用于铝材表面的有机硅手感油底涂剂的制作方法

本发明涉及底涂剂领域，尤其涉及一种用于铝材表面的有机硅手感油底涂剂，可以有效增加有机硅手感油与铝材的结合力。

背景技术：

随着市场需求的不断提升，一些高端的笔记本或鼠标已经不满足于现有品质，追求极致的滑爽手感和耐脏污性能成为一种新的卖点，常规的塑胶弹性漆因其较差的耐脏污性能而不能满足要求。

因为有机硅手感油具有卓越的滑爽手感和耐脏污性能，越来越多的厂家希望在自己的产品表面喷涂手感油，以起到装饰、保护等作用，如金属的笔记本外壳等。但由于硅橡胶固有的脱模性，其很难对铝材等形成良好的附着。

为了提高有机硅手感油与铝材表面的结合力，现有工艺是先对铝材进行打磨处理，用气枪吹净表面，再喷涂表面处理剂，干燥之后，将其与硅橡胶进行模压成型，再于硅橡胶表面喷涂有机硅手感油；程序复杂，操作条件苛刻，效率低，成本高，需要耗费生产器械、人力、时间，很大程度上减少了产品利润，而且因为模压硅橡胶的存在，增加了产品厚度，对电子设备的性能，特别是散热有很大影响，还不符合电子产品轻薄的发展。

因此，需要研发新的手段以有效的提高铝材基材与有机硅手感油的粘接性能，同时，作为表面底涂剂，除了具有高效粘接性，良好的加工性，还需要具有良好的耐热冲击、耐水煮、耐候性，并且不能影响手感油的手感、对环境污染小。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于铝材表面的有机硅手感油底涂剂，其基于高分子材料复合技术，设计独特，组成合理，制备方便，具有优异的粘接性，并且与铝材基材、有机硅手感油相容性好，对环境污染小；可以直接附着于铝材表面，大大简化电子产品壳体材料生产工艺，提高效率和利润。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于铝材表面的有机硅手感油底涂剂，按重量份计，由以下组分组成：

所述硅树脂为乙烯基硅树脂、硅氢树脂或者羟基硅树脂；

所述交联剂为硅烷偶联剂；

所述催化剂为钛酸酯或者铂化合物；

所述稀释剂为烷烃类有机溶剂、甲苯或者二甲苯。

上述技术方案中，所述硅氢树脂中，氢质量含量为0.1-2％；所述乙烯基硅树脂为乙烯基封端的聚甲基硅氧烷；所述羟基硅树脂为支链含羟基的硅树脂。

上述技术方案中，所述硅烷偶联剂为乙烯基硅烷偶联剂或者丙烯基硅烷偶联剂。

上述技术方案中，所述铂化合物为氯铂酸。

上述技术方案中，所述烷烃类有机溶剂为庚烷。

优选的，按重量份计，用于铝材表面的有机硅手感油底涂剂由以下组分组成：

此条件下，用于铝材表面的有机硅手感油底涂剂符合国际环境友好标准，而且低排放，毒性低，耐热和耐水煮性能较好，而且与铝材附着力优异，喷涂过程流畅，有效改善了有机硅手感油与铝材的粘接。

本发明还公开了上述用于铝材表面的有机硅手感油底涂剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：充分混合硅树脂与交联剂；然后加入稀释剂；最后滴加催化剂，搅拌均匀得到用于铝材表面的有机硅手感油底涂剂。

优选的，滴加催化剂的速率为40-50滴/分。

本发明的氯铂酸的结构式为：

其可以有效地催化本发明用于铝材表面的有机硅手感油底涂剂中有机物之间的反应，特别是硅氢化反应，有效增加官能团的反应程度，提高树脂体系的固化性能。本发明优选在所有物料加入后，搅拌均匀后，以40-50滴/分的速率滴加催化剂，可以有效混和有机物与催化剂，使得各组分与催化剂接触均匀，最主要保证了体系反应充足。

本发明中，乙烯基硅树脂、羟基硅树脂、硅氢树脂均为含有特定官能团的聚硅氧烷，其官能团可以在主链的一端，也可以位于支链。比如乙烯基摩尔含量为0.75％、乙烯基封端的聚甲基硅氧烷，羟基质量含量6％、羟基封端的聚二甲基硅氧烷，含氢量为1.6％、甲基封端的聚甲基氢硅氧烷。

