本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种抗污型手感涂料及其制备方法，所述抗污型手感涂料可用于lsr、tpu、tpe、tpsiv等多种热塑性基材的表面涂装。
背景技术：
液体硅橡胶(lsr)、热塑性聚氨酯弹性体(tpu)、热塑性弹性体(tpe)、热塑性有机硅弹性体(tpsiv)具有优异的耐磨、耐油、透明性和弹性，在日用品、体育用品、玩具、电气、电子、电器、化工、建筑、汽车、仪表、机械装饰材料等领域得到广泛应用。但是这种材料还存在手感生硬、不耐脏、易产生静电等弊端，从而限制了其在某些领域的应用。
为克服这一缺陷，市场上出现了pu弹性漆等保护性的涂料，这类产品主要以聚酯、聚氨酯改性的弹性体作为树脂主体，仍然存在易老化、发粘、不抗污等缺点，难以全面满足客户需求，此外，其适用范围窄，大多只能适用于一种材料，如需对不同类型材质进行涂装，则需要分别适用不同的涂料，影响使用便利性。
因此，亟待研究出一种新型保护涂料，满足对上述材料的附着力和适用性的同时兼顾手感、耐磨、抗污、防尘、耐老化等综合性能。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可用于lsr、tpu、tpe、tpsiv等多种热塑性基材的抗污型手感涂料，通过特定的树脂与增强填料等组分搭配，赋予涂膜爽滑的手感和优异的综合性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种抗污型手感涂料，包括以下组分：
40～70重量份的甲基乙烯基有机硅聚合物、3～10重量份的球状有机硅改性聚氨酯弹性体粉末、6～12重量份的含氢硅油、0.5～3重量份的硅氧烷偶联剂、0.5～3重量份的抑制剂、8～25重量份的白炭黑、60～120重量份的有机溶剂、2～5重量份的过渡金属催化剂。
优选的，所述甲基乙烯基有机硅聚合物的分子量为15～30万，乙烯基含量为0.2～1％。
优选的，所述含氢硅油的含氢量为1～2％。
优选的，所述过渡金属催化剂为pt络合物，用量为2500～3000ppm。
优选的，所述有机溶剂采用无味煤油、乙酸丁酯、乙酸乙酯和正庚烷复配。
优选的，所述白炭黑和球状有机硅改性聚氨酯弹性体粉末的粒径均≤5μm。
本发明还提供上述抗污型手感涂料的制备方法，包括步骤：
(1)在搅拌作用下将甲基乙烯基有机硅聚合物、含氢硅油、抑制剂和硅氧烷偶联剂依次加入占溶剂总重量60％的有机溶剂中，分散均匀后，依次加入球状有机硅改性聚氨酯弹性体粉末和白炭黑缓慢分散，并在分散过程中逐步加入剩余的有机溶剂；
(2)在步骤(1)所得混合物中加入过渡金属催化剂，搅匀即可。
优选的，所述步骤(1)中，搅拌速率为500～800r/min。
优选的，所述白炭黑和球状有机硅改性聚氨酯弹性体粉末的分散细度＜10μm。
优选的，所述步骤(2)中，搅拌速率为100～300r/min，搅拌时间为5～6min。
本发明的抗污型手感涂料特别适用于lsr、tpu、tpe、tpsiv等热塑性基材的表面涂装。
优选的，涂布方式为喷涂，湿膜厚度优选为14±2μm，优选的固化条件为：在90～100℃下烘烤60min。
本发明的有益效果：
(1)以甲基乙烯基有机硅树脂和含氢硅油为主体树脂；球状有机硅改性聚氨酯弹性体粉末为辅助耐磨粉料，赋予涂膜优异的手感和耐磨性；白炭黑为消光剂和补强剂；硅氧烷偶联剂作为润湿分散剂，改善填料的分散性和涂料的贮存稳定性；上述组分相互搭配，使涂料具备细腻爽滑的手感，优异的表观质量、耐热性、耐摩擦性能和抗uv老化性能以及良好的抗污性能。
(2)本发明的抗污型手感涂料制备工艺简单，产品施工方便，能同时适用于lsr、tpu、tpe、tpsiv等多种热塑性基材的表面涂装，且涂装后无需打磨即可重涂(目前市面上的类似涂料达不到此效果)，大大提高了施工效率。
