 232 N / m (600 gf / in) , preferably 247 N / m (640 gf / in) or more, more preferably 270 N / m (700 gf / in) or more, and yet more preferably 309 N / m (800 gf / in) or more. Moreover, the present invention provides a solution to these challenges using a silicone PSA composition that cures by hydrosilylation.

[0006] The present invention is at least partially a result of discovering that including hydroxyl-terminated silicone gum, and preferably but not necessarily also tetraalkoxysilane (such as tetraethoxysilane) , to silicone PSA composition at a concentration in a range for total hydroxyl-terminated silicone gum and tetraalkoxysilane of 7 to 20 weight-percent of the non-solvent components of the PSA composition can increase the peel strength of the resulting PSA to stainless steel.

[0007] In a first aspect, the present invention a hydrosilylation-curable composition comprising the following components: (a) hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum; (b) alkenyl- functional polyorganosiloxane gum; (c) optionally, tetraalkoxysilane; (d) trimethylsilyl-capped MQ resin; (e) hydrosilylation inhibitor; (f) silylhydride-functionals crosslinker at a concentration sufficient to achieve a molar SiH / alkene ratio in the hydrosilylation-curable composition that is in a range of 10 to 200; (g) platinum hydrosilylation catalyst at a concentration sufficient to provide 0.1 to 200 mass parts platinum per million mass parts of hydrosilylation-curable composition; (h) optionally, non-functional trimethylsilyl-capped polydimethylsiloxane gum; and (i) solvent; wherein the combined concentration of components (a) and (c) is in a range of 7 to 20 mass-percent relative to the combined concentration of components (a) through (h) .

[0008] The composition of the present invention is useful as a silicone PSA.DETAILED DESCRIPTION

[0009] Products identified by their tradename refer to the compositions available under those tradenames on the priority date of this document.

[0010] “Multiple” means two or more. “And / or” means “and, or as an alternative” . All ranges include endpoints unless otherwise indicated.

[0011] “Average value” when referencing a value describing a molecule refers to the average value of a sample of molecules since it is generally difficult to measure the value of a single molecule.

[0012] Polyorganosiloxanes and siloxanes refer to materials comprising multiple siloxane units. Siloxane units can be characterized by the designation M, D, T or Q. M refers to a siloxane unit having the formula “ (CH3) 3SiO1 / 2” . D refers to a siloxane unit having the formula  “ (CH3) 2SiO2 / 2” . T refers to a siloxane unit having the formula “ (CH3) SiO3 / 2” . Q refers to a siloxane unit having the formula “SiO4 / 2” . Non-oxygen groups bound to the silicon atom in M, D and T units are methyl groups unless otherwise stated or indicated. Notably, an oxygen atom having a multiple of “1 / 2” subscript indicates that the oxygen bridges the specified atom to a second atom where the second atom is also specified with an oxygen having a multiple of “1 / 2” subscript. For example, ( (CH3) 3SiO1 / 2) (SiO4 / 2) , or MQ, refers to a M unit bound to a Q unit with an oxygen atom shared between the silicon atom of the M unit and a silicon atom of the Q unit. The multiplier of the 1 / 2 subscript indicates how many oxygen atoms are in such a shared bonding configuration with the silicon atom of the siloxane unit.

[0013] Reference to a siloxane unit designation with the suffix “-type” refers to the siloxane unit where any one or more than one methyl group is actually an R1group where R1is a hydrocarbyl containing from one to 8 carbon atoms. For instance, R1can be methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, or octyl.

[0014] A siloxane unit can include as a superscript an indication of a group bound to that silicon atom in place of an alkyl group. For instance, “MH-type” siloxane unit refers to an M-type unit with one R1group replaced with hydrogen: ( (R1) 2HSiO1 / 2) . “MH” siloxane unit refers to an M unit with one methyl replaced with a hydrogen atom ( (CH3) 2HSiO1 / 2) .

[0015] Chemical formula designations for polysiloxanes using M, D, T, Q abbreviations typically have subscripts associated with the unit designator that can either refer to the average mole ratio of that siloxane unit relative to all siloxane units in the molecule or the average number of the associate siloxane units in the molecule. When the subscript associated with a siloxane unit is greater than or equal to one, then the subscript refers to the average number of those siloxane units in the molecule. When the subscript associated with a siloxane unit is less than one then the subscript refers to the average mole ratio of that siloxane unit relative to the number of moles of all siloxane units in the molecule. An absence of a subscript implies a subscript value of one.

[0016] “Non-functional” means the molecule is free of terminal or pendant reactive groups such as alkenyl groups, hydroxy groups. Desirably, a “non-functional” polyorganosiloxane has only hydrogen or hydrocarbyl groups in terminal and pendant positions.

