CN104629564A - 一种水性光扩散涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性光扩散涂料及其制备方法，该水性光扩散涂料包含丙烯酸酯乳液、去离子水、颜填料、消光粉，上述各成分的质量份数比为50-80：5-20：3-15：1-15。其制备方法包括：步骤1，将去离子水、颜填料、消光粉加入容器中，并搅拌；步骤2，向步骤1)得到的混合物中加入丙烯酸酯乳液，并搅拌；上述去离子水、颜填料、消光粉、丙烯酸酯乳液的质量份数比例为5-20：3-15：1-15：50-80。本发明解决了水性涂料存在VOC，以及LED玻璃灯管LED点光源发光、产生眩光的问题，该涂料使用合适的方法涂覆在LED玻璃外壳上，能使光线发生折射和散射，从而实现均匀发光，消除点光源发光的眩光问题，安全性能高。

Description

一种水性光扩散涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水性光扩散涂料及其制备方法。

背景技术

LED为点光源，其作为灯具光源时多需要有对光进行扩散且透光率好的灯罩，才能避免眩光问题。玻璃灯罩是目前最为常用的灯罩，玻璃具有很好的透光率，但其作为LED灯罩时眩光问题也尤为严重，为此，现有技术中多数采用溶剂型光扩散涂料对玻璃灯罩进行涂覆，在其内表面(外表面亦可，但易因磨损而脱落，多不采用)形成光扩散涂层，使LED光源发出的光线发生折射和散射，扩散形成柔和的灯光，但这种涂料有机溶剂含量高，挥发量大，伤害人体并且严重污染环境；而且其是易燃易爆物品，在生产和运输过程中有很大的安全隐患。当然，还有一些双组分涂料，但双组分涂料配好的涂料必须一次性用完，否则容易造成浪费。因此，水性涂料越来越受到市场的青睐。但是，目前水性光扩散涂料多使用乙醇或其它易挥发的有机物作为稀释剂，这使现有的水性涂料存在VOC(有机挥发物)的问题，同样会带来安全隐患；而且目前的水性光扩散涂料对眩光的问题并未有很好的解决，光透过率低，而且容易透底(见灯珠)。

发明内容

本发明要解决水性涂料存在VOC，以及LED玻璃灯管LED点光源发光、产生眩光的问题，提出了一种水性光扩散涂料及其制备方法，该涂料使用合适的方法涂覆在LED玻璃外壳上，能使光线发生折射和散射，从而实现均匀发光，消除点光源发光的眩光问题，安全性能高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种水性光扩散涂料，它包含丙烯酸酯乳液、去离子水、颜填料、消光粉，上述各成分的质量份数比为50-80：5-20：3-15：1-15。

优选的，它还包括成膜助剂、增稠剂、分散剂、辅助剂、消泡剂、润湿分散剂中的一种或多种的混合物，上述各成份的质量份数比为1-10：0.2-5：0.1-1：0.2-3：0.02-0.5：0.05-1。

优选的，所述颜填料为钛白粉、硫酸钡、立德粉或滑石粉中的一种。

优选的，所述成膜助剂为丙二醇、乙二醇、醇酯十二成膜助剂或乙二醇丁醚醋酸酯中的至少一种。

优选的，所述辅助剂为乙醇、甲醇、氨水、AMP-95聚乙二醇中的至少一种。

优选的，所述增稠剂是聚氨酯类增稠剂。

优选的，所述分散剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸三钠中的至少一种。

进一步优选，本发明提供水性光扩散涂料包含离子水、六偏磷酸钠、无水乙醇、氨水、消泡剂、润湿分散剂、钛白粉、消光粉、丙烯酸酯乳液、丙二醇、醇酯十二成膜助剂、增稠剂，上述各成份的质量份数比为5-20：0.1-1：0.1-2.0：0.1-1：0.02-0.5：0.05-1：3-15：1-15：50-80：0.5-5：0.5-5：0.2-5。

一种水性光扩散涂料的制备方法，包括：

步骤1：将去离子水、颜填料、消光粉加入容器中，并搅拌；

步骤2：然后加入丙烯酸酯乳液，并搅拌；

上述去离子水、颜填料、消光粉、丙烯酸酯乳液的质量份数比例为5-20：3-15：1-15：50-80。

优选的，一种水性光扩散涂料的制备方法，包括：

步骤1：将去离子水、六偏磷酸钠、无水乙醇、氨水、消泡剂、润湿分散剂、钛白粉、消光粉加入容器中，并搅拌；

步骤2：然后依次加入丙烯酸酯乳液、丙二醇、醇酯十二成膜助剂、增稠剂，并搅拌；

上述去离子水、六偏磷酸钠、无水乙醇、氨水、消泡剂、润湿分散剂、钛白粉、消光粉、丙烯酸酯乳液、丙二醇、醇酯十二成膜助剂、增稠剂的质量份数比例为5-20：0.1-1：0.1-2.0：0.1-1：0.02-0.5：0.05-1：3-15：1-15：50-80：0.5-5：0.5-5：0.2-5。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1、加入消光粉，使该涂料涂覆在LED玻璃外壳上时，光线发生折射和散射，从而实现均匀发光，消除点光源发光的眩光问题，其光源均匀、柔和，具有很好的光透过性、光散射性，散热效果好，使用寿命长。