本发明中，稀释剂可以调节体系粘度，使得各组分分散均匀，增加各组分之间的界面作用，提高体系的协同性，从而得到综合性能优良的用于铝材表面的有机硅手感油底涂剂。

本发明中，硅树脂不仅耐热性好，而且与铝基材粘接强度高，有利于提高有机硅手感油层与铝基材层的附着力，特别是受热情况下，依旧能保持有机硅手感油层与铝基材层的粘接。本发明创造性的将硅树脂与交联剂配合，两组分相容性好，得到的底涂剂含有烷氧基，在底涂剂喷涂于铝材表面之后，固化时烷氧基脱水成键，可以与铝材表面的羟基结合，形成强的作用力；同时底涂剂含有硅烷基、硅氢基、硅乙烯基等，与喷涂其表面的有机硅手感油中的硅氢基、端硅乙烯基结合成键；从而底涂剂可以有效增加有机硅手感油与铝材的粘接力。

底涂剂在施工和成膜过程中会发生一些物理、化学变化，这些变化及底涂剂本身的性质，将显著影响底涂剂的施工和应用性能。底涂剂喷涂后，会出现新的界面，如果底涂剂与底材之间的液/固界面的界面张力高于底材的临界表面张力，底涂剂就无法在底材上铺展，自然就会产生鱼眼、缩孔等缺陷；并且有机硅手感油也是喷涂于底涂剂之上，两层膜会导致缺陷累计，严重影响产品性能。底涂剂固化时溶剂的挥发会导致在漆膜表面与内 部之间产生温度、密度和表面张力差，这些差异进而导致产生漆膜内部的湍流运动，形成所谓旋涡，旋涡会导致产生桔皮；在含不止一种组分的体系，如果各组分的运动性存在一定差异，旋涡还很可能导致浮色和发花，垂直面施工会导致丝纹；在交联固化体系中，不只存在一种树脂，就可能在固化过程产生不溶性的胶粒，导致表面张力梯度形成，造成底涂剂层厚度不够、形成针孔会导致底涂剂层的不连续性，这些都会降低底涂剂与基材的粘接，会大大降低铝材与手感油的粘接，还会消弱有机物层的耐热、耐水煮、力学性能。这也是现有底涂剂应用受限的原因。

本发明创造性的设计了基于硅树脂的底涂剂体系，树脂之间相容性好，避免了在流动与固化时产生外观、界面缺陷，有效提高了有机物/金属底材的粘接，无需使用有机硅橡胶，克服了现有技术的缺陷；底涂剂体系稳定性好，不易变质，贮存后粘度变化小，对性能无影响；固化时反应性好，对于铝基材的涂布性能好，固化后的耐水煮，并具有好的耐候性，长时间不变色、不发黄；底涂剂层厚度很薄，50微米以下，即可达到提高铝材与手感油粘接力的效果，解决了现有硅橡胶带来的产品厚度厚的问题。

另外，现有技术为了改善橡胶与铝基材的界面效应，尽量减少界面缺陷，会在模压橡胶前对铝基材预处理；本发明无需对铝基材预处理，直接将新设计的用于铝材表面的有机硅手感油底涂剂喷涂于铝材表面，固化后的底涂剂层与铝材粘接好，无界面缺陷，有效提高铝材与手感油粘接力的同时，保证了产品外观美。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明首次提出了制备基于硅树脂的底涂剂用于铝基材，设计独特，组成合理，制备方便，具有优异的粘接性能，与铝基材、有机硅手感油的附着力好，在保证铝材与手感油粘接力的同时，提高电子产品铝外壳耐热冲击性能、耐水煮性，同时对环境污染小。

2.本发明公开的用于铝材表面的有机硅手感油底涂剂应用于铝基材时，加工性好，粘度适中，现有喷涂工艺即可完成；固化后的底涂剂层厚度薄，小于50微米，几乎不增加产品厚度，即可达到增加铝材与有机硅手感油粘接力，提高铝材表面有机物耐热冲击、耐水煮、力学性能；成功解决了现有硅橡胶带来的问题。

3.本发明提供的用于铝材表面的有机硅手感油底涂剂使用时无需改变现有设备，无需对铝材表面进行预处理，大大地节约了成本，还能更加减少对环境的污染；使用和储存方便，而且在达到相同阻燃级别的前提下，对环境的污染更小，对人体的伤害更低；更适于工业化生产。

