CN104151946B

CN104151946B - 一种具有可逆性光致变色的水性液态硅藻涂料

Info

Publication number: CN104151946B
Application number: CN201410419939.1A
Authority: CN
Inventors: 吴少勇
Original assignee: SHENZHEN ELI HOME ECO BUILDING MATERIALS Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN ELI HOME ECO BUILDING MATERIALS Co Ltd
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2034-08-25
Also published as: CN104151946A

Abstract

本发明提供了一种具有可逆性光致变色的水性液态硅藻涂料，它是采用可逆感光微胶囊水性分散液、5040分散剂、2,2,4‑三甲基1,3‑戊二醇单异丁酸酯、份Kh‑550型硅烷偶联剂、聚丙烯酸酯增稠剂、2‑氨基‑2‑甲基‑1‑丙醇、硅藻土、高岭土、云母粉、辛基酚聚氧乙烯醚、钛白粉、705型EVA乳液、AGITAN‑208型消泡剂、卡松、2‑羟基‑4‑正辛氧基二苯甲酮、UV‑1130型紫外吸收剂和水等原料复配而成。本发明制备的可逆光致变色涂料涂刷在墙壁上，可根据光源照射情况实现颜色为白色与有色的互变。此外，本发明产品还具有吸、放湿性能，能调节室内空气湿度，并具有防结露功能。

Description

一种具有可逆性光致变色的水性液态硅藻涂料

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种具有可逆性光致变色的水性液态硅藻涂料。

背景技术

硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，是海洋或湖泊中生长的硅藻类的残骸在水底沉积，经自然环境作用而逐渐形成的一种非金属矿物。硅藻土内部有很多微孔，具有一定的化学活性，平均粒径小于2µm，理论比表面积约（40～50）m²/g。因其独特的结构特征，使得硅藻土具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强的物性。

目前，在室内装饰材料主要是硅藻泥产品，它呈固态粉末状，使用时，需要施工人员添加一定比例的水才能使用。而房屋装修往往受水源限制，给加工造成一定的不便，另外，加水的量也有严格的规定，施工工艺复杂，这对施工人员有较高的技术要求。此外，它的使用成本高。水性液态硅藻涂料是以水为分散介质，利用硅藻土含有大量微孔而具有优异的物理性能，再结合乳胶漆优异的施工性能而成的一种呈液态的环保涂料产品。水性液态硅藻涂料可以克服硅藻泥产品的不足之处，具有施工简单、使用成本相对较低等优点。

可逆性光致变色材料是一种可随温度上升或下降而反复改变颜色的材料，它一般由电子转移型有机化合物制备，在特定波长范围的光照射下会导致该有机物发生电子转移，从而使该有机物的分子结构发生变化，从而实现颜色的转变。微胶囊化的可逆感温变色材料是平均直径为2~7微米的球状颗粒，其内部是变色物质，外部是一层厚约0.2~0.5微米既不会溶解也不会融化的透明外壳，它可保护变色物质免受其他化学物质的侵蚀。

可逆性光致变色材料的应用范围很广，如塑胶、油墨、涂料等。以应用在涂料中为例，大部分可逆性光致变色材料应用在油性涂料中，涂刷的范围一般是塑胶、金属等。在现有技术中，应用在墙壁上的光致变色涂料很少，而且主要应用在外墙涂料中，目前应用在内墙涂料中很少见。

在现代的内墙装饰材料中，人们已不能满足内墙涂料仅有的装饰功能，功能多样化与个性化是发展趋势。将可逆性光致变色材料引入内墙涂料，它可达到很多用途，例如：人们可根据阳光照射在室内墙壁上使墙壁颜色发生的变化大致判断室外的紫外线强度、通过室内墙壁颜色的变化缓解视觉疲劳、通过室内墙壁颜色的变化增加趣味性等。