2、与市售的水性涂料使用有机溶剂作为稀释剂不同，本发明使用去离子水作为稀释剂，价格便宜，而且不会像有机溶剂那样挥发在空气中，对使用者、对环境带来安全隐患。

具体实施方式

一种水性光扩散涂料，它包含丙烯酸酯乳液、去离子水、.颜填料、消光粉，上述各成分的质量份数比为50-80：5-20：3-15：1-15。本发明使用去离子水作为稀释剂，价格便宜，而且不像有机溶剂那样挥发在空气中，不会对使用者造成伤害，保护环境。其中，通过调整颜填料和消光粉的比例，可以得到不同要求的高透光率的水性光扩散涂料。

在下述实施例中使用的丙烯酸酯乳液为BATF合成乳液RS-2709；所使用的颜填料为杜邦R706的钛白粉，当然，颜填料还可以为硫酸钡、立德粉或滑石粉中的一种或多种。

实施例1-5

参照下表1准备相应原料(质量份数)。

表1

序号	丙烯酸酯乳液	去离子水	颜填料	消光粉
					1	50	5	3	1
2	65	8	7	5
					3	70	10	10	8
4	75	15	12	10
					5	80	20	15	15

然后采用如下方法制备水性光扩散涂料：

步骤1：将去离子水、颜填料、消光粉加入容器中，并搅拌，所述搅拌最好为高速搅拌，可使用高速分散机，搅拌时间为60分钟，所述高速为1000-1200r/min，使粉体充分分散在水中；

步骤2：然后加入丙烯酸酯乳液，并搅拌，所述搅拌最好为低速搅拌，搅拌时间为30分钟，所述低速为600-800r/min。

得到的水性光扩散涂料，可以将其在LED灯罩上进行涂覆使用。此系类实施所提供的水性光扩散涂料具有光扩散效果，通过调整颜填料和消光粉的比例，可以得到不同要求的光扩散涂料。但以上实施例提供的光扩散涂料在使用性能上有一定瑕疵，为此我们可以对其进行优化。

在下列实施中，它还包括成膜助剂、增稠剂、分散剂、辅助剂、消泡剂、润湿分散剂，上述各成份的质量份数比为1-10：0.2-5：0.1-1：0.2-3.0：0.1-1：0.02-0.5：0.05-1。通过添加这些组分，可以改善涂料的性能，使其获得更佳的使用效果。这里需要说明，以上几种组分可以单独添加，也可以多种混合添加，本领域技术人员可以根据对水性光扩散涂料的性能要求具体搭配，并选取适应的比例范围。

在下述实施例中使用的消泡剂为水性树脂体系，例如TEGO Foamex830，其中，TEGO为公司名称，830为材料编号，水性树脂体系消泡剂可以在调漆阶段和清漆中发挥最大消泡效率和相容性，当然，以上仅是对原料进行说明，并不构成对发明的具体限制。

在下述实施例中使用的润湿分散剂为TEGO Dispers 750W，当然，以上仅是对原料进行说明，并不构成对发明的具体限制。

在实施例中我们选用的成膜助剂为丙二醇、乙二醇醇酯十二成膜助剂或乙二醇丁醚醋酸酯中的至少一种，其中醇酯十二成膜助剂为伊士曼化工公司生产的Texnol，当然，以上仅是对原料进行说明，并不构成对发明的具体限制。

在实施例中我们选用的增稠剂是聚氨酯类增稠剂，例如ACRYSOLTMRM-8W。

在实施例中我们选用的分散剂六偏磷酸钠，当然其可以使用焦磷酸钠或磷酸三钠替代。

在实施例中我们选用的辅助剂为乙醇和氨水，当然乙醇可以使用甲醇替代，氨水可以使用AMP-95聚乙二醇替代。

下表2为添加优化组分的实施例6-10的配方组分(质量份数)。

表2

按照上表2准备相应原料，然后按照如下方法制备水性光扩散涂料，其步骤包括：

步骤1：将离子水、六偏磷酸钠、无水乙醇、氨水、消泡剂、润湿分散剂、钛白粉、消光粉加入容器中，并搅拌，所述搅拌最好为高速搅拌，可使用高速分散机，搅拌时间为60分钟，所述高速为1000-1200r/min，使粉体充分分散在水中；

