一种水分散体系硅胶印花材料及其制备方法和应用方法

技术领域

本发明涉及丝网硅胶印花技术领域，具体涉及一种水分散体系硅胶印花材料及其制备方法和应用方法。

背景技术

在纺织品印花领域，硅胶由于具有环保、耐高低温、弹性好、寿命长等优势，逐渐成为一种深受欢迎的印花材料。为了满足丝网印刷工艺所要求的低粘度、高触变性等要求，往往需要通过添加部分有机溶剂来对硅胶的粘度、触变性、固化等性能进行调整，加入的有机溶剂在固化过程中挥发释放，不但增加了印花材料的成本，也加重了环境污染，抵消了硅胶自身环保的优势。对于目前常用的加成型硅橡胶材料来说，其自身较高的疏水性能、高粘度且具有较长的分子链，使得水分散非常困难，因此，水体系有机硅聚合物目前主要有水性硅油类产品，而水体系印花硅胶则未见成熟产品。

因此，开发水体系的硅胶印花材料，对于进一步提升印花硅胶材料性能，优化环保需求，具有重要意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种水分散体系硅胶印花材料及其制备方法和应用方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种水分散体系硅胶印花材料，其包括按质量比为100：10～100：15的A组分和B组分混合而成；

所述A组分按重量份数计包括：100份乙烯基聚硅氧烷、100～300份去离子水、3～10份硅烷偶联剂、2～5份正硅酸乙酯、20～40份白炭黑、1～5份硼酸、8～15份含氢硅油和0.5～1.5份抑制剂；

所述B组分按重量份数计包括：100份羟基乙烯基改性硅油和2.5～5份铂金催化剂。

上述的水分散体系硅胶印花材料，其中所述乙烯基聚硅氧烷为含有两个或两个以上乙烯基的聚二有机基硅氧烷；

任选地，所述乙烯基聚硅氧烷为双端乙烯基聚二甲基硅氧烷，粘度为500～3000mPa·s，乙烯基含量为0.15～0.4％。

上述的水分散体系硅胶印花材料，其中所述硅烷偶联剂为缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷。

上述的水分散体系硅胶印花材料，其中所述白炭黑为经过表面处理的气相法白炭黑。

上述的水分散体系硅胶印花材料，其中所述含氢硅油的粘度为50～100mPa·s。

上述的水分散体系硅胶印花材料，其中所述抑制剂包括甲基丁炔醇、乙炔基环己醇的一种或其不同比例下的混合物。

上述的水分散体系硅胶印花材料，其中所述羟基乙烯基改性硅油为粘度在50～100mPa·s的羟基硅油中接入至少三个乙烯基。

上述的水分散体系硅胶印花材料，其中所述铂金催化剂为H

任选地，所述铂金催化剂的Pt含量为5000ppm。

一种水分散体系硅胶印花材料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：

步骤1，向去离子水中加入硅烷偶联剂、正硅酸乙酯和硼酸，于50～60℃水浴下以500～1000转/分钟的转速搅拌4～8h，得到均匀水解混合溶液；

步骤2，将乙烯基聚硅氧烷、白炭黑、含氢硅油和抑制剂置于分散机中，搅拌分散均匀，再逐渐加入所述均匀水解混合溶液，在40～50℃下分散4～6h，得到A组分；

步骤3，将铂金催化剂分散于羟基乙烯基改性硅油中，得到B组分。

一种水分散体系硅胶印花材料的应用方法，其应用方法包括以下步骤：

步骤A，根据不同的应用施工温度，A组分和B组分按照100:10～100:15的质量比例配制成水分散体系硅胶印花材料，采用丝网印刷得到水分散体系印花涂层；

步骤B，将所述水分散体系印花涂层置于100～105℃下烤干并固化，得到硅胶印花产品。

本发明的有益效果包括以下步骤：

(1)本发明目的是制备一种在水分散体系中均匀稳定的硅胶印花材料，该材料可用于丝网印刷领域，与目前常用的有机溶剂体系硅胶浆料相比，具有成本低、完全环保、综合性能良好等优势；

(2)本发明利用所述硅烷偶联剂的亲水基团与水分子进行结合，使水分子上连接上所述硅烷偶联剂的疏水基团，同时，利用适当比例的所述正硅酸乙酯和硼酸的水解反应以调节水溶液的pH值，进而控制偶联分子的水解程度，防止所述硅烷偶联剂分子自身进行聚合反应，从而影响疏水基团的独立分散；