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。
本发明的抗污型手感涂料，包括以下组分：
40～70重量份的甲基乙烯基有机硅聚合物、3～10重量份的球状有机硅改性聚氨酯弹性体粉末、6～12重量份的含氢硅油、0.5～3重量份的硅氧烷偶联剂、0.5～3重量份的抑制剂、8～25重量份的白炭黑、60～120重量份的有机溶剂、2～5重量份的过渡金属催化剂。
优选的一种配方为：
40～50重量份的甲基乙烯基有机硅聚合物、3～5球状有机硅改性聚氨酯弹性体粉末、6～8重量份的含氢硅油、0.5～1.5重量份的硅氧烷偶联剂、0.5重量份的抑制剂、8～15重量份的白炭黑、60～80重量份的有机溶剂、2～3.5重量份的过渡金属催化剂。
优选的另一种配方为：
50～60重量份的甲基乙烯基有机硅聚合物、5～8球状有机硅改性聚氨酯弹性体粉末、8～10重量份的含氢硅油、0.8～2重量份的硅氧烷偶联剂、0.8重量份的抑制剂、10～20重量份的白炭黑、80～100重量份的有机溶剂、2.5～4重量份的过渡金属催化剂。
优选的再一种配方为：
60～70重量份的甲基乙烯基有机硅聚合物、8～10球状有机硅改性聚氨酯弹性体粉末、10～12重量份的含氢硅油、1.5～3重量份的硅氧烷偶联剂、1.2重量份的抑制剂、15～25重量份的白炭黑、100～120重量份的有机溶剂、3～5重量份的过渡金属催化剂。
上述组分中，甲基乙烯基有机硅树脂和含氢硅油为主体树脂，球状有机硅改性聚氨酯弹性体粉末为辅助耐磨粉料(改善手感和耐磨性)，白炭黑为消光剂和补强剂，硅氧烷偶联剂用作润湿分散剂(改善填料的分散性和涂料的贮存稳定性)，各组分相互搭配，使涂料具备细腻爽滑的手感，优异的表观质量、耐热性、耐摩擦性能和抗uv老化性能以及良好的抗污性能，而且无需打磨即可重涂(目前市面上的类似涂料达不到此效果)，大大提高了施工效率。
其中，甲基乙烯基有机硅树脂的分子量优选为15～30万，乙烯基含量优选为0.2～1％，能保证在80～100℃低温条件下完全固化，确保素材不发生形变，同时拥有优异爽滑手感、附着力和耐磨效果。更为重要的是，该特定分子量的甲基乙烯基有机硅树脂对填料具有优异的包裹性，在需要对基材进行调色时，加入的颜料可达50wt％，可以对各种素材进行色彩斑斓的装饰，满足客户定制化要求，解决材质颜色的单一的缺陷。所述甲基乙烯基有机硅树脂的实例可以是日本迈图的tse260系列中的一种或几种聚合物。
含氢硅油能在过渡金属催化剂作用下与甲基乙烯基有机硅聚合物发生自由基加成反应而形成网络交联结构，含氢量优选为1～2％，可以是迈图tsf484或道康宁mhx-1107。
过渡金属催化剂优选为pt络合物，用量优选为2500～3000ppm。pt络合物作为过渡金属催化剂可显著促进甲基乙烯基有机硅聚合物和含氢硅油的氢加成反应速度和交联程度，降低反应温度，且有效抑制交联反应过程中的副反应，避免黑色物质生成，克服了其它类型过渡金属催化剂使用中产品容易出现发黄或变黑现象。所述pt络合物的实例可以是日本信越的cat-pl-56。
由于过渡金属催化剂活性高，为防止涂料组合物在常温下的交联反应，需加入抑制剂，使涂料在常温下不产生交联反应，从而大大延长涂料的存储寿命；而随着温度升高，可使抑制剂失效，过渡金属催化剂活性解封，达到高效的热催化效果。抑制剂可以采用本领域公知的对氢硅加成反应具有低温抑制作用的物质，比如炔醇等，优选为甲基戊炔醇。
球状有机硅改性聚氨酯弹性体粉末作为辅助耐磨粉料，可赋予涂膜优异的手感和耐磨性，其实例可以是江西理想橡塑科技公司的mh-t60、mh-t70中的一种或两种。
