CN115584205B - 一种抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂，该涂饰剂包含A组分和B组分，其中，按重量份计，A组分包含：40.0～60.0份甲基乙烯基聚硅氧烷、10.0～20.0份有机硅树脂、6.0～17.0份交联剂、0.03～0.6份抑制剂、2.0～7.0份手感助剂、2.0～4.0份抗菌防霉剂、2.0～5.0份改性聚硅氧烷、10.0～30.0份消光粉以及50.0～100.0份溶剂；B组分包含：10.0～20.0份甲基乙烯基聚硅氧烷、12.0～25.0份有机硅树脂、0.03～1.0份催化剂。

Description

一种抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂及其制备工艺
技术领域
本发明涉及有机硅涂饰剂技术领域，具体涉及一种新型抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂及其制备工艺。
背景技术
合成革作为一种日常应用的产品，在人们的生活中使用越来越广泛，它作为一种人工复合材料，具有一定的适用性，但是针对合成革的表面性能，人们的要求越来越高，在一些户外，湿冷，湿热环境下，很多合成革出现了开裂，发霉，变质等问题，抗污和耐涂鸦性能也不足，其的使用越来越受限制，外部环境大大影响其的使用。最近几年，市场上出现越来越多的涂饰剂，比如,有机硅改性丙烯酸酯型涂饰剂，有机硅改性聚氨酯型涂饰剂，但是这些涂饰剂的耐热性，耐紫外线等性能比较差，虽然市场对相应的涂饰剂也进行了改进和拓展，但是依然还有一些环保问题等，细菌、真菌等致病微生物对人体的身体健康有一定的影响，破坏了人们的日常生活，因此在日常环境使用的合成革更加需要抗菌防霉的功效，还需要易清洁，耐涂鸦的性能。
发明内容
本发明针对现有技术存在的缺陷，制备的新型的有机硅涂饰剂具有一定的抗菌防霉易清洁的功效，适用性更强，可以满足在湿热，湿冷，户外，高低温环境下的使用，其的储存，保养，寿命等性能得到改进。本发明添加一定的抗菌防霉助剂和特殊结构的聚硅氧烷，采用环保溶剂，通过丝网印刷，在高温快速加热固化的方式进行涂覆，制备出性能优异的有机硅涂饰剂。
为了实现以上的性能优势，本发明采用了的技术方案是：
一种新型抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂，该涂饰剂包含A组分和B组分，其中，按重量份计，
A组分包含：40.0～60.0份甲基乙烯基聚硅氧烷、10.0～20.0份有机硅树脂、6.0～17.0份交联剂、0.03～0.6份抑制剂、2.0～7.0份手感助剂、2.0～4.0份抗菌防霉剂、2.0～5.0份改性聚硅氧烷、10.0～30.0份消光粉以及50.0～100.0份溶剂；
B组分包含：10.0～20.0份甲基乙烯基聚硅氧烷、12.0～25.0份有机硅树脂、0.03～1.0份催化剂；
在一些实施方式中，A组分与B组分按照质量比为100：10～20比例混合。
在一些实施方式中所述甲基乙烯基聚硅氧烷，乙烯基含量为0.01～2.5wt％，粘度为20000～800000mPa.s。
在一些实施方式中，所述有机硅树脂为乙烯基MDQ，乙烯基MTQ树脂中的一种或者多种的复配，乙烯基含量为0.03～3wt％，粘度为5000～100000mPa.s；
在一些实施方式中，所述交联剂为含氢聚硅氧烷，其中包括端含氢硅油，侧含氢硅油，端侧含氢硅油，含氢MQ树脂，含氢MDT树脂中的一种或者多种，含氢量为0.008～1.2wt％。
在一些实施方式中，所述抑制剂为甲基丁炔醇，乙炔基环己醇，四甲基四乙烯基环四硅氧烷，马来酸二烯丙酯中的一种或者多种。
在一些实施方式中，所述手感助剂为如结构式(1)
Figure SMS_1
在一些实施例中，该手感助剂是通过
Figure SMS_2