[0017] “Terminal” position refers to being attached to an atom at the end of polymer chain. “Pendant” position refers to being attached to an atom within a polymer chain and other than at the end of the polymer chain.

[0018] “Polyorganosiloxane gum” refers to a linear polyorganosiloxane having a number-average molecular weight (Mn) that is greater than 200,000 grams per mole (g / mol) and that is typically less than 1 million g / mol. Determine Mn for a polyorganosiloxane gum

[0019] The present invention is a composition comprising the following components: (a) hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum; (b) alkenyl-functional polyorganosiloxane gum; (c) tetraalkoxysilane (tetraalkylorthosilicate) ; (d) non-functional MQ resin; (e) a hydrosilylation inhibitor; (f) a silylhydride-functional crosslinker; (g) a hydrosilylation catalyst; (h) optionally, non-functional trimethylsilyl-capped polydimethylsiloxane gum; and (i) a solvent.

[0020] (a) Hydroxyl-Functional Polyorganosiloxane Gum

[0021] The hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum is preferably a linear polyorganosiloxane gum. The hydroxyl functionalities on the linear polyorganosiloxane gum are terminal, typically with one hydroxyl on either end of the linear polyorganosiloxane gum.

[0022] The hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum can have an average chemical structure (I) : HOMe2SiO (Me2SiO) d SiMe2OH       (I)

[0023] where “Me” refers to a methyl group, “HO” and “OH” refer to hydroxyl groups, and subscript d indicates the average number of (Me2SiO) groups per molecule and has an average value in a range of 2000 to 5000. Subscript d can have a have an average value of 2000 or more, 2500 or more, 3000 or more, 3500 or more, even 4000 or more, while at the same time is typically 5000 or less, 4500 or less, or eve 3000 or less.

[0024] The hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum is typically present at a concentration in a range of 5-20 mass％, and can be 5 mass％or more, 7 mass％or more, 10 mass％or more, 11 mass％or more, 12 mass％or more, 13 mass％or more, 14 mass％or more, even 15 mass％or more, while at the same time is typically 20 mass％or less, 19 mass％or less, 18 mass％or less, 17 mass％or less, 16 mass％or less, 15 mass％or less, 14 mass％or less, 12 mass％or less, 11 mass％or less, or even 10 mass％or less, with mass％relative to the combined mass of the composition components other than solvent (that is, the combined mass of components (a) - (h) ) .

[0025] The hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum can be free of alkenyl groups.

[0026] (b) Alkenyl-Functional Polyorganosiloxane Gum

[0027] The alkenyl-functional polyorganosiloxane gum can be one or more than one alkenyl-functional polyorganosiloxane gum. Alkenyl-functional polyorganosiloxane gum is a polyorganosiloxane gum that comprises alkenyl functionality. Desirably, the alkenyl-functional polyorganosiloxane contains and average of 2 or more alkenyl groups per molecule. Preferably,  the alkenyl-functional polyorganosiloxane gum has terminal alkenyl-functionality and at the same time can comprise or be free of pendant alkenyl-functionality. The alkenyl-functional polysiloxane gum can be free of functional groups other than the alkenyl groups.

[0028] The alkenyl-functionality desirably has a terminal carbon-carbon double bond (C＝C) , meaning that the alkenyl-functionality has a C＝C between two carbon atoms that are most remote from the silicon atom to which the alkenyl-functionality attaches in the polyorganosiloxane gum backbone. Typically, the alkenyl-functionality contains from two to 6 carbon atoms. Preferably, the alkenyl functionality is a vinyl (Vi) group.

