CN109722164B - 一种零度硅胶用涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种零度硅胶用涂料，包括以下按重量份计的组分：20～40重量份的甲基乙烯基聚硅氧烷、5～10重量份的甲基含氢硅油、3～7重量份的甲基苯基乙烯基聚硅氧烷、0.2～2重量份的抑制剂、0.2～2重量份的硅氧烷偶联剂、8～20重量份的白炭黑、30～50重量份的有机溶剂、1～5重量份的金属催化剂；还公开了其制备方法。本发明的涂料涂覆于零度硅胶产品表面时，能实现哑光效果及丝滑手感，而且具有优异的附着力、耐热性、耐水性、耐腐蚀性、耐摩擦性能及抗UV老化性能。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种零度硅胶用涂料及其制备方法。
背景技术
邵氏硬度在20A以下的硅胶产品可称为零度硅胶产品，该产品具有优异的软度和弹性，并且无毒环保，手感细腻柔软宛如婴儿的肌肤一样。零度硅胶产品广泛应用于护膝、护腕等运动护具以及仿真玩具、医学教学、医疗设备等领域。
由于加入过量的硅油，零度硅胶产品表面手感略微阻涩，并且容易析油，阻碍了零度硅胶产品的大面积推广使用。为解决这一问题，可以在零度硅胶产品上涂覆一层涂料，使其长期拥有细腻的外观及丝滑的手感。然而，常规的硅胶涂料需要添加一定量的二氧化硅作为消光剂，其易被零度硅胶产品表面析出的硅油吸收，从而使涂层失去暗哑的外观，而且严重影响手感及涂层的牢度，易造成涂层脱落。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明的目的之一是提供一种零度硅胶用涂料，通过有机硅树脂、硅油及助剂的合理搭配，使涂层具有优异的附着力、细腻的外观和丝滑的手感。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种零度硅胶用涂料，包括以下按重量份计的组分：
20～40重量份的甲基乙烯基聚硅氧烷、5～10重量份的甲基含氢硅油、3～7重量份的甲基苯基乙烯基聚硅氧烷、0.2～2重量份的抑制剂、0.2～2重量份的硅氧烷偶联剂、8～20重量份的白炭黑、30～50重量份的有机溶剂、1～5重量份的金属催化剂。
优选的，所述甲基乙烯基聚硅氧烷的数均分子量为5～20万，更优选为10～15万。
优选的，所述甲基乙烯基聚硅氧烷的乙烯基含量为0.1～0.3％，更优选为0.1～0.2％。
优选的，所述甲基含氢硅油的含氢量为0.5～1.5％，更优选为0.5～1％。
优选的，所述甲基苯基乙烯基聚硅氧烷的分子量为5～20万，更优选为10～20万。
优选的，所述抑制剂为炔醇。
优选的，所述金属催化剂为Pt络合物。
优选的，所述有机溶剂选自无味煤油、乙酸丁酯、正庚烷中的至少一种，更优选为三者复配。
本发明的再一目的是提供所述零度硅胶用涂料的制备方法，包括步骤：
S1、将甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基苯基乙烯基聚硅氧烷、甲基含氢硅油、有机溶剂于分散容器中分散均匀，然后在搅拌作用下缓慢加入白炭黑，搅拌均匀后，加入抑制剂和硅烷偶联剂，混合均匀；
S2、对混合物进行研磨，然后加入金属催化剂，搅拌均匀，得到涂料产品。
优选的，步骤S2中，研磨细度＜15μm。
本发明的有益效果：