反应制备而成，它具有更多的活性基团，不但可以和基材进行粘接和密着，还可以提升其手感和触感。它可以有效的控制粘度，主链由硅、氧交替组成，可以调节摩擦力，改善皮革的疏水性和透气性，降低材料的表面能。能部分交联，提高涂层的耐磨性，赋予皮革不同感觉的手感和触感，使其柔软、滑爽、疏水、透气、耐磨、伸长率提高、性能在高低温下稳定、使用寿命延长。
支链型硅油可以很好的相容，具有比较低的表面张力，便于流平润湿和消泡，更好的浸润和分散，烷氧基可以更好的与基材进一步结合，促进反应，增加其的力学和附着强度，适当的苯基增加，折射率提高，铺展性好，形成一个平滑的表面，增加相容性和耐热性能。
在一些具体实施例中，所述的手感助剂通过如下合成步骤获得：第一步：油浴温度设为50℃，在三口烧瓶中加入如下原料：33g的苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷和0.1g氯铂酸的异丙醇溶液(5000ppm)加入到反应瓶中，再加入57.1g乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌反应3小时后，再升至70℃反应2h，停止搅拌反应，降至室温；第二步：采用无水硫酸钠除水后抽滤，减压蒸馏提纯得到所需要的手感助剂。
在一些实施方式中，所述抗菌防霉剂为市售的BT-2059，BT-20，DF-107中的一种或者多种。
在一些实施方式中，所述改性聚硅氧烷为有机硅含氟聚硅氧烷，结构式(2),其中，2≤m≤5，2≤n≤5
Figure SMS_3
其中，/>
Figure SMS_4
改性聚硅氧烷特殊的结构，使得涂饰后的合成革表面具有更好的耐涂鸦和耐磨防水的功效；机硅分子的螺旋结构，甲基是疏水基团，均向外，使得材料表面呈疏水性。此外，含氟有机聚硅氧烷稳定性好，表面能低，可以显著提升材料表面的憎水憎油性和疏水效果，成为一种性能优异的耐候和防污涂层，增加硅含量，提升材料表面的疏水效果，降低表面能。将含氟链段的引入后含氟链段聚集到聚合物-空气界面，显著提升防污和防涂鸦效果，这种特殊的结构赋予其优异的防污和耐涂鸦性能。
在一些具体实施例中，所述改性聚硅氧烷具体合成步骤如下：第一步：油浴温度设为50℃，在三口烧瓶中分别加入原料：2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷25.85g和0.5g氯铂酸的异丙醇溶液(5000ppm)加入到反应瓶中，搅拌均匀，加入三乙氧基硅烷36.2g，加入甲苯100g，反应4小时，分液提纯得到物质一，充氮气密闭储存。第二步：油浴温度设为50℃，在三口烧瓶中分别加入原料：121.8～260g的羟基含氟硅油和0.9025～1.60g二月桂酸二丁基锡，加入第一步合成的物质一，58.7g，反应3小时后开始升温至70℃，继续搅拌反应3小时后停止搅拌反应，降至室温，减压蒸馏提纯后得有机硅含氟聚硅氧烷。
其中，2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷三乙氧基硅烷
Figure SMS_5
物质一
Figure SMS_6
羟基含氟硅油
Figure SMS_7
其中，2≤m≤5，2≤n≤5。
在一些实施方式中，所述消光粉为市售的OK520，M-5中的一种或者多种。
在一些实施方式中，所述溶剂为异构烷烃，包括但不限于异构八烷烃，异构十烷烃，异构十二烷烃，异构十六烷烃中的一种或者多种，该溶剂对树脂环保经济，可以调节粘度和流平性。
在一些实施方式中，所述的催化剂为市售卡斯特型抗中毒的铂金催化剂，铂含量为1500～80000ppm；
本发明提供的有机硅涂饰剂，具有十分优异的粘接效果，抗菌，防霉，易清洁，耐涂鸦，耐油污。
本发明另一目的在于提供一种有机硅涂饰剂的制备工艺，包括如下步骤：
步骤一：A组分的制备：25℃条件下，分别称取40.0～60.0份甲基乙烯基聚硅氧烷、10.0～20.0份有机硅树脂、6.0～17.0份交联剂、0.03～0.6份抑制剂、2.0～7.0份手感助剂、2.0～4.0份抗菌防霉剂、2.0～5.0份改性聚硅氧烷、50.0～100.0份溶剂依次加入到行星式高速搅拌机中，使其混合均匀后，再加入10.0～30.0份消光粉，搅拌均匀后并充氮气，灌装并密封保存；