(3)通过正硅酸乙酯和硼酸的水解产物作为交联中间产物，插入所述乙烯基聚硅氧烷长分子链间作为中间层分子，一方面减少所述乙烯基聚硅氧烷分子链的相互缠绕，另一方面使所述乙烯基聚硅氧烷的疏水基团与偶联在水分子上的疏水基团相容，使硅胶分子稳定存在于水体系中，有助于硅胶印花材料的均匀稳定性，同时保持良好的综合性能。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，而非对本发明进行限制。

本发明提供的一种水分散体系硅胶印花材料，其包括按质量比为100：10～100：15的A组分和B组分混合而成；

所述A组分按重量份数计包括：100份乙烯基聚硅氧烷、100～300份去离子水、3～10份硅烷偶联剂、2～5份正硅酸乙酯、20～40份白炭黑、1～5份硼酸、8～15份含氢硅油和0.5～1.5份抑制剂；

所述B组分按重量份数计包括：100份羟基乙烯基改性硅油和2.5～5份铂金催化剂。

较佳地，所述乙烯基聚硅氧烷为含有两个或两个以上乙烯基的聚二有机基硅氧烷；

任选地，所述乙烯基聚硅氧烷为双端乙烯基聚二甲基硅氧烷，粘度为500～3000mPa·s，乙烯基含量为0.15～0.4％。

较佳地，所述硅烷偶联剂为缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷。

较佳地，所述白炭黑为经过表面处理的气相法白炭黑。

较佳地，所述含氢硅油的粘度为50～100mPa·s。

较佳地，所述抑制剂包括甲基丁炔醇、乙炔基环己醇的一种或其不同比例下的混合物。

较佳地，所述羟基乙烯基改性硅油为粘度在50～100mPa·s的羟基硅油中接入至少三个乙烯基。

较佳地，所述铂金催化剂为H

任选地，所述铂金催化剂的Pt含量为5000ppm。

本发明还公开一种水分散体系硅胶印花材料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：

步骤1，向去离子水中加入硅烷偶联剂、正硅酸乙酯和硼酸，于50～60℃水浴下以500～1000转/分钟的转速搅拌4～8h，得到均匀水解混合溶液；

步骤2，将乙烯基聚硅氧烷、白炭黑、含氢硅油和抑制剂置于分散机中，搅拌分散均匀，再逐渐加入所述均匀水解混合溶液，在40～50℃下分散4～6h，得到A组分；

步骤3，将铂金催化剂分散于羟基乙烯基改性硅油中，得到B组分。

以及本发明公开一种水分散体系硅胶印花材料的应用方法，其应用方法包括以下步骤：

步骤A，根据不同的应用施工温度，A组分和B组分按照100:10～100:15的质量比例配制成水分散体系硅胶印花材料，采用丝网印刷得到水分散体系印花涂层；

步骤B，将所述水分散体系印花涂层置于100～105℃下烤干并固化，得到硅胶印花产品。

现根据本发明的制备方法详细描述如下实施例：

实施例1：本实施例公开一种水分散体系硅胶印花材料，其具体制备和应用步骤包括：

步骤1，向200份去离子水中加入5份缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3份正硅酸乙酯和3份硼酸，于50℃下以800转/分钟的转速水浴搅拌5h，得到均匀水解混合溶液；

步骤2，将100份双端乙烯基聚二甲基硅氧烷、30份经过表面处理的气相法白炭黑、10份含氢硅油和1份甲基丁炔醇置于分散机中，搅拌分散均匀，再逐渐加入所述均匀水解混合溶液，在50℃下分散5h，得到A组分；其中，所述双端乙烯基聚二甲基硅氧烷的粘度为1000mPa·s，乙烯基含量为0.3％；所述含氢硅油的粘度为80mPa·s；

步骤3，将4份Pt含量为5000ppm的H

步骤4，于室温下，A组分和B组分按照100:12的质量比例配制成水分散体系硅胶印花材料，采用丝网印刷在针织T恤面料上得到水分散体系印花涂层；

步骤5，将所述水分散体系印花涂层置于100℃下烤干并固化，得到硅胶印花产品。

实施例2：本实施例公开一种水分散体系硅胶印花材料，其具体制备和应用步骤包括：

步骤1，向200份去离子水中加入8份缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、4份正硅酸乙酯和3份硼酸，于50℃下以800转/分钟的转速水浴搅拌5h，得到均匀水解混合溶液；

步骤2，将100份双端乙烯基聚二甲基硅氧烷、30份经过表面处理的气相法白炭黑、10份含氢硅油和1份甲基丁炔醇置于分散机中，搅拌分散均匀，再逐渐加入所述均匀水解混合溶液，在50℃下分散5h，得到A组分；其中，所述双端乙烯基聚二甲基硅氧烷的粘度为1000mPa·s，乙烯基含量为0.3％；所述含氢硅油的粘度为80mPa·s；

