本發明涉及有機硅涂料，尤其涉及一種涂層柔軟強韌、觸感絲滑細膩、具有親膚感的水性有機硅涂料及其制備方法和應用。

背景技術：

1、有機硅涂料是一類具有低表面能和低極性的涂料，具有優異的化學穩定性。傳統的有機硅涂料在防腐以及建筑保護領域有著廣泛的應用，但是在3c數碼產品、汽車內飾、智能穿戴上的應用較少。

2、目前國內外報導的有機硅涂料相關專利，往往存在涂層不平整、觸感較差、環保性能不達標等多種問題：例如cn115260903a其公開了一種應用于硅膠、tpu等柔性基材的有機硅涂料，但在使用過程中需要添加大量有機溶劑，voc較高容易對環境產生一定影響；專利cn117881755a公開了一種應用于水性涂料的氨基硅氧烷添加劑，雖然可以提高涂層平整性，但由于氨基極性的引入會使涂料的抗污性能下降，且無法提供柔軟絲滑的觸感。

技術實現思路

1、本發明提供了一種水性有機硅涂料及其制備方法和應用，用以解決背景技術中提到的現有有機硅涂料的技術問題。

2、為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

3、一種水性有機硅涂料，包括以下質量份的組分：

4、100份水性乙烯基硅樹脂、3~20份水性含氫硅樹脂、3~20份水性催化劑、5~20份填料、3~10份蠟乳液和50~200份水性溶劑；

5、所述水性乙烯基硅樹脂包括硅樹脂a和乳化劑，硅樹脂a主鏈結構為，?a和b為鏈節的數量；所述硅樹脂a的分子量為50000~1000000g/mol；所述水性含氫硅樹脂包括硅樹脂b和硅樹脂c，所述硅樹脂b主鏈結構為，?m和n為鏈節的數量；硅樹脂c為含氫mq硅樹脂，結構式為[(ch3)2hsio1/2]x[(ch3)3sio1/2]y[sio4/2]z。

6、上述技術方案的設計思路在于，涂料體系采用水性體系，無voc排放，對環境友好，無有害物質添加，對人體無傷害，因此可用作與皮膚接觸的涂料，體系中水性乙烯基硅樹脂和水性含氫硅樹脂可以在水性催化劑的催化下進行交聯反應，交聯固化機理為硅氫加成反應，反應速度快并且反應徹底從而在硅膠素材表面形成了完全交聯的柔韌涂層，并且與硅膠基材有良好的相容性，可以通過分子間作用力附著在硅膠基材上；本發明采用了大分子量的水性乙烯基硅樹脂，它可以使有機硅涂層有良好的柔韌性，并提供一種自潤滑特性，所以可以使涂層具有非常低的摩擦系數，同時與水性化的含氫mq硅樹脂結合可以形成高交聯密度的增強型涂層，并提供柔滑的手感。除去硅樹脂體系外，蠟乳液中含有高密度的聚乙烯微粒，其平均粒徑在1微米以下，具有良好的自潤滑及耐磨特性，在涂層交聯固化過程中，聚乙烯微粒可以浮在涂層表面，從而進一步提升涂層的觸感。

7、作為上述技術方案的進一步優選，所述硅樹脂a中乙烯基基團的質量為硅樹脂a總質量的0.01%~5%。

8、作為上述技術方案的進一步優選，所述硅樹脂b的氫質量含量為0.1%~0.6%；所述硅樹脂b的氫質量含量為0.1%~0.8%。通過在硅樹脂b中添加含氫mq硅樹脂可以對涂層進一步補強提升涂層的耐磨性能。

9、作為上述技術方案的進一步優選，所述硅樹脂b和硅樹脂c的質量比為1：（0.1~1.5）。

10、作為上述技術方案的進一步優選，所述催化劑為鉑金催化劑，鉑含量為50~10000ppm。

11、作為上述技術方案的進一步優選，所述填料為二氧化硅填料，填料的粒徑為1~10μm。

12、作為上述技術方案的進一步優選，所述蠟乳液的粒徑為0.3~20μm。

13、作為上述技術方案的進一步優選，所述乳化劑包括脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、失水山梨醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、聚醚硅油類乳化劑和聚醚類乳化劑的至少一種。