步骤二：B组分的制备：25℃条件下，分别称取10.0～20.0份甲基乙烯基聚硅氧烷、12.0～25.0份有机硅树脂、0.03～1.0份催化剂依次加入到行星式高速搅拌机中，使其混合均匀并充氮气，灌装并密封保存；
步骤三：混合和固化：A组分与B组分按照重量比为100：10～20比例混合均匀后固化，采用涂覆印刷的工艺进行印刷，固化条件为120～180℃，3～15min。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，它是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
一、手感助剂的合成步骤如下：
第一步：油浴温度设为50℃，在三口烧瓶中加入如下原料：33g的苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷和0.1g氯铂酸的异丙醇溶液(5000ppm)加入到反应瓶中，再加入57.1g乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌反应3小时后，再升至70℃反应2h，停止搅拌反应，降至室温。
第二步：采用无水硫酸钠除水后抽滤，减压蒸馏提纯得到所需要的手感助剂。
二、改性聚硅氧烷合成步骤如下：
第一步：油浴温度设为50℃，在三口烧瓶中分别加入原料：2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷25.85g和0.5g氯铂酸的异丙醇溶液(5000ppm)加入到反应瓶中，搅拌均匀，加入三乙氧基硅烷36.2g，加入甲苯100g，反应4小时，分液提纯得到物质一，充氮气密闭储存。
第二步：油浴温度设为50℃，在三口烧瓶中分别加入原料：121.8g的羟基含氟硅油(m＝2，n＝2)和0.9025g二月桂酸二丁基锡，加入第一步合成的物质一，58.7g，反应3小时后开始升温至70℃，继续搅拌反应3小时后停止搅拌反应，降至室温，减压蒸馏提纯后得有机硅含氟聚硅氧烷。
三、有机硅涂饰剂的制备方法：
步骤一：A组分的制备：25℃条件下，分别称取40.0份甲基乙烯基聚硅氧烷，乙烯基含量为0.01wt％，粘度为800000mPa.s、20.0份乙烯基MDQ树脂，乙烯基含量为0.03wt％，粘度为100000mPa.s、17.0份含氢MQ树脂，含氢量为0.8wt％、0.03份乙炔基环己醇、2.0份手感助剂如结构式(1)、4.0份抗菌防霉剂BT-2059、3.0份有机硅含氟聚硅氧烷，结构式(2),其中，m＝2，n＝2、20.0份异构八烷烃，60份异构十烷烃依次加入到行星式高速搅拌机中，使其混合均匀后，再加入10.0份消光粉OK520，搅拌均匀后并充氮气，灌装并密封保存；
步骤二：B组分的制备：25℃条件下，分别称取10.0份甲基乙烯基聚硅氧烷，乙烯基含量为0.9wt％，粘度为9000mPa.s、20.0份乙烯基MDQ,乙烯基含量为2wt％，粘度为9000mPa.s、0.03份市售卡斯特型抗中毒的铂金催化剂，铂含量为80000ppm依次加入到行星式高速搅拌机中，使其混合均匀并充氮气，灌装并密封保存；
步骤三：混合和固化：A组分与B组分按照重量比为100：17.1比例混合均匀后固化，采用涂覆印刷的工艺进行印刷，固化条件为120℃，15min。
实施例2
一、手感助剂的合成步骤如下：
第一步：油浴温度设为50℃，在三口烧瓶中加入如下原料：33g的苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷和0.1g氯铂酸的异丙醇溶液(5000ppm)加入到反应瓶中，再加入57.1g乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌反应3小时后，再升至70℃反应2h，停止搅拌反应，降至室温。