本发明的涂料组分中，甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基苯基乙烯基聚硅氧烷及甲基含氢硅油的合理搭配，在增强涂料柔韧性的同时，提高对白炭黑粉料的包裹性，改善涂层与零度硅胶基材之间的附着力，因此可以添加较高含量的白炭黑，实现哑光效果并增强涂层的耐磨性。将该涂料涂覆于零度硅胶产品表面时，可以增加产品表面的手感顺滑度，遏制析油现象的产生，不仅能赋予产品细腻均匀的外观，还具有极好的耐热性、耐水性、耐腐蚀性、耐摩擦性能及抗UV老化性能，而且涂层附着力好、牢度高，长期使用不易脱落。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明零度硅胶用涂料，包括组分：
20～40重量份的甲基乙烯基聚硅氧烷、5～10重量份的甲基含氢硅油、3～7重量份的甲基苯基乙烯基聚硅氧烷、0.2～2重量份的抑制剂、0.2～2重量份的硅氧烷偶联剂、8～20重量份的白炭黑、30～50重量份的有机溶剂、1～5重量份的金属催化剂。
其中，所述甲基乙烯基聚硅氧烷是主要成膜物质，甲基含氢硅油和甲基苯基乙烯基聚硅氧烷是辅助成膜物质，三者搭配可提高对白炭黑粉料的包裹性，改善涂层与零度硅胶基材之间的附着力，增强涂膜的柔韧性。为更好地实现上述效果，甲基乙烯基聚硅氧烷的数均分子量优选为5～20万，更优选为10～15万，乙烯基含量优选为0.1～0.3％，更优选为0.1～0.2％；甲基含氢硅油的含氢量为0.5～1.5％，更优选为0.5～1％；甲基苯基乙烯基聚硅氧烷的分子量为5～20万，更优选为10～20万。作为本发明的一种实施方式，所述甲基乙烯基聚硅氧烷可以为日本迈图的TSE221或TSE260，甲基含氢硅油可以为道康宁的PXM200，甲基苯基乙烯基聚硅氧烷可以为日本迈图的TSR116或TSR117。
所述白炭黑起补强、消光和填充作用，可以采用本领域公知的一种或两种以上的白炭黑复配，比如可以选用德固萨的TS-100和R972复配，其中TS-100用于实现哑光效果，R972进行补强。
所述金属催化剂优选为Pt络合物，这种类型的金属催化剂不仅可以加快成膜物质的加成聚合反速度，降低反应温度，同时能有效抑制副反应产生，防止生成黑褐色物质，保证涂膜的综合性能，其实例可以为日本信越的CAT-PL-56。所述抑制剂用于在低温延迟或抑制成膜物质反应，延长产品存储时间，优选为炔醇，更优选为甲基戊炔醇。
所述硅烷偶联剂用于增强基体树脂与二氧化硅之间的润湿性，达到良好的分散效果，提高涂料的储存稳定性，其实例可以为KH560、日本信越的KMB-403等。
所述有机溶剂可以采用本领域公知的溶剂类型，优选为环保型的无味煤油、乙酸丁酯和正庚烷中的至少一种，更优选采用三者复配。
所述零度硅胶用涂料的制备方法，包括步骤：
S1、将甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基苯基乙烯基聚硅氧烷、甲基含氢硅油、有机溶剂于分散容器中分散均匀，然后在搅拌作用下缓慢加入白炭黑，搅拌均匀后，加入抑制剂和硅烷偶联剂，混合均匀；
S2、对混合物进行研磨，研磨细度优选为15μm以下，然后加入金属催化剂，搅拌均匀，得到涂料产品。
以下通过详细实施例对本发明进行说明。
以下实施例和对比例中，所述甲基乙烯基聚硅氧烷为日本迈图的TSE221；甲基含氢硅油为道康宁的PXM200；甲基苯基乙烯基聚硅氧烷为日本迈图的TSR117；抑制剂为甲基戊炔醇；硅氧烷偶联剂为日本信越的KMB-403；白炭黑采用德固萨的TS-100和R972复配；金属催化剂为铂(0)-二乙烯基四甲基二硅氧烷复合物，购自日本信越，牌号为CAT-PL-56。
实施例
实施例1-5和对比例1的配方见表1。
表1(单位：重量份)
实施例1-5
涂料制备方法如下：
(1)按表1的配方称取原料，将甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基苯基乙烯基聚硅氧烷、甲基含氢硅油、有机溶剂加入分散容器中，以600～1000转/分钟搅拌5～10分钟，再在搅拌作用下缓慢加入白炭黑TS-100和R972，以1200～2000转/分钟搅拌20～30分钟，最后加入抑制剂甲基戊炔醇和硅烷偶联剂，以400～800转/分钟搅拌5～10分钟。