[0029] The alkenyl-functional polyorganosiloxane gum has a Mn that is in a range of 200,000 to 1,500,000 grams per mole (g / mol) . Typically, the non-functional trimethyl silyl-terminated polyorganosiloxane gum has a Mn that is 200,000 g / mol or more, and can be 300,000 g / mol or more, 400,000 g / mol or more, 450,000 g / mol or more, 500,000 g / mol or more, 600,000 g / mol or more, 700,000 g / mol or more, 800,000 g / mol or more, while at the same time is typically 1,500,000 g / mol or less, and can be 1,000,000 g / mol or less, 900,000 g / mol or less, 800,000 g / mol or less, 700,000 g / mol or less, 600,000 g / mol or less, even 500,000 g / mol or less. Desirably, the hydrosilylation-curable composition of the present invention is free of alkenyl-functional polyorganosiloxane having a MN below 150,000 g / mol. Determine Mn for the alkenyl-functional polyorganosiloxane gum by GPC using a Waters 2695 Separations Module equipped with a vacuum degasser and a Waters 2414 refractive index detector. Use three StyragelTM HR columns (300 millimeters (mm) by 7.8 mm) (molecular weight separation range of 100 to 4,000,000) preceded by a StyragelTM guard column 930 mm by 4.6 mm) . Styragel is a trademark of Waters Technologies Corporation. Use certified grade tetrahydrofuran flowing at 1.0 milliliter per minute as the eluent and maintain the columns at 35 ℃. Use a sample solution at a concentration of 1.0％weight / volume prepared by combining 0.050 grams of sample in a glass vial and diluting with 5 milliliters of tetrahydrofuran. Transfer the sample solution to a glass autosampler vial after filtering through 0.45 micrometer polytetrafluoroethylene filter. Use and injection volume of 1000 microliters and collect data for 37 minutes using Waters Empower GPC software. Conduct data analysis using Agilent Cirrus software. Determine molecular weight averages relative to a calibration curve (3rdorder) created using polystyrene standards covering the molecular weight range of 474 to 1,270.000.

[0030] The alkenyl-functional polyorganosiloxane gum can have an average chemical structure (II) : [Vi (CH3) 2SiO] [ (CH3) 2SiO] d’[Vi (CH3) 2Si]         (II)

[0031] where Vi refers to a vinyl group and subscript d’refers to the average number of [ (CH3) 2SiO] siloxane units in the molecule and has a value in a range of 2,400 to 16,400, and can be 2,400 or more, 2,500 or more, 3,000 or more, 4,000 or more, 5,000 or more, 5,400 or more, even 6,000 or more while at the same time is typically 16,400 or less, and can be 16,000 or less, 15,000 or less, 14,000 or less, 13,000 or less, 12,000 or less, 10,000 or less, 8,000 or less, even 6,000 or less.

[0032] The concentration of alkenyl-functional polyorganosiloxane can be in a range of 5.0 to 30 mass％and is typically 5.0 mass％or more, and can be 6.0 or more, 7.0 or more, 8.0 or more, 9.0 or more, 10.0 or more, 11.0 or more, 12.0 or more, 13.0 or more, even 14.0 or more while at the same time is typically 30 mass％or less, and can be 25 mass％or less, 23 mass％or less, 20 mass％or less, 19 mass％or less, 18 mass％or less, 17 mass％or less, 16 mass％or less, 15 mass％or less, 14 mass％or less, 10 mass％or less, even 8 mass％or less, where mass％of alkenyl-functional polyorganosiloxane is relative to the combined mass of the composition components other than solvent (that is, the combined mass of components (a) - (h) ) .

[0033] (c) Tetraalkoxysilane

[0034] An additional discovery of the present invention is that if tetraalkoxysilane is include with the hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum, then the 25 C and 85 ℃ peel strengths of the resulting PSA from stainless steel further increases relative to use of hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum alone.

[0035] Tetraalkoxysilane, also known as tetraalkyl orthosilicate, has the general chemical structure: (R1O) 4Si, where each R1is an alkyl group. Generally, R1is selected from alkyl group having one or more, two or more, three or more four or more, five or more, even 6 or more carbon atoms while at the same time typically having 8 or fewer, 7 or fewer, 6 or fewer, 5 or fewer, 4 or fewer, 3 or fewer, even 2 or fewer carbon atoms. Typically, the tetraalkoxysilane is one or both tetraalkoxysilane selected from tetramethoxysilane (tetramethyl orthosilicate) and tetraethoxysilane (tetraethyl orthosilicate) . The tetraalkoxysilane can be a single tetraalkoxysilane or a combination of more than one tetraalkoxysilane.

[0036] Typically, the concentration of tetraalkoxysilane is in a range of zero to 6.0 mass％, preferably 1.0 to 6.0 mass％, and more preferably 2.0 to 6.0 mass％. Usually, the concentration of tetraalkoxysilane is zero mass％or more, and can be 1.0 mass％or more, 2.0 mass％or more, 3.0 mass％or more, 3.5 mass％or more, even 4.0 mass％or more while at the same time is typically 6.0 mass％or less, 5.0 mass％or less, 4.0 mass％or less, even 3.5 mass％or less. Mass％of tetraalkoxysilane is relative to the combined mass of the composition components other than solvent (that is, the combined mass of components (a) - (h) ) .

[0037] The mass ratio of tetraalkoxysilane to hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum (component (c)  / component (a) ) can be zero or more, but is desirably in a range of 0.15 to 0.70 and can be zero or more, 0.15 or more, 0.20 or more, 0.25 or more, 0.30 or more, 0.35 or more, 0.40 or more, 0.45 or more, even 0.50 or more, while at the same time is typically 0.70 or less, 0.65 or less, 0.60 or less, or 0.55 or less.