第二步：采用无水硫酸钠除水后抽滤，减压蒸馏提纯得到所需要的手感助剂。
二、改性聚硅氧烷合成步骤如下：
第一步：油浴温度设为50℃，在三口烧瓶中分别加入原料：2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷25.85g和0.5g氯铂酸的异丙醇溶液(5000ppm)加入到反应瓶中，搅拌均匀，加入三乙氧基硅烷36.2g，加入甲苯100g，反应4小时，分液提纯得到物质一，充氮气密闭储存。
第二步：油浴温度设为50℃，在三口烧瓶中分别加入原料：260g的羟基含氟硅油(m＝5，n＝5)和1.60g二月桂酸二丁基锡，加入第一步合成的物质一，58.7g，反应3小时后开始升温至70℃，继续搅拌反应3小时后停止搅拌反应，降至室温，减压蒸馏提纯后得有机硅含氟聚硅氧烷。
三、有机硅涂饰剂的制备方法：
步骤一：A组分的制备：25℃条件下，分别称取60.0份甲基乙烯基聚硅氧烷，乙烯基含量为2.5wt％，粘度为20000mPa.s、12.0份乙烯基MTQ树脂，乙烯基含量为3wt％，粘度为5000mPa.s、3.0份含氢MDT树脂，含氢量为0.5wt％,3.0份端含氢硅油，含氢量为02wt％、0.6份马来酸二烯丙酯、5.0份手感助剂如结构式(1)、2.0份抗菌防霉剂BT-20、2.0份有机硅含氟聚硅氧烷，结构式(2),其中，m＝5，n＝5、20.0份异构十烷烃，30份异构十二烷烃依次加入到行星式高速搅拌机中，使其混合均匀后，再加入30.0份消光粉M-5，搅拌均匀后并充氮气，灌装并密封保存；
步骤二：B组分的制备：25℃条件下，分别称取20.0份甲基乙烯基聚硅氧烷，乙烯基含量为1.5wt％，粘度为400000mPa.s、9.5份乙烯基MTQ树脂，乙烯基含量为1.3wt％，粘度为70000mPa.s、1.0份市售卡斯特型抗中毒的铂金催化剂，铂含量为1500ppm依次加入到行星式高速搅拌机中，使其混合均匀并充氮气，灌装并密封保存；
步骤三：混合和固化：A组分与B组分按照重量比为100：18.2比例混合均匀后固化，采用涂覆印刷的工艺进行印刷，固化条件为180，3min。
实施例3
一、手感助剂的合成步骤如下：
第一步：油浴温度设为50℃，在三口烧瓶中加入如下原料：33g的苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷和0.1g氯铂酸的异丙醇溶液(5000ppm)加入到反应瓶中，再加入57.1g乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌反应3小时后，再升至70℃反应2h，停止搅拌反应，降至室温。
第二步：采用无水硫酸钠除水后抽滤，减压蒸馏提纯得到所需要的手感助剂。
二、改性聚硅氧烷合成步骤如下：
第一步：油浴温度设为50℃，在三口烧瓶中分别加入原料：2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷25.85g和0.5g氯铂酸的异丙醇溶液(5000ppm)加入到反应瓶中，搅拌均匀，加入三乙氧基硅烷36.2g，加入甲苯100g，反应4小时，分液提纯得到物质一，充氮气密闭储存。
第二步：油浴温度设为50℃，在三口烧瓶中分别加入原料：167.9g的羟基含氟硅油(m＝3，n＝3)和1.13g二月桂酸二丁基锡，加入第一步合成的物质一，58.7g，反应3小时后开始升温至70℃，继续搅拌反应3小时后停止搅拌反应，降至室温，减压蒸馏提纯后得有机硅含氟聚硅氧烷。
三、有机硅涂饰剂的制备方法：