国家知识产权局公开了一个申请号为200710149321.8，专利名称为《另一种光致变色涂料》，该发明是用有机颜料与无机颜料混合添加在涂料体系中，通过有机颜色的变色实现颜色的改变。但该发明存在一定的缺陷与不足之处，如感光变色材料容易产生光疲劳性，一般是因为过度曝晒、酸、自由基和湿度等因素影响，因此，为了缓解光疲劳性，一般需要将感光变色材料保护起来，如将感光变色材料微胶囊化等。而在该发明中，仅有描述添加稳定剂，未见稳定剂具体物质的描述，这仍可能会导致产品随时间的延长，变色越来越不明显。此外，有机感光涂料一般用于油性涂料，生产和使用均不环保。

针对以上情况，利用水性液态硅藻涂料的优点，再结合可逆感光变色材料，研究一种具有可逆性光致变色的水性液态硅藻涂料就具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种将可逆感光变色材料微胶囊化，具有可逆性光致变色的水性液态硅藻涂料。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：本发明所述的一种具有可逆性光致变色的水性液态硅藻涂料是采用以下重量百分比配方。

可逆性感光微胶囊水性分散液10~30%，5040分散剂0.5~2%， 2,2,4-三甲基1,3-戊二醇单异丁酸酯0.5~2%，Kh-550型硅烷偶联剂0.1~0.3%，聚丙烯酸酯增稠剂0.2~0.5%，2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.1~0.5%，硅藻土15~30%，高岭土4~8%，云母粉5~10%，辛基酚聚氧乙烯醚1~3%，钛白粉4~8%，705型EVA乳液10~20%， AGITAN-208型消泡剂0.1~0.3%，卡松0.1~0.3%，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.1~0.3%，UV-1130型紫外吸收剂0.2 ~0.5%，水余量。

本发明所述的一阶可逆性感光微胶囊水性分散液的微胶囊平均粒径为3~10μm，分散液的固含量为40~50%，当没有光源照射时颜色为无色，当有光源照射时显示颜色，可显示的颜色为紫色、橙色、绿色、黄色、灰色中的一种。

本发明的制备方法包括如下步骤。

按比例称取705型EVA乳液，加入2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和UV-1130型紫外吸收剂，搅拌分散成均匀的乳液，得乳液A；

按比例在搅拌釜中加入水，再加入5040分散剂、2,2,4-三甲基1,3-戊二醇单异丁酸酯、Kh-550型硅烷偶联剂、辛基酚聚氧乙烯醚、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、AGITAN-208型消泡剂和卡松，并搅拌均匀。

按比例称取硅藻土、高岭土、云母粉和钛白粉，并添加在上一步的分散液中继续分散。

将乳液A在分散液中继续分散，最后加入聚丙烯酸酯增稠剂调节稠度，搅拌均匀后加入感温微胶囊水性分散液，最后灌装、包装。

本发明的感光材料吸收阳光的能量，产生了分子结构的改变，导致吸收波长的改变，从而使颜色发生变化，当失去阳光后，则回复原来的分子结构，还原成本来的颜色。本发明通过采用微胶囊技术，将具有可逆性光变的颜料装入胶囊中，可隔绝与外界的接触，因而它具有性能稳定，不易受干扰等优点。同时，将感光微胶囊制备成分散液，可以让感光微胶囊在水性涂料中均匀地分散，并形成性质稳定的涂料体系，从而解决了感光微胶囊直接添加在涂料中时分散不均匀、不稳定且易分层的问题。本发明制备的一阶可逆性光致变色涂料涂刷在墙壁上，可实现墙壁颜色为白色与有色的互变。此外，本发明产品还具有吸、放湿性能，能调节室内空气湿度，并具有防结露功能。