[0038] Desirably, the combined mass of hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum (component (a) ) and tetraalkoxysilane (component (c) ) is in a range of 7 to 20 mass％, and can be 7 mass％or more, 8 mass％or more, 9 mass％or more, 10 mass％or more, 11 mass％or more, 12 mass％or more, 13 mass％or more, 14 mass％or more, 15 mass％or more, 16 mass％or more, 17 mass％or more, 18 mass％or more, even 19 mass％or more, while at the same time is typically 20 mass％or less, 19 mass％or less, 18 mass％or less, 17 mass％or less, 16 mass％or less, 15 mass％or less, 14 mass％or less, 13 mass％or less, 12 mass％or less, 11 mass％or less, 10 mass％or less, 9 mass％or less, or even 8 mass％or less.

[0039] (d) Trimethylsilyl-Capped MQ Resin

[0040] Trimethylsilyl-capped MQ resin contains predominately, preferably exclusively, two types of siloxane units. The first siloxane unit has the general formula R3SiO1 / 2 (an “M” siloxane unit) where each R is a methyl ( “Me” ) group. The second siloxane unit has the general formula SiO4 / 2 (a “Q” siloxane unit) . Each O1 / 2 refers to an oxygen atom bound to the identified silicon atom and also bound to (thereby shared with) another silicon atom, a hydrogen or an hydrocarbyl group but where the vast majority of the O1 / 2 oxygen atoms are shared between two silicon atoms. The trimethylsilyl-capped MQ resin can comprise some TOZ siloxane units, which have a general formula ZOSiO3 / 2, where OZ refers to a group consisting of OH and OR functionality and R refers to an alkyl group. The amount of TOZ siloxane units in the trimethylsilyl-capped MQ resin is typically in a range of zero to 10 mass％, preferably zero to 8 mass％, zero to 6 mass％, zero to 4 mass％, zero to 2 mass％and can be zero mass％, with mass％of TOZ siloxane units relative to the mass of trimethylsilyl-capped MQ resin The trimethylsilyl-capped MQ resin can be a single trimethylsilyl-capped MQ resin or a combination of more than one trimethylsilyl-capped MQ resin.

[0041] The trimethylsilyl-capped MQ resin (or each trimethylsilyl-capped MQ resin if there are more than one) typically has an weight-average molecular weight (Mw) that is 5,000 g / mol or higher and that can be 6,000 g / mol or higher, 7,000 g / mol or higher, 8,000 or higher, 9,000 g / mol or higher, 10,000 g / mol or higher, 11,000 g / mol or higher, 12,000 g / mol or higher, 13,000  g / mol or higher, even 14,000 g / mol or higher while at the same time is typically 16,000 g / mol or less, and can be 15,000 g / mol or less, 14,000 g / mol or less, 13,000 g / mol or less, 12,000 g / mol or less, 11,000 g / mol or less, 10,00 g / mol or less, 9,000 g / mol or less, 8,000 g / mol or less, even 7,000 g / mol or less. Determine Mw using the same method as described above for determining Mn for component (b) .

[0042] At the same time, the trimethylsilyl-capped MQ resin typically has a Mn of 2,000 g / mol or more, and can be 2, 500 g / mol or more, 3,000 g / mol or more, 4,000 g / mol or more, 4, 500 g / mol or more, even 5,000 g / mol or more, while at the same time is typically 7,000 g / mol or less, and can be 6,000 g / mol or less, even 5,000 g / mol or less. Determine Mn in like manner as described above for component (b) .

[0043] Often, the trimethylsilyl-capped MQ resin is introduced into the composition as a solution or dispersion in a solvent such as an organic solvent. However, when discussing concentrations of components in the composition the mass of only the trimethylsilyl-capped MQ resin solids are considered.

[0044] The concentration of trimethylsilyl-capped MQ resin is typically in a range of 30 to 70 mass％, and generally is 30 mass％or more, and can be 40 mass％or more, 50 mass％or more, even 55 mass％or more while at the same time is typically 70 mass％or less, and can be 65 mass％or less, even 60 mass％or less, with mass％relative to the combined mass of the composition components other than solvent (that is, the combined mass of components (a) - (h) ) .

[0045] Desirably, the mass ratio of trimethylsilyl-capped MQ resin (mass of component (d) ) to the mass of polysiloxane gum components (sum of the masses of components (a) , (b) and (h) ) is in a range of 1.5 to 2.0, and can be 1.5 or more, 1.6 or more, 1.7 or more, 1.8 or more, even 1.9 or more, while at the same time is typically 2.0 or less, 1.9 or less, 1.8 or less, 1.7 or less, or even 1.6 or less.