步骤一：A组分的制备：25℃条件下，分别称取50.0份甲基乙烯基聚硅氧烷，乙烯基含量为1.0wt％，粘度为500000mPa.s、10.0份乙烯基MDQ树脂，乙烯基含量为1wt％，粘度为80000mPa.s、10.0份乙烯基MTQ树脂，乙烯基含量为2wt％，粘度为70000mPa.s、12.0份端侧含氢硅油，含氢量为0.8wt％、0.3份四甲基四乙烯基环四硅氧烷、3.0份手感助剂如结构式(1)、3.0份抗菌防霉剂DF-107、3.0份有机硅含氟聚硅氧烷，结构式(2),其中，m＝3，n＝3、50.0份异构十烷烃，50份异构十二烷烃依次加入到行星式高速搅拌机中，使其混合均匀后，再加入20.0份消光粉OK520，搅拌均匀后并充氮气，灌装并密封保存；
步骤二：B组分的制备：25℃条件下，分别称取15.0份甲基乙烯基聚硅氧烷，乙烯基含量为1.2wt％，粘度为30000mPa.s、15.0份乙烯基MTQ树脂，乙烯基含量为1.5wt％，粘度为80000mPa.s、0.5份市售卡斯特型抗中毒的铂金催化剂，铂含量为10000ppm依次加入到行星式高速搅拌机中，使其混合均匀并充氮气，灌装并密封保存；
步骤三：混合和固化：A组分与B组分按照重量比为100：14.4比例混合均匀后固化，采用涂覆印刷的工艺进行印刷，固化条件为150℃，5min。
对比例1：与实施例1的区别之处在于未添加手感助剂。
对比例2：与实施例2的区别之处在于未添加抗菌防霉剂。
对比例3：与实施例3的区别之处在于未添加改性聚硅氧烷。
针对本发明进行的相关测试结果如表1所示：
Figure SMS_8
通过实施例1和对比例1可知，添加手感助剂有助于提升涂饰剂和合成革表面的手感和粘接强度，实施例2和对比例2可知，添加抗菌防霉剂可以更好的抑制细菌的滋长，是实施例3和对比例3可知，添加改性聚硅氧烷，可以有效的抗污抗涂鸦。
应当指出，以上实施例仅是本发明的代表性例子。本发明还可以有许多变形。凡是依据本发明的实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂，其特征在于，该涂饰剂由A组分和B组分组成，其中，按重量份计，
A组分包含：40.0～60.0份甲基乙烯基聚硅氧烷、10.0～20.0份有机硅树脂、6.0～17.0份交联剂、0.03～0.6份抑制剂、2.0～7.0份手感助剂、2.0～4.0份抗菌防霉剂、2.0～5.0份改性聚硅氧烷、10.0～30.0份消光粉以及50.0～100.0份溶剂；
B组分包含：10.0～20.0份甲基乙烯基聚硅氧烷、12.0～25.0份有机硅树脂、0.03～1.0份催化剂；
所述的A组分与B组分按质量比为100：10～20比例混合；
所述有机硅树脂为乙烯基MDQ，乙烯基MTQ树脂中的一种或者多种的复配，乙烯基含量为0.03～3wt%，粘度为5000～100000mPa.s；
所述交联剂为含氢聚硅氧烷，其中包括端含氢硅油，侧含氢硅油，端侧含氢硅油，含氢MQ树脂，含氢MDT树脂中的一种或者多种，含氢量为0.008～1.2wt%；
所述的手感助剂为如结构式（1）所示；
Figure QLYQS_1
（1）；
所述改性聚硅氧烷为有机硅含氟聚硅氧烷，结构式（2）,其中，2≤m≤5，2≤n≤5；
Figure QLYQS_2
（2）；
其中，R=
Figure QLYQS_3
。
2.根据权利要求1所述的抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂，其特征在于，所述甲基乙烯基聚硅氧烷，乙烯基含量为0.01～2.5wt%，粘度为20000～800000mPa.s。
3.根据权利要求1所述的抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂，其特征在于，所述抑制剂为甲基丁炔醇，乙炔基环己醇，四甲基四乙烯基环四硅氧烷，马来酸二烯丙酯中的一种或者多种。
4.根据权利要求1所述的抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂，其特征在于，所述抗菌防霉剂为市售的BT-2059，BT-20，DF-107中的一种或者多种。
5.根据权利要求1所述的抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂，其特征在于，所述消光粉为市售的OK520，M-5中的一种或者多种。