为了验证本发明产品的是否符合GB/T 9756-2009《合成树脂乳液内墙涂料》的标准要求，本发明人将发明样品送往第三方检测机构进行检测，测试结果汇总如下。

序号	检测项目	标准要求	检测结果	单项结论
					1	容器中状态	无硬块，搅拌后呈均匀状态	无硬块，搅拌后呈均匀状态	合格
2	施工性	刷涂二道无障碍	刷涂二道无障碍	合格
					3	低温稳定性（3次循环）	不变质	不变质	合格
4	涂膜外观	正常	正常	合格
					5	干燥时间（表干）	≤2h	＜1h	合格
6	对比率（白色和浅色）	≥0.90	0.92	合格
					7	耐碱性（24h）	无异常	无异常	合格
8	耐洗刷性	≥300次	1000次不露底	合格

通过第三方检测结果可知，本发明样品符合GB/T 9756-2009《合成树脂乳液内墙涂料》的标准要求。

为了验证本发明产品的是否符合GB 18582-2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》的标准要求，本发明人将发明样品送往第三方检测机构进行检测，测试结果汇总如下。

通过第三方检测结果可知，本发明样品符合GB 18582-2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》的标准要求。

为了验证本发明产品的吸放湿性能，本发明人将发明样品送往第三方检测机构参照JISA1470-1：2008《建筑材料的吸放湿性能试验方法第1部：湿度应答法》进行检测，测试结果汇总如下。

检测项目	测试环境	样板质量平均增量（g）	吸、放湿量（Kg/m²）
				吸湿	23℃，75%RH	1.88	3.00×10^-2
放湿	23℃，75%RH	1.69	2.70×10^-2

通过第三方检测结果可知，本发明产品具有良好的吸、放湿性能。

具体实施方式

实施例1

称取10份705型EVA乳液，加入0.3份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和0.5份UV-1130型紫外吸收剂，搅拌分散成均匀的乳液，得乳液B。在搅拌釜中加入18份水、0.5份5040分散剂、0.5份2,2,4-三甲基1,3-戊二醇单异丁酸酯、0.1份Kh-550型硅烷偶联剂、3份辛基酚聚氧乙烯醚、0.1份2-氨基-2-甲基-1-丙醇、0.3份AGITAN-208型消泡剂和0.1份卡松，并搅拌均匀。再称取15份硅藻土、8份高岭土、10份云母粉和4份钛白粉，并添加在上一步的分散液中继续分散。将乳液B加在分散液中继续分散，最后加入0.5份聚丙烯酸酯增稠剂调节稠度，搅拌均匀后加入29.1份紫色可逆感光微胶囊水性分散液，最后灌装、包装，即本实施例1。

用实施例1制备的样品涂刷在墙壁之后，当没有光线照射时，墙壁颜色为白色，随着照射在墙壁上光线变强，墙壁颜色由白色逐渐变成紫色。

实施例2

称取13份705型EVA乳液，加入0.3份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和0.4份UV-1130型紫外吸收剂，搅拌分散成均匀的乳液，得乳液C。在搅拌釜中加入22份水、1份5040分散剂、1份2,2,4-三甲基1,3-戊二醇单异丁酸酯、0.1份Kh-550型硅烷偶联剂、2份辛基酚聚氧乙烯醚、0.2份2-氨基-2-甲基-1-丙醇、0.2份AGITAN-208型消泡剂和0.2份卡松，并搅拌均匀。再称取20份硅藻土、7份高岭土、8份云母粉和5份钛白粉，并添加在上一步的分散液中继续分散。将乳液C加在分散液中继续分散，最后加入0.4份聚丙烯酸酯增稠剂调节稠度，搅拌均匀后加入19.2份橙色可逆感光微胶囊水性分散液，最后灌装、包装，即本实施例2。

用实施例2制备的样品涂刷在墙壁之后，当没有光线照射时，墙壁颜色为白色，随着照射在墙壁上光线变强，墙壁颜色由白色逐渐变成橙色。

实施例3

称取16份705型EVA乳液，加入0.2份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和0.4份UV-1130型紫外吸收剂，搅拌分散成均匀的乳液，得乳液D。在搅拌釜中加入23份水、1.5份5040分散剂、1份2,2,4-三甲基1,3-戊二醇单异丁酸酯、0.2份Kh-550型硅烷偶联剂、1.5份辛基酚聚氧乙烯醚、0.3份2-氨基-2-甲基-1-丙醇、0.2份AGITAN-208型消泡剂和0.2份卡松，并搅拌均匀。再称取25份硅藻土、5份高岭土、5份云母粉和6份钛白粉，并添加在上一步的分散液中继续分散。将乳液D加在分散液中继续分散，最后加入0.3份聚丙烯酸酯增稠剂调节稠度，搅拌均匀后加入14.2份绿色可逆感光微胶囊水性分散液，最后灌装、包装，即本实施例3。