[0046] Desirably, the mass ratio of trimethylsilyl-capped MQ resin (mass of component (d) ) to the mass of alkenyl-functional polysiloxane gum (mass of component (b) ) is 2.6 or higher. Typically, the mass of component (d) to the mass of component (b) is 2.6 or higher, and can be 2.7 or higher, 2.8 or higher, 2.9 or higher, 3.0 or higher, 4.0 or higher, 5.0 or higher, 6.0 or higher, 7.0 or higher, even 8.0 or higher, while at the same time is typically 10.0 or lower, and can be 9.0 or lower, 8.0 or lower, 7.0 or lower, 6.0 or lower, 5.0 or lower, 4.0 or lower, even 3.0 or lower.

[0047] (e) Hydrosilylation Inhibitor

[0048] Examples of suitable hydrosilylation catalyst inhibitors include any one or any combination of more than one of acetylene-type compounds such as 2-methyl-3-butyn-2-ol; 3- methyl-1-butyn-3-ol; 3, 5-dimethyl-1-hexyn-3-ol; 2-phenyl-3-butyn-2-ol; 3-phenyl-1-butyn-3-ol; 1-ethynyl-1-cyclohexanol; 1, 1-dimethyl-2-propynyl) oxy) trimethylsilane; and methyl (tris (1, 1-dimethyl-2-propynyloxy) ) silane; ene-yne compounds such as 3-methyl-3-penten-1-yne and 3, 5-dimethyl-3-hexen-1-yne; triazols such as benzotriazole; hydrazine-based compounds;phosphines-based compounds; mercaptane-based compounds; cycloalkenylsiloxanes including methylvinylcyclosiloxanes such as 1, 3, 5, 7-tetramethyl-1, 3, 5, 7-tetravinyl cyclotetrasiloxane and 1, 3, 5, 7-tetramethyl-1, 3, 5, 7-tetrahexenyl cyclotetrasiloxane.

[0049] The concentration of hydrosilylation inhibitor is typically greater than zero mass％, and is desirably 0.10 mass％or more, 0.20 mass％or more, even 0.30 mass％or more while at the same time is typically 1.0 mass％or less, and can be 0.90 mass％or less, 0.80 mass％or less, 0.70 mass％or less, 0.60 mass％or less, 0.50 mass％or less, 0.40 mass％or less, even 0.35 mass％or less, with mass％relative to the combined mass of the composition components other than solvent (that is, the combined mass of components (a) - (h) ) .

[0050] (f) Silylhydride-functional Crosslinker

[0051] The silylhydride-functional crosslinker is typically a siloxane that contains 2 or more silylhydride (SiH) functional groups. The silylhydride-functional crosslinker is desirably a linear siloxane with pendant SiH functional groups that either includes or is free of terminal SiH functional groups. For instance, the silylhydride-functional crosslinker can be a linear silylhydride-functional polydimethyl siloxane with pendant SiH functionality. The silylhydride- functional crosslinker can have an average chemical structure (III) : [ (CH3) 3SiO] [ (CH3) 2SiO] m [H (CH3) SiO] n [ (CH3) 3Si]         (III)

[0052] where subscript m is the average number of [ (CH3) 2SiO] siloxane units and has a value in a range of 2 to 10, and subscript n is the average number of [H (CH3) SiO] siloxane units and has a value in a range of 2 to 10. Subscript m can be 2 or more, 3 or more, 4 or more, even 5 or more, while at the same time is typically 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, 6 or less, 5 or less, even 4 or less. Subscript n can be 2 or more, 3 or more, 4 or more, 5 or more, even 6 or more, while at the same time is typically 10 or less, 9 or less, 8 or less, even 7 or less.

[0053] Desirably, the concentration of silylhydride-functional crosslinker is sufficient to achieve a molar ratio of SiH functionality to alkenyl functionality (SiH / alkene or SiH / C＝C) in the composition that is in a range of 10 to 200, and that can be 10 or more, 20 or more, 30 or more, 40 or more, 50 or more, 60 or more, 70 or more, even 80 or more while at the same time is 200 or less, and can be 150 or less, 130 or less, 120 or less 110 or less, 100 or less, 90 or less, 80 or less, 70 or less, 60 or less, 50 or less, even 40 or less.

[0054] At the same time, the concentration of silylhydride-functional crosslinker is often in a range of 0.50 to 1.00 mass％, and can be 0.50 mass％or more, 0.60 mass％or more, 0.70 mass％or more, 0.80 mass％or more, even 0.90 mass％or more while at the same time is 1.00 mass％or less, 0.90 mass％or less, 0.80 mass％or less, 0.70 mass％or less, even 0.65 mass％or less, with mass％relative to the combined mass of the composition components other than solvent (that is, the combined mass of components (a) - (h) ) .