6.根据权利要求1所述的抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂，其特征在于，所述溶剂为异构烷烃。
7.根据权利要求6所述的抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂，其特征在于，所述异构烷烃为异构八烷烃，异构十烷烃，异构十二烷烃，异构十六烷烃中的一种或者多种。
8.根据权利要求1所述的抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂，其特征在于，所述的催化剂为市售卡斯特型抗中毒的铂金催化剂，铂含量为1500～80000ppm。
9.根据权利要求1所述的抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂，其特征在于，所述的手感助剂通过
Figure QLYQS_4
和/>
Figure QLYQS_5
反应制备而成。
10.根据权利要求9所述的抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂，其特征在于，所述的手感助剂通过如下步骤合成：
第一步：将33份的苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷和0.1份 5000ppm的氯铂酸的异丙醇溶液加入到反应瓶中，再加入57.1份乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌反应3小时后，再升至70℃反应2h，停止搅拌反应，降至室温；
第二步：采用无水硫酸钠除水后抽滤，减压蒸馏提纯得到所需要的手感助剂。
11. 根据权利要求6所述的抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂，其特征在于，所述的有机硅含氟聚硅氧烷通过如下步骤合成获得：第一步：温度设为50℃，将2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷25.85份和0.5份 5000ppm的氯铂酸的异丙醇溶液加入到反应瓶中，搅拌均匀，加入三乙氧基硅烷36.2份，加入甲苯100份，反应4小时，分液提纯得到物质一，充氮气密闭储存；第二步：温度设为50℃，分别加入原料121.8～260份的羟基含氟硅油和0.9025～1.60份二月桂酸二丁基锡，加入第一步合成的物质一，58.7份，反应3小时后后开始升温至70℃，继续搅拌反应3小时后停止搅拌反应，降至室温，减压蒸馏提纯后得有机硅含氟聚硅氧烷。
12.一种如权利要求1~11任意一项所述的抗菌防霉易清洁有机硅涂饰剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一：A组分的制备：分别称取40.0～60.0份甲基乙烯基聚硅氧烷、10.0～20.0份有机硅树脂、6.0～17.0份交联剂、0.03～0.6份抑制剂、2.0～7.0份手感助剂、2.0～4.0份抗菌防霉剂、2.0～5.0份改性聚硅氧烷、50.0～100.0份溶剂依次加入到行星式高速搅拌机中，使其混合均匀后，再加入10.0～30.0份消光粉，搅拌均匀后并充氮气，灌装并密封保存；
步骤二：B组分的制备：25℃条件下，分别称取10.0～20.0份甲基乙烯基聚硅氧烷、12.0～25.0份有机硅树脂、0.03～1.0份催化剂依次加入到行星式高速搅拌机中，使其混合均匀并充氮气，灌装并密封保存；
步骤三：混合和固化：A组分与B组分按照重量比为100：10～20比例混合均匀后固化，采用涂覆印刷的工艺进行印刷，固化条件为120～180℃，3～15min。
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