步骤3，将4份Pt含量为5000ppm的H

步骤4，于室温下，A组分和B组分按照100:12的质量比例配制成水分散体系硅胶印花材料，采用丝网印刷在针织T恤面料上得到水分散体系印花涂层；

步骤5，将所述水分散体系印花涂层置于100℃下烤干并固化，得到硅胶印花产品。

实施例3：本实施例公开一种水分散体系硅胶印花材料，其具体制备和应用步骤包括：

步骤1，向100份去离子水中加入3份缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、2份正硅酸乙酯和3份硼酸，于50℃下以800转/分钟的转速水浴搅拌8h，得到均匀水解混合溶液；

步骤2，将100份双端乙烯基聚二甲基硅氧烷、25份经过表面处理的气相法白炭黑、8份含氢硅油和0.5份乙炔基环己醇置于分散机中，搅拌分散均匀，再逐渐加入所述均匀水解混合溶液，在40℃下分散6h，得到A组分；其中，所述双端乙烯基聚二甲基硅氧烷的粘度为1500mPa·s，乙烯基含量为0.15％；所述含氢硅油的粘度为100mPa·s；

步骤3，将2.5份Pt含量为5000ppm的H

步骤4，于室温下，A组分和B组分按照100:10的质量比例配制成水分散体系硅胶印花材料，采用丝网印刷在针织T恤面料上得到水分散体系印花涂层；

步骤5，将所述水分散体系印花涂层置于100℃下烤干并固化，得到硅胶印花产品。

实施例4：本实施例公开一种水分散体系硅胶印花材料，其具体制备和应用步骤包括：

步骤1，向200份去离子水中加入5份缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3份正硅酸乙酯和5份硼酸，于50℃下以1000转/分钟的转速水浴搅拌5h，得到均匀水解混合溶液；

步骤2，将100份双端乙烯基聚二甲基硅氧烷、20份经过表面处理的气相法白炭黑、10份含氢硅油和1份乙炔基环己醇置于分散机中，搅拌分散均匀，再逐渐加入所述均匀水解混合溶液，在40℃下分散4h，得到A组分；其中，所述双端乙烯基聚二甲基硅氧烷的粘度为1000mPa·s，乙烯基含量为0.3％；所述含氢硅油的粘度为80mPa·s；

步骤3，将3份Pt含量为5000ppm的H

步骤4，于室温下，A组分和B组分按照100:12的质量比例配制成水分散体系硅胶印花材料，采用丝网印刷在针织T恤面料上得到水分散体系印花涂层；

步骤5，将所述水分散体系印花涂层置于100℃下烤干并固化，得到硅胶印花产品。

实施例5：本实施例公开一种水分散体系硅胶印花材料，其具体制备和应用步骤包括：

步骤1，向300份去离子水中加入10份缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、5份正硅酸乙酯和1份硼酸，于50℃下以500转/分钟的转速水浴搅拌4h，得到均匀水解混合溶液；

步骤2，将100份双端乙烯基聚二甲基硅氧烷、40份经过表面处理的气相法白炭黑、15份含氢硅油和1.5份甲基丁炔醇置于分散机中，搅拌分散均匀，再逐渐加入所述均匀水解混合溶液，在50℃下分散6h，得到A组分；其中，所述双端乙烯基聚二甲基硅氧烷的粘度为1000mPa·s，乙烯基含量为0.4％；所述含氢硅油的粘度为50mPa·s；

步骤3，将5份Pt含量为5000ppm的H

步骤4，于室温下，A组分和B组分按照100:15的质量比例配制成水分散体系硅胶印花材料，采用丝网印刷在针织T恤面料上得到水分散体系印花涂层；

步骤5，将所述水分散体系印花涂层置于100℃下烤干并固化，得到硅胶印花产品。

对比例1：本对比例采用本公司商业化印花硅胶产品，加入30～50％的有机溶剂(白电油)开稀，满足丝网印花工艺要求。将该印刷产品在同样的针织T恤面料上丝网印刷，并在100℃烤干固化，得到有机溶剂体系硅胶印花产品对比样。

对实施例1～5和对比例1制得的硅胶印花产品进行基本性能参数测定，详细测试结果如表1所示。

表1基本性能参数测定结果

从上表1的测定结果可以看出，水体系印花硅胶在结合牢固度、耐40℃和60℃水洗上与常规商业化有机溶剂体系印花硅胶相当，均满足印花要求。由于所用硅胶基础成分不同，适合水体系的印花硅胶硬度稍低于常规商业化印花硅胶产品，更适合柔软底布的应用。由于水体系印花硅胶中聚硅氧烷含量稍低，与有机体系印花硅胶相比，拉扯断裂伸长率也稍低，但仍然保留了硅胶弹性的优点。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术手段和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围。