[0055] (g) Hydrosilylation Catalyst

[0056] In the broadest scope of the present invention, the hydrosilylation catalyst can be any catalyst that facilitates hydrosilylation reactions. Typically, the hydrosilylation catalyst is a platinum-based hydrosilylation catalyst. Platinum-based hydrosilylation catalysts include compounds and complexes such as platinum (0) -1, 3-divinyl-1, 1, 3, 3-tetramethyldisiloxane (Karstedt’s catalyst) , platinum-carbonyl complexes, platinum cyclovinylmethylsiloxane complexes, platinum acetylacetonate (acac) , cyclopentadienyl alky platinum, platinum black, platinum compounds such as chloroplatinic acid, chloroplatinic acid hexahydrate, a reaction product of chloroplatinic acid and a monohydric alcohol, platinum bis (ethylacetoacetate) , platinum bis (acetylacetonate) , platinum dichloride, and complexes of the platinum compounds with olefins or low molecular weight organopolysiloxanes or platinum compounds microencapsulated in a matrix or core-shell type structure. The catalyst can be a supported Pt catalysts with Pt metal particles or compounds adsorbed onto or absorbed into a support material such as carbon or alumina. The hydrosilylation catalyst can be part of a solution that includes complexes of platinum with low molecular weight organopolysiloxanes that include 1, 3-diethenyl-1, 1, 3, 3-tetramethyldisiloxane complexes with platinum. These complexes may be microencapsulated in resin. Other transition or noble metal compounds can also be used as hydrosilylation catalysts, for example, di-μ. -carbonyl di-. π. -cyclopentadienyl dinickel.

[0057] Typically, include sufficient hydrosilylation catalyst to obtain a platinum concentration in the composition that is in a range of 10 to 200 mass parts per million mass parts composition.

[0058] (h) Non-Functional Trimethylsilyl-Capped Polydimethylsiloxane gum

[0059] The non-functional trimethyl silyl-terminated polyorganosiloxane gum is a polysiloxane bum that has three terminal methyl groups on both terminal ends of the polyorganosiloxane gum. The non-functional trimethyl silyl-terminated polyorganosiloxane gum can be a polydimethylsiloxane with three terminal methyl groups on both terminal ends.

[0060] The non-functional trimethyl silyl-terminated polyorganosiloxane gum desirably has a number-average molecular weight (Mn) that is in a range of 200,000 to 1,500,000 grams per mol (g / mol) . Typically, the non-functional trimethyl silyl-terminated polyorganosiloxane gum has a  Mn that is 200,000 g / mol or more, and can be 300,000 g / mol or more, 400,000 g / mol or more, 500,000 g / mol or more, 600,000 g / mol or more, 700,000 g / mol or more, 750,000 g / mol or more, 800,000 g / mol or more, while at the same time is typically 1,500,000 g / mol or less, and can be 1,000,000 g / mol or less, 900,000 g / mol or less, 800,000 g / mol or less, even 700,000 g / mol or less. Determine Mn for component (h) by gel permeation chromatography (GPC) . Prepare a testing sample by diluting a sample of component (h) in high-performance liquid chromatography grade ethyl acetate (approximately 10 milligrams per milliliter) , filtering using a 0.45 micrometers polytetrafluoroethylene filter. Inject 100microliters of the testing sample into the GPC instrument, which comprises one PLgel Mixed D column, one PLgel Mixed E column and a guard column. Maintain all columns at 35 degrees Celsius (℃) . Use 100 microliters injection of ASTM Certified Polystyrene (113,500 g / mol weight-average molecular weight) to calibrate the GPC instrument. Use a Viscotek TDA-305 Triple Detector Array in combination with a Viscotek GPCmax auto sample for data collection. Use Omni Sec version 4.6 for data acquisition.

[0061] Component (h) can have an average chemical structure (IV) : [ (CH3) 3SiO] [ (CH3) 2SiO] d [ (CH3) 3Si]         (IV)

[0062] where subscript d is the average number of [ (CH3) 2SiO] siloxane units in the molecule and has a value in a range of 9,000 to 10,000, and can be 9,000 or more, even 9,500 or more while at the same time is typically 10,000 or less, and can be 9,750 or less.

[0063] Component (h) is optional, which means the concentration of component (h) in the composition can be zero mass-percent (mass％) . The concentration of component (h) is typically in a range of 0 to 25 mass％and can be 5 mass％or more, even 10 mass％or more, while at the same time is typically 25 mass％or less, and can be 20 mass％or less, where mass％of component (h) is relative to the combined mass of the composition components other than solvent (that is, the combined mass of components (a) - (h) ) .