(2)将混合物用三辊机研磨2-3遍，使涂料细度＜15μm。
(3)在步骤(2)所得混合物中加入金属催化剂，以100～300转/分钟搅拌5～6分钟，即得到涂料产品。
对比例1
与实施例1相比，未添加甲基苯基乙烯基聚硅氧烷。
测试例
将涂料涂覆在零度硅胶产品表面，在80～100℃固化60分钟，所得干膜厚度10～15μm，然后进行手感、光泽度、附着力、耐磨、水煮、氙灯老化、冷热冲击和盐雾测试。
(a)附着力测试：
按国家标准GB/T 9286进行测试。
(b)耐磨测试：
选用Taber线性耐磨仪，CS-10橡皮，500克负重，40回/分钟进行摩擦。
(c)水煮测试：
沸水中浸泡一定时间，涂层表面无异常且附着力无变化。
(d)氙灯老化测试：
紫外光波长420nm，光强度0.80W/m2条件下保存一定时间，涂层表面无异常且附着力无变化。
(e)冷热冲击测试：
-40℃保存12小时后再80℃保存12小时为一个循环，循环一定次数后，涂层表面无异常且附着力无变化。
(f)盐雾测试：
中性盐雾连续喷洒一定时间，涂层表面无异常且附着力无变化。
(g)光泽度测试：
按国家标准GB/T 9754进行测试。
实施例1-5和对比例1的测试结果如表2所示。
表2
从表2的实验结果可知，本发明的涂料涂覆于零度硅胶产品表面时，能实现哑光效果及丝滑手感，而且具有优异的附着力、耐热性、耐水性、耐腐蚀性、耐摩擦性能及抗UV老化性能。从实施例1与对比例1的对比可以看出，采用甲基苯基乙烯基聚硅氧烷与甲基乙烯基聚硅氧烷和甲基含氢硅油搭配，所得涂层的手感及各项性能均明显更佳，说明树脂搭配对涂膜的性能有显著影响；从实施例1与实施例5的对比可以看出，溶剂对涂层附着力和耐磨性也有一定影响，采用无味煤油、乙酸丁酯和正庚烷复配时，涂膜性能最优。
Claims (7)
1.一种零度硅胶用涂料，其特征在于，由以下重量份计的组分制备得到：
30份的甲基乙烯基聚硅氧烷、7份的甲基含氢硅油、5份的甲基苯基乙烯基聚硅氧烷、0.8份的抑制剂、0.5份的硅氧烷偶联剂、7.2份的TS-100的白炭黑和6份的R972白炭黑、10份乙酸丁酯、25份正庚烷、5.5份无味煤油、3份的金属催化剂；
所述甲基乙烯基聚硅氧烷的数均分子量为10～15万；
所述甲基苯基乙烯基聚硅氧烷的分子量为10～20万。
2.根据权利要求1所述的零度硅胶用涂料，其特征在于，所述甲基乙烯基聚硅氧烷的乙烯基含量为0.1～0.3％。
3.根据权利要求1所述的零度硅胶用涂料，其特征在于，所述甲基含氢硅油的含氢量为0.5～1.5％。
4.根据权利要求1所述的零度硅胶用涂料，其特征在于，所述抑制剂为炔醇。
5.根据权利要求1所述的零度硅胶用涂料，其特征在于，所述金属催化剂为Pt络合物。
6.一种制备权利要求1-5任一项所述的零度硅胶用涂料的方法，其特征在于，包括步骤：
S1、将甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基苯基乙烯基聚硅氧烷、甲基含氢硅油、有机溶剂于分散容器中分散均匀，然后在搅拌作用下缓慢加入白炭黑，搅拌均匀后，加入抑制剂和硅烷偶联剂，混合均匀；
S2、对混合物进行研磨，然后加入金属催化剂，搅拌均匀，得到涂料产品。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S2中，研磨细度＜15μm。
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