所述硅烷偶联剂用于改善颜填料的润湿性、分散性和贮存稳定性，其吸附在颜填料表面，产生电荷斥力或空间位阻，防止颜填料产生絮凝、沉降，从而使分散体系处于稳定的悬浮状态，达到良好的润湿分散效果，提高涂料的储存稳定性。
本发明对有机溶剂的类型没有特别限定，可以是本领域技术人员公知的有机溶剂，优选为混合型有机溶剂，在本发明的具体实施方式中，所述有机溶剂采用无味煤油、乙酸丁酯、乙酸乙酯和正庚烷的混合溶剂。
所述抗污型手感涂料的制备方法，包括步骤：
(1)在搅拌作用下将甲基乙烯基有机硅聚合物、含氢硅油、抑制剂和硅氧烷偶联剂依次加入占溶剂总重量60％的有机溶剂中，分散均匀后，依次加入球状有机硅改性聚氨酯弹性体粉末和白炭黑缓慢分散，并在分散过程中逐步加入剩余的有机溶剂；
(2)在步骤(1)所得混合物中加入过渡金属催化剂，搅匀即可；搅拌速率优选为100～300r/min，搅拌时间优选为5～6min。
所述步骤(1)中，搅拌速率优选为500～800r/min。为进一步提高填料的分散性，还包括，在加入所有的有机溶剂后，调节搅拌速率为1000～1500r/min，直至粉料的分散细度＜10μm。
本发明的抗污型手感涂料特别适用于lsr、tpu、tpe、tpsiv等热塑性基材的表面涂装。涂布方式优选为喷涂，湿膜厚度优选为14±2μm，固化条件优选为：在90～100℃下烘烤60min。
实施例
以下实施例中，甲基乙烯基有机硅树脂为日本迈图的tse260；球状有机硅改性聚氨酯弹性体粉末为江西理想橡塑科技公司的mh-t60；含氢硅油为迈图tsf484；抑制剂为甲基戊炔醇，购自日本迈图；硅烷偶联剂为日本信越的kmb-403；过渡金属催化剂为日本信越的cat-pl-56。
实施例1-4
抗污型手感涂料的配方如表1所示。
表1(单位：重量份)
其制备方法如下：
(1)按重量份称取原料，先通过搅拌机以500～800r/min转速将甲基乙烯基有机硅聚合物、含氢硅油、抑制剂和硅氧烷偶联剂依次加入占溶剂总重量60％的有机溶剂中，缓慢分散15～20min至分散均匀，然后依次加入球状有机硅改性聚氨酯弹性体粉末和白炭黑缓慢分散，在分散过程中逐步加入剩余的有机溶剂。
(2)待所有填料充分润湿后提升分散速度至1000～1500r/min分散30min，使粉料的分散细度＜10μm。
(3)在步骤(2)所得混合物中加入过渡金属催化剂，以100～300r/min转速搅拌5～6min至搅拌均匀，即得到抗污型手感涂料。
将制得的抗污型手感涂料分别喷涂于lsr、tpu、tpe和tpsiv热塑性弹性基材上，湿膜厚14±2μm，在90～100℃烤箱烘烤60min，得到样板。
对比例1
与实施例1相比，不含球状有机硅改性聚氨酯弹性体粉末。
测试例
对涂膜进行附着力、耐磨测试、耐化妆品测试、水煮测试、老化测试、冷热冲击测试以及盐雾测试，测试方法如下：
1.附着力：按gb9286-1998标准测试。
2.耐磨测试：选用taber线性耐磨仪，负重500克，cs-10橡皮，40回/分钟进行摩擦。
3.耐化妆品测试：16项化妆品室温72小时测试。
4.水煮测试：85水℃浸泡120分钟，观察涂层表面情况和测试附着力。
5.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后，涂层表面无异常且附着力≧5b。
6.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，共计10个循环，观察涂层表面情况和测试附着力。
7.盐雾测试：中性盐雾连续喷洒一定时间后，观察涂层表面情况和测试附着力。
实施例1-4和对比例1的样板测试结果如表2所示。
表2
由以上结果可知，本发明的抗污型手感涂料具备优异的附着力、耐磨性能、耐腐蚀性及抗uv老化性能。由实施例1和对比例1的对比可见，采用聚酯弹性体聚合物与主体树脂复配，可提高涂膜的综合性能。