CN101381539A

CN101381539A - 多功能水性发光涂料

Info

Publication number: CN101381539A
Application number: CNA2008101980656A
Authority: CN
Inventors: 罗武生; 喻胜飞; 袁齐; 赵心夏
Original assignee: GUANGDONG ZHONGXING ANTICORRSION INSTALLATION ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG ZHONGXING ANTICORRSION INSTALLATION ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2009-03-11

Abstract

本发明涉及一种多功能水性发光涂料，其主要原料的重量份数配比是：水溶性高分子乳液：20～50，壳聚糖醋酸溶液：20～50，包覆型长余辉发光粉：10～50，分散剂：0.2～1.0，增稠剂：0.2～1.0，成膜助剂：1.0～3.0，消泡剂：0.1～0.3。本发明采用包覆型长余辉发光粉，能使长余辉发光粉在水性涂料中长期稳定均匀分布，将长余辉发光粉通过化学键合作用键合成表面包覆材料聚合物，不仅有效地提高了发光粉的水解稳定性，而且进一步解决了无机发光粉在水性涂料中易沉淀、易失效等不足，同时赋予水性发光涂料防霉、杀菌的功效，扩展了水性发光涂料的应用范围。

Description

多功能水性发光涂料

【技术领域】

本发明属于涂料化工技术领域，涉及一种能使长余辉发光粉在水性涂料中长期稳定均匀分布，同时附加有防霉、杀菌的功效的多功能水性发光涂料。

【背景技术】

水性发光涂料广泛适用于建筑装饰装潢、交通运输、军事设施、消防安全和日用生活品等领域，它既可以喷涂和涂刷在需要夜间发光的各种图案和文字的标志上，又适用于电厂、煤矿、车船、易燃易爆场所等各种特殊场合及其相应设施的应急照明。

目前随着城市亮化工程的开展，许多城市建筑物表面的装饰灯需要耗费大量的电能，由于现阶段电力、能源的紧缺而存在能源危机，采用以节能为优点的建筑外墙水性蓄能发光涂料，能部分或全部取代目前的灯光照明系统，不仅具有环保性，而且完全符合国家的节能降耗发展政策，具有很强的竞争优势。同时由于国道主干线、高速公路和城市道路的高速发展，需要大量的水性发光涂料作为路标涂料，因此水性发光涂料前景十分广阔。中国发明专利CN1288031和CN1396220分别介绍了用稀土铝酸盐作为发光颜料制备的水性丙烯酸发光涂料，上述专利产品已广泛应用在室内外装饰、指示标牌、公共场所的应急指示。又如中国发明专利CN1434088介绍了一种水性蓄能发光涂料的制备方法：先用丙烯酸树脂法或聚乙烯蜡法对稀土铝酸盐发光粉表面进行包膜处理，然后加入到水性环氧树脂乳液基料中，与填料、助剂、固化剂等配制成水性发光涂料，涂装于物体表面干燥后形成发光涂层，余辉可持续12小时以上。美国专利US5874491介绍了一种水性高速公路发光涂料：先用稀土铝酸盐发光颜料和水溶性的环氧树脂或聚氨酯混合，然后混合物再和水性高速公路涂料混合制成水性高速公路发光涂料，这是一种环境友好型道路涂料，用于公路表面标识，还可用于室内外的夜间指示。德国专利DE10122175制备出一种由胶黏剂和长余辉发光颜料组成的发光涂料，涂在支持体上制成发光安全标识，用于室内紧急出口标识和公路、海岸和船舶上的安全标识。

上述国内外水性发光涂料存在如下缺陷：首先是长余辉发光粉直接加入到水性涂料中，由于与涂料密度或粒度不一致而造成沉淀、聚集、分层和结块，导致涂料部分或全部丧失功能；其次是铝酸盐发光粉中的铝酸盐基质在水中或者潮湿的空气中容易水解，采用聚合物对其直接包膜，由于聚合物和发光粉之间的相互作用力较弱，聚合物包覆层容易脱落，导致发光涂料的发光强度降低、余辉时间缩短，这种聚合物直接包膜的物理包覆法不能长久有效地解决发光粉的水解稳定性问题；最后是现有的水性环氧树脂涂料为双组分涂料，施工不便，现有的水性聚氨酯涂料耐侯性差，不利于在环境差的领域应用。由于以上的原因，国内外城市、道路建设和装璜市场需求较大的水性发光涂料，其生产和应用并不广泛，国内可提供的产品寥寥无几。