[0064] (i) Solvent

[0065] The solvent is a carrier for the other components of the composition and desirably dissolves components (a) and (b) . Suitable solvents include polysiloxane solvents and, preferably organic solvents. Desirably, the solvent is an organic solvent. Exemplary organic solvents include: aromatic hydrocarbon-based solvents such as toluene, xylene and benzene; aliphatic hydrocarbon-based solvents such as heptane, hexane, octane and isoparaffin; ester-based solvents such as ethyl acetate and isobutyl acetate; ether-based solvents such as diisopropyl ether and 1, 4-dioxane; and chlorinated aliphatic hydrocarbon-based solvents such as trichloroethylene, perchloroethylene and methylene chloride.

[0066] The concentration of solvent is typically in a range of 30 to 70 mass％of the mass of the composition. The concentration of solvent can be 30 mass％or more, 35 mass％or more, 40 mass％or more, 45 mass％or more, 50 mass％or more, even 55 mass％or more, while at the same time is typically 75 mass％or less, 70 mass％or less, 65 mass％or less, or even 60 mass％or less, with mass％of solvent relative to the mass of the composition.

[0067] EXAMPLES

[0068] Table 1 lists the materials for preparing the samples below. “Me” refers to “methyl” . “Vi” refers to “vinyl” . DOWSIL is a trademark of The Dow Chemical Company. SYL-OFF is a trademark of Dow Silicones Corporation.

[0069] Table 1

[0070] Composition Preparation

[0071] Prepare compositions according to the formulations listed in Tables 2a and 2b, where amounts of the components are listed in grams (g) . Combine components (a) , (b) , (c) , (h) , and (g) together and then mix in components (d-1) and (d-2) and then component (e) and then component (f) . Finally, mix in component (g) and mix the resulting composition well.

[0072] Sample Characterization

[0073] Characterize each sample composition for adhesion strength to stainless steel according to the test method below. Table 3 presents the characterization results.

[0074] Adhesion Strength to Stainless Steel

[0075] Coat a sample formulation onto a polyethylene terephthalate (PET) release liner or fluoro-silicone release liner and cure in a 70 ℃ oven for 10 minutes and then a 150 ℃ oven for 10 minutes to prepare 120 (+ / -10) micrometer thick PSA film on the release liner. Each PSA film is clear based on visual inspection.

[0076] Cut a strip of the PSA film (2.54 centimeters (cm) wide by 20.32 cm long) and laminate the PSA strip onto a stainless steel sheet by applying the strip to a clean 5 cm by 13 cm stainless steel sheet and secure the PSA strip to the stainless steel with two passes using a 2 kilogram (4.5 pound) roller to form a laminate.

[0077] 25 ℃ Peel Strength. Allow the laminate to stand at 25 ℃ for 30 minutes. Use an Instron 5965 at 25 ℃ to measure the peel strength of the PSA film from the stainless steel plate while peeling at a 180° angle at a rate of 0.3 meters per minute. Report values in gram*force / inch (gf / in) and Newtons per meter (N / m) .

[0078] 85 ℃ Peel Strength. Allow the laminate to stand at 85 ℃ for 30 minutes. Use an Instron 5965 at 85 ℃ to measure the peel strength of the PSA film from the stainless steel plate while peeling at a 180° angle at a rate of 0.3 meters per minute. Report values in gram*force / inch (gf / in) and Newtons per meter (N / m) .

[0079] Table 2a *Mass％values and Mass ratio values are based on solid

[0080] Table 2b *Mass％values and Mass ratio values are based on solids

[0081] Table 3

[0082] Peel strength results in Table 3 reveal several observations.

[0083] Only the samples of the present invention demonstrate a Peel Force from stainless steel that is both 772 N / m or more at 25 ℃ and 232 N / m or more at 85 ℃. Of particular interest is Ex 1 versus Comp Ex A and Comp Ex B. Ex 1 is a composition of the present invention. Comp Ex A is Ex 1 without either hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum (component (a) ) or tettraalkoxysilane (component (c) ) . Comp Ex B is Ex 1 without the hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum (component (a) ) but with tetraalkoxysilane (component (c) . These three samples illustrate the need for the hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum to achieve the target peel strengths from stainless steel at both 25 ℃ and 85 ℃.