用实施例3制备的样品涂刷在墙壁之后，当没有光线照射时，墙壁颜色为白色，随着照射在墙壁上光线变强，墙壁颜色由白色逐渐变成绿色。

实施例4

称取18份705型EVA乳液，加入0.1份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和0.3份UV-1130型紫外吸收剂，搅拌分散成均匀的乳液，得乳液E。在搅拌釜中加入17.2份水、2份5040分散剂、2份2,2,4-三甲基1,3-戊二醇单异丁酸酯、0.3份Kh-550型硅烷偶联剂、1份辛基酚聚氧乙烯醚、0.5份2-氨基-2-甲基-1-丙醇、0.1份AGITAN-208型消泡剂和0.3份卡松，并搅拌均匀。再称取30份硅藻土、5份高岭土、5份云母粉和8份钛白粉，并添加在上一步的分散液中继续分散。将乳液E加在分散液中继续分散，最后加入0.2份聚丙烯酸酯增稠剂调节稠度，搅拌均匀后加入10份黄色可逆感光微胶囊水性分散液，最后灌装、包装，即本实施例4。

用实施例4制备的样品涂刷在墙壁之后，当没有光线照射时，墙壁颜色为白色，随着照射在墙壁上光线变强，墙壁颜色由白色逐渐变成黄色。

实施例5

称取20份705型EVA乳液，加入0.1份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和0.3份UV-1130型紫外吸收剂，搅拌分散成均匀的乳液，得乳液F。在搅拌釜中加入18份水、0.5份5040分散剂、0.5份2,2,4-三甲基1,3-戊二醇单异丁酸酯、0.3份Kh-550型硅烷偶联剂、3份辛基酚聚氧乙烯醚、0.1份2-氨基-2-甲基-1-丙醇、0.3份AGITAN-208型消泡剂和0.1份卡松，并搅拌均匀。再称取15份硅藻、10份高岭土、10份云母粉和4份钛白粉，并添加在上一步的分散液中继续分散。将乳液F加在分散液中继续分散，最后加入0.5份聚丙烯酸酯增稠剂调节稠度，搅拌均匀后加入17.3份灰色可逆感光微胶囊水性分散液，最后灌装、包装，即本实施例5。

用实施例5制备的样品涂刷在墙壁之后，当没有光线照射时，墙壁颜色为白色，随着照射在墙壁上光线变强，墙壁颜色由白色逐渐变成灰色。

Claims

1.一种具有可逆性光致变色的水性液态硅藻涂料，其特征在于，它是采用以下重量百分比配方：

可逆性感光微胶囊水性分散液10~30%，5040分散剂0.5~2%，2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯0.5~2%，Kh-550型硅烷偶联剂0.1~0.3%，聚丙烯酸酯增稠剂0.2~0.5%，2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.1~0.5%，硅藻土15~30%，高岭土4~8%，云母粉5~10%，辛基酚聚氧乙烯醚1~3%，钛白粉4~8%，705型EVA乳液10~20%，AGITAN-208型消泡剂0.1~0.3%，卡松0.1~0.3%，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.1~0.3%，UV-1130型紫外吸收剂0.2 ~0.5%，水余量；

所述的可逆性感光微胶囊水性分散液的微胶囊平均粒径为3~10μm，分散液的固含量为40~50%，当没有光源照射时颜色为无色，当有光源照射时显示颜色，可显示的颜色为紫色、橙色、绿色、黄色、灰色中的一种。