【发明内容】

为了克服现有水性发光涂料容易沉淀分层、发光强度降低和余辉时间缩短的缺点，本发明提供一种能使长余辉发光粉在水性涂料中长期稳定均匀分布，同时附加有防霉、杀菌的功效的多功能水性发光涂料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多功能水性发光涂料，其主要原料的重量份数配比是：水溶性高分子乳液：20～50，壳聚糖醋酸溶液：20～50，包覆型长余辉发光粉：10～50，分散剂：0.2～1.0，增稠剂：0.2～1.0，成膜助剂：1.0～3.0，消泡剂：0.1～0.3。

所述的水溶性高分子乳液为苯丙乳液、纯丙乳液和硅丙乳液其中的至少一种。

所述的分散剂为改性聚丙烯酸EFKA-4560；所述的增稠剂为聚氨酯缔合增稠剂Wt-105a；成膜助剂为2，2，4-三甲基-1.3戊二醇单异丁酸酯Texanol醇酯；消泡剂为乳化硅油EFKA-2526。

所述的长余辉发光粉是稀土离子铕、镝离子共激活的碱土金属铝酸锶，其主要成分是SrAl₂O₄：Eu²⁺，Dy³⁺(SAO-ED)。

制备所述包覆型长余辉发光粉的方法是采用化学包覆处理，采用的包覆方法是：先采用界面配位化学包覆法以油酸(OA)作为配位体进行包覆得到OA/SAO-ED中间产物，然后再采用原位聚合法以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体进行包覆处理。

所述界面配位化学包覆法的包覆工艺为：将长余辉发光粉加入到适量油酸无水乙醇中，重量配比为发光粉：油酸：乙醇＝1:0.5:4～6，边搅拌边用25％的氨水调节溶液的pH值至8.0～9.0，在40～50℃下反应3～7h后，过滤，洗涤后得到OA/SAO-ED中间产物备用。

所述原位聚合法的包覆工艺为：取50～100ml异丙醇放入三颈瓶中，加入0.7～0.9％偶氮二异丁腈(AIBN)引发剂，加入5.0～10.0g OA/SAO-ED中间产物，用超声波使之分散均匀，然后分阶段缓慢滴入经异丙醇稀释的占发光粉重量10～20％的MMA，将三颈瓶移至恒温水浴锅中，在温度60～80℃下聚合反应3～6h；反应结束后过滤、洗涤、干燥至恒量，得到包覆型长余辉发光粉。

所述壳聚糖醋酸溶液的制备工艺是：将部分冰醋酸加入到蒸馏水中，配制得到2％醋酸稀溶液；将壳聚糖加入到醋酸稀溶液中，搅拌混合均匀，得到2～5wt％壳聚糖醋酸溶液。

本发明的有益效果是：采用包覆型长余辉发光粉，能使长余辉发光粉在水性涂料中长期稳定均匀分布，将长余辉发光粉通过化学键合作用键合成表面包覆材料聚合物，不仅有效地提高了发光粉的水解稳定性，而且进一步解决了无机发光粉在水性涂料中易沉淀、易失效等不足，同时赋予水性发光涂料防霉、杀菌的功效，大大扩展了水性发光涂料的应用范围。

【具体实施方式】

下面结合实施例对本发明进一步说明：

一种多功能水性发光涂料的配制，其所用原料品种及重量(g)配比为：

1 水 100

2 硅丙乳液 300

3 3％壳聚糖醋酸溶液 200

4 PMMA/SAO-ED发光粉(150目) 250

5 EFKA-4560(分散剂) 10

6 wt-105a(增稠剂) 4

7 Texanil(成膜助剂) 30

8 EFKA-2526(消泡剂) 3

9 491F(流平剂为聚硅氧烷流平剂) 3

10 水 100

合计 1000

按照上述原料品种及重量配比进行配制，先将物料水放入高速分散搅拌机中，在低速下依次加入物料EFKA-4560分散剂、wt-105a增稠剂、Texanil成膜助剂、EFKA-2526消泡剂和491F流平剂，流平剂为聚硅氧烷流平剂，混合均匀后，将物料PMMA/SAO-ED发光粉(150目)缓慢加入叶轮搅起的漩涡中，加完后提高叶轮转速至分散均匀，分散完毕后，在低速下逐渐加入乳物料硅丙乳液、3％壳聚糖醋酸溶液及其他助剂和水，分散均匀即成。

该水性发光涂料性能稳定，长期存放性能无明显变化，在室外装饰中使用效果好，可直接涂装在混凝土、塑料板、玻璃、金属结构表面，涂层耐刷洗，有较好的发光强度，吸光10min后可在暗处发黄绿色光12h以上。