[0084] A comparison of Ex 1 with Ex 7 illustrates the advantage of including both hydroxyl-functional gum and tetraalkoxysilane to achieve highest Peel Force from stainless steel. Ex 7 is equivalent to Ex 1, except without the tetraalkoxy silane. Ex 7 shows a lower Peel Force from stainless steel at both 25 ℃ and 85 ℃ than Ex 1, but still demonstrates a Peel Force from stainless steel that is both 772 N / m or more at 25 ℃ and 232 N / m or more at 85 ℃. similarly, Ex 8 is equivalent to Ex 5, except without the tetraalkoxy silane. Ex 8 shows a lower Peel Force from stainless steel at both 25 ℃ and 85 ℃ than Ex 5, but still demonstrates a Peel Force from stainless steel that is both 772 N / m or more at 25 °C and 232 N / m or more at 85 ℃.

[0085] It appears that increasing the mass ration of component (d) to component (b) increases 25 ℃ Peel Strength, meaning higher (d)  /  (b) mass ratios are more desirable. This is evident by comparing Peel Strengths for Ex 3, 4 and 6 (high (d)  /  (b) ) to those for Exs 1, 2, and 5.

[0086] It also appears that increasing the mass ratio of tetraalkoxysilane (component (c) to hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum (component (a) ) increase both 25 ℃ and 85 ℃ Peel Strength, meaning that higher (d)  /  (a) mass ratios are more desirable. This is evident by comparing Peel Strengths for Exs 3-5 (higher (d) / (a) ) to Exs 1,2 and 6 (lower (d) / (a) ) .

Claims

1.A hydrosilylation-curable composition comprising the following components:(a) hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum;(b) alkenyl-functional polyorganosiloxane gum;(c) optionally, tetraalkoxysilane;(d) trimethylsilyl-capped MQ resin;(e) hydrosilylation inhibitor;(f) silylhydride-functional crosslinker at a concentration sufficient to achieve a molar SiH / alkene ratio in the hydrosilylation-curable composition that is in a range of 10 to 200;(g) platinum hydrosilylation catalyst at a concentration sufficient to provide 0.1 to 200 mass parts platinum per million mass parts ofhydrosilylation-curable composition;(h) optionally, non-functional trimethylsilyl-capped polydimethylsiloxane gum; and(i) solvent;where the combined concentration of components (a) and (c) is in a range of 7 to 20 mass-percent relative to the combined concentration of components (a) through (h) .2.The hydrosilylation-curable composition of claim 1, wherein the concentration of component (a) is in a range of 5 to 20 mass-percent, the concentration of component (b) is in a range of 5 to 30 mass-percent, and the concentration of component (d) is in a range of 30 to 70 mass%, where mass-percent values are relative to the combined masses of components (a) - (h) .3.The hydrosilylation-curable, wherein the mass ratio of component (c) to component (a) is in a range of 0.15 to 0.70.4.The hydrosilylation-curable composition of any one previous claim, wherein the tetraalkoxysilane is present and is one or both tetraalkoxysilane selected from tetraethoxysilane and tetramethoxysilane.5.The hydrosilylation-curable composition of any one previous claim, wherein the mass ratio of component (d) to the sum of components (a) , (b) and (h) is in a range of 1.0-2.0.6.The hydrosilylation-curable composition of any one previous claim, wherein the mass ratio of component (d) to component (b) is 4.0 or higher.7.The hydrosilylation-curable composition of any one previous claim, wherein component (a) is a linear polyorganosiloxane that has terminal hydroxyl groups.8.The hydrosilylation-curable composition of claim 8, wherein the hydroxyl-functional polyorganosiloxane gum has an average chemical structure (I) : HOMe2SiO (Me2SiO) dSiMe2OH                    (I)where “Me” refers to a methyl group, “HO” and “OH” refer to hydroxyl groups, and subscript d indicates the average number of (Me2SiO) groups per molecule and has a value in a range of 2000 to 5000.9.The hydrosilylation-curable composition of any one previous claim, wherein component (b) is a terminally alkenyl-functional polyorganosiloxane gum having an average chemical structure (II) : [Vi (CH3) 2SiO] [ (CH3) 2SiO] d' [Vi (CH3) 2Si]       (II)where Vi refers to a vinyl group and subscript d' refers to the average number of [ (CH3) 2SiO] siloxane units in the molecule and has a value in a range of 2,400 to 16,400.10.The composition of any one previous claim, wherein component (f) has an average chemical structure (III) : [ (CH3) 3SiO] [ (CH3) 2SiO] m [H (CH3) SiO] n [ (CH3) 3Si]         (III)where subscript m is the average number of [ (CH3) 2SiO] siloxane units and has a value in a range of 2 to 10, and subscript n is the average number of [H (CH3) SiO] siloxane units and has a value in a range of 2 to 10.

Images