14、基于同一技術構思，本發明還提供一種上述的水性有機硅涂料的制備方法，包括以下步驟：

15、s1、將所述水性乙烯基硅樹脂、水性含氫硅樹脂和水性催化劑混合得到混合物a；

16、s2、將所述填料加入混合物a中，混合得到混合物b；

17、s3、將所述蠟乳液加到混合物b中，混合得到混合物c；

18、s4、向所述混合物c中加入水性溶劑，混合均勻即得到所述水性有機硅涂料。

19、作為上述技術方案的進一步優選，s1中混合速度為400~600rpm，混合時間為5~10min；s2中混合速度為600~800rpm，混合時間為20~30min；s3中混合速度為400~600rpm，混合時間為5~10min；s4中混合速度為400~600rpm，混合時間為10~20min。

20、基于同一技術構思，本發明還提供一種上述的水性有機硅涂料的應用，該水性有機硅涂料用于在柔性基材表面形成涂層。

21、作為上述技術方案的進一步優選，所述柔性基材為硅膠基材、tpu基材或tpe基材。

22、作為上述技術方案的進一步優選，所述水性有機硅涂料的固化時間為60min～90min；固化溫度為90℃～105℃。

23、作為上述技術方案的進一步優選，所述水性有機硅涂料在柔性基材表面的涂覆厚度為11～23μm。

24、作為上述技術方案的進一步優選，所述水性有機硅涂料施工過程中的粘度為20~30s(zahn?cup?3#)；所述水性有機硅涂料施工過程中的固含為20％～30％。

25、本發明具有以下有益效果：

26、（1）本發明的水性有機硅涂料，所形成的涂層兼具平整性、耐磨性、韌性、優觸感和高環保性，可應用于3c數碼產品、汽車內飾、智能穿戴領域中的柔性基體表面；

27、（2）本發明的水性有機硅涂料原料易得、制備工藝簡單、對生產設備的要求低，適于大規模產業化生產。

技術特征：

1.一種水性有機硅涂料，其特征在于，包括以下質量份的組分：

2.根據權利要求1所述的水性有機硅涂料，其特征在于，所述硅樹脂a中乙烯基基團的質量為硅樹脂a總質量的0.01%~5%。

3.根據權利要求1所述的水性有機硅涂料，其特征在于，所述硅樹脂b的氫質量含量為0.1%~0.6%；所述硅樹脂b的氫質量含量為0.1%~0.8%。

4.根據權利要求3所述的水性有機硅涂料，其特征在于，所述硅樹脂b和硅樹脂c的質量比為1：（0.1~1.5）。

5.根據權利要求1-4任一項所述的水性有機硅涂料，其特征在于，所述催化劑為鉑金催化劑，鉑含量為50~10000ppm。

6.根據權利要求1-4任一項所述的水性有機硅涂料，其特征在于，所述填料為二氧化硅填料，填料的粒徑為1~10μm。

7.根據權利要求1-4任一項所述的水性有機硅涂料，其特征在于，所述蠟乳液的粒徑為0.3~20μm。

8.一種權利要求1-7任一項所述的水性有機硅涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據權利要求8所述的水性有機硅涂料的制備方法，其特征在于，s1中混合速度為400~600rpm，混合時間為5~10min；s2中混合速度為600~800rpm，混合時間為20~30min；s3中混合速度為400~600rpm，混合時間為5~10min；s4中混合速度為400~600rpm，混合時間為10~20min。

10.一種權利要求1-7任一項所述的水性有機硅涂料的應用，其特征在于，所述水性有機硅涂料用于在柔性基材表面形成涂層。

技術總結
本發明公開了水性有機硅涂料及其制備方法和應用，水性有機硅涂料包括：100份水性乙烯基硅樹脂、3~20份水性含氫硅樹脂、3~20份水性催化劑、5~20份填料、3~10份蠟乳液和50~200份水性溶劑。本發明的水性有機硅涂料，所形成的涂層兼具平整性、耐磨性、韌性、優觸感和高環保性，可應用于3C數碼產品、汽車內飾、智能穿戴領域中的柔性基體表面；且原料易得、制備工藝簡單、對生產設備的要求低，適于大規模產業化生產。

技術研發人員：王軍,曾永昌,符饒生,繆培凱
受保護的技術使用者：松井新材料集團股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24