发光强度如下(漆膜厚度150μm)：

余辉时间(min)	1	5	10
余辉时间(min)	1	5	10	发光强度(au.)	1510	500	320

其中长余辉发光粉的包覆处理方法是：

将10gSAO-ED发光粉分别加入到50ml25％的OA乙醇溶液中，50℃下搅拌30min，用25％的氨水调节溶液的pH＝8.5，继续反应3h，反应结束后进行抽滤，用无水乙醇洗涤2次后得到OA/SAO-ED中间产物备用。

取50ml异丙醇溶剂放入三颈瓶中，加入0.7％AIBN引发剂，加入5.0gOA/SAO-ED中间产物，超声分散15min，然后分阶段缓慢滴入经异丙醇稀释的占发光粉重量10％的MMA，将三颈瓶移至恒温水浴锅中，以1.2℃/min的升温速度升温，当温度升至80℃以后，在80℃下继续聚合反应3h，然后过滤、洗涤(去离子水)、干燥至恒量，得到聚甲基丙烯酸甲酯包覆的包覆型长余辉发光粉。

取50～100ml异丙醇放入三颈瓶中，加入0.7～0.9％偶氮二异丁腈(AIBN)引发剂，加入5.0～10.0g OA/SAO-ED中间产物，用超声波使之分散均匀，然后分阶段缓慢滴入经异丙醇稀释的占发光粉重量10～20％的MMA，将三颈瓶移至恒温水浴锅中，在温度60～80℃下聚合反应3～6h。反应结束后过滤、洗涤、干燥至恒量，得到包覆型长余辉发光粉。

Claims

1、一种多功能水性发光涂料，其特征是：其主要原料的重量份数配比是：水溶性高分子乳液：20～50，壳聚糖醋酸溶液：20～50，包覆型长余辉发光粉：10～50，分散剂：0.2～1.0，增稠剂：0.2～1.0，成膜助剂：1.0～3.0，消泡剂：0.1～0.3。

2、如权利要求1所述的多功能水性发光涂料，其特征是：所述的水溶性高分子乳液为苯丙乳液、纯丙乳液和硅丙乳液其中的至少一种。

3、如权利要求1所述的多功能水性发光涂料，其特征是：所述的分散剂为改性聚丙烯酸EFKA-4560；所述的增稠剂为聚氨酯缔合增稠剂Wt-105a；所述成膜助剂为2，2，4-三甲基-1.3戊二醇单异丁酸酯Texanol醇酯；所述消泡剂为乳化硅油EFKA-2526。

4、如权利要求1所述的多功能水性发光涂料，其特征是：所述的长余辉发光粉是稀土离子铕、镝离子共激活的碱土金属铝酸锶，其主要成分是SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺(SAO-ED)。

5、如权利要求1所述的多功能水性发光涂料，其特征是：制备所述包覆型长余辉发光粉的方法是采用化学包覆处理，采用的包覆方法是：先采用界面配位化学包覆法以油酸(OA)作为配位体进行包覆得到OA/SAO-ED中间产物，然后再采用原位聚合法以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体进行包覆处理。

6、如权利要求5所述的多功能水性发光涂料，其特征是：所述界面配位化学包覆法的包覆工艺为：将长余辉发光粉加入到适量油酸无水乙醇中，重量配比为发光粉：油酸：乙醇＝1:0.5:4～6，边搅拌边用25％的氨水调节溶液的pH值至8.0～9.0，在40～50℃下反应3～7h后，过滤，洗涤后得到OA/SAO-ED中间产物备用。

7、如权利要求5所述的多功能水性发光涂料，其特征是：所述原位聚合法的包覆工艺为：取50～100ml异丙醇放入三颈瓶中，加入O.7～0.9％偶氮二异丁腈(AIBN)引发剂，加入5.0～10.0g OA/SAO-ED中间产物，用超声波使之分散均匀，然后分阶段缓慢滴入经异丙醇稀释的占发光粉重量10～20％的MMA，将三颈瓶移至恒温水浴锅中，在温度60～80℃下聚合反应3～6h，反应结束后过滤、洗涤、干燥至恒量，得到包覆型长余辉发光粉。

8、如权利要求1所述的多功能水性发光涂料，其特征是：所述壳聚糖醋酸溶液的制备工艺是：将部分冰醋酸加入到蒸馏水中，配制得到2％醋酸稀溶液；将壳聚糖加入到醋酸稀溶液中，搅拌混合均匀，得到2～5wt％壳聚糖醋酸溶液。