附图说明

图1为铝材素材、喷有底涂剂的铝材以及带有手感油与底涂剂的铝材的外观照片图；

图2为覆有手感油的铝材经过橡皮摩擦测试后的外观图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一

按重量份计，先将粘度(25℃)为300mm²/s、含氢量为1.6％、甲基封端的聚甲基氢硅氧烷(克拉玛尔)8份和乙烯基三甲氧基硅烷10份，充分混合，搅拌均匀，然后加入65份庚烷溶剂，滴加铂含量1500ppm的氯铂酸0.75份，搅拌均匀，得到粘度(25℃)为7mm²/s的透明流体(岩田2#杯)，为铝材表面底涂剂。

实施例二

按重量份计，先将粘度(25℃)为300mm²/s、含氢量为1.5％、支链含羟基的硅树脂(戴森)8份和丙烯基硅烷偶联剂10份，充分混合，搅拌均匀，然后加入70份庚烷溶剂，滴加铂含量1500ppm的氯铂酸0.5份，搅拌均匀，得到粘度(25℃)为7mm²/s的透明流体，为铝材表面底涂剂。

实施例三

按重量份计，先将粘度(25℃)为300mm²/s、含氢量为1.9％、甲基封端的聚甲基氢硅氧烷10份和乙烯基三甲氧基硅烷12份，充分混合，搅拌均匀，然后加入75份庚烷溶剂，滴加铂含量1500ppm的氯铂酸0.75份，搅拌均匀，得到粘度(25℃)为7mm²/s的透明流体，为铝材表面底涂剂。

实施例四

按重量份计，先将粘度(25℃)为300mm²/s、含氢量为1.2％、支链含羟基的硅树脂8份和丙烯基硅烷偶联剂10份，充分混合，搅拌均匀，然后加入80份庚烷溶剂，1份催化剂钛酸酯，搅拌均匀，得到粘度(25℃) 为7mm²/s的透明流体，为铝材表面底涂剂。

实施例五

按重量份计，先将粘度(25℃)为300mm²/s、含氢量为1.2％、甲基封端的聚甲基氢硅氧烷8.5份和乙烯基三甲氧基硅烷15份，充分混合，搅拌均匀，然后加入75份甲苯，再滴加铂含量1500ppm的氯铂酸0.95份，搅拌均匀，得到粘度(25℃)为7mm²/s的透明流体，为铝材表面底涂剂。

实施例六

上述铝材表面底涂剂直接喷涂于铝材表面，表干之后，可直接喷涂有机硅手感油，经过固化条件为75℃/10min的固化之后，可实现手感油与铝材的良好附着，并且本发明的底涂剂不影响有机硅手感油的手感。

对上述固化后的底涂剂与铝材进行冷热冲击(80℃×1hr-40℃×1hr)×12次循环、附着力、耐水煮(沸水)、耐候性(200℃/30min)、橡皮摩擦(512号橡皮，500克力)测试，其结果详见表1，可以看出本发明的铝材表面底涂剂具有好的力学性能、耐水煮性能、耐冷热冲击、耐候性能，并且始终保持铝基材粘接性好的特点，从而实现了对铝材达到保护作用的同时，保证铝材与有机硅手感油的粘接力，减轻对环境污染，而且不影响铝壳体外观的目的。

图1为铝材素材(A)、喷有底涂剂的铝材(B)以及带有手感油与底涂剂的铝材(C)的外观照片图，可以明显看出本发明的底涂剂不会影响铝素材基色，薄总厚度为1.198mm，远低于现有技术的1.510mm，不影响产品尺寸，保证了铝材与有机硅手感油的粘接力。

图2为覆有手感油的铝材经过橡皮摩擦测试后的外观图，左图为现有技术制备的覆有手感油的铝材，右图为采用本发明底涂剂制备的覆有手感油的铝材，可以明显看出，现有工艺测试结果为512橡皮、500克力、300次漆膜破损；应用本发明底涂剂底涂后成品的橡皮摩擦测试结果为512橡皮、500克力、300次后无破损。

表1 用于铝材表面的有机硅手感油底涂剂的性能

上述结果表明本发明的用于铝材表面的有机硅手感油底涂剂组成合理，各组分协调性好，体系综合性能优异；本发明的用于铝材表面的有机硅手感油底涂剂整体不含有害物质，符合环保要求。