步骤2：然后依次加入丙烯酸酯乳液、丙二醇、醇酯十二成膜助剂、增稠剂，并搅拌，所述搅拌最好为低速搅拌，搅拌时间为30分钟，所述低速为600-800r/min。

如上方法制备的水性光扩散涂料可使用于不同形状的LED灯罩，如球形、蜡烛形、梨形、半球形、直管形等，采用适宜的光扩散涂料涂覆工艺进行施工可达到本发明的有益效果。目前光扩散涂料的涂覆工艺主要有三种：

1)吸涂：主要应用于直管型玻管，采用负压吸取涂料，浸润玻管，然后流干。

2)喷涂：可以用于直管也可以用于泡壳涂覆，目前泡壳涂覆普遍采用这种工艺；也有定量喷涂的工艺，可以解决涂覆不均匀的问题。

3)灌涂：可以用于直管也可以用于泡壳涂覆，应用手工操作的多，自动灌涂仍有较多缺点。

在实际应用中，可以根据涂覆的具体要求选择合适的涂覆方式。为了测试实施例6-10的具体效果，我们将所制备的水性光扩散涂料涂覆在1.2米T8玻璃管上，测试本发明的水性光扩散涂料的性能。

下表3为涂覆实施例6-10水性光扩散涂料的具体工艺参数，形成的光扩散涂层为20-40μm。当然，以下工艺可以根据实际情况进行相应调整。

表3

表4为实施例6-10所制备的光扩散涂料性能的测试结果，并将之与市售的常规光扩散涂料产品进行比较，以说明本发明提供方案的技术优势。

表4

市售产品涂料采用传统荧光粉的配方，使用荧光粉卤粉和聚环氧乙烷分散在水中，作为光扩散涂料使用。通过实验数据可见，本发明的水性光扩散涂料透光率高又防眩光效果好，光线柔和度好，散射效果好，亮度高，不会透灯珠。而且其中可挥发的组分较少，爆燃危险低，对人体危害小。通过调整颜填料和消光粉的质量比例就可以得到不同要求的高透光率的光扩散涂料。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种水性光扩散涂料，其特征在于，其包含丙烯酸酯乳液、去离子水、颜填料、消光粉，上述各成分的质量份数比为50-80：5-20：3-15：1-15。

2.根据权利要求1所述的水性光扩散涂料，其特征在于，其还包括成膜助剂、增稠剂、分散剂、辅助剂、消泡剂、润湿分散剂中的一种或多种的混合物，上述各成份的质量份数比为1-10：0.2-5：0.1-1：0.2-3：0.02-0.5：0.05-1。

3.根据权利要求1或2所述的水性光扩散涂料，其特征在于，所述颜填料为钛白粉、硫酸钡、立德粉或滑石粉中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的水性光扩散涂料，其特征在于，所述成膜助剂为二丙二醇、乙二醇、醇酯十二成膜助剂、乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或多种组合。

5.根据权利要求2所述的水性光扩散涂料，其特征在于，所述辅助剂为乙醇、甲醇、氨水、AMP-95聚乙二醇中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的水性光扩散涂料，其特征在于，所述增稠剂是聚氨酯类增稠剂。

7.根据权利要求2所述的水性光扩散涂料，其特征在于，所述分散剂是六偏磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸三钠中的至少一种。

8.一种水性光扩散涂料，其特征在于，其包含去离子水、六偏磷酸钠、无水乙醇、氨水、消泡剂、润湿分散剂、钛白粉、消光粉、丙烯酸酯乳液、丙二醇、醇酯十二成膜助剂、增稠剂，上述各成份的质量份数比为5-20：0.1-1：0.1-2.0：0.1-1：0.02-0.5：0.05-1：3-15：1-15：50-80：0.5-5：0.5-5：0.2-5。

9.根据权利要求1所述的一种水性光扩散涂料的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：将去离子水、颜填料、消光粉加入容器中，并搅拌；

步骤2：然后加入丙烯酸酯乳液，并搅拌；

上述去离子水、颜填料、消光粉、丙烯酸酯乳液的质量份数比例为5-20：3-15：1-15：50-80。

10.根据权利要求8所述的一种水性光扩散涂料的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：将去离子水、六偏磷酸钠、无水乙醇、氨水、消泡剂、润湿分散剂、钛白粉、消光粉加入容器中，并搅拌；

步骤2：然后依次加入丙烯酸酯乳液、丙二醇、醇酯十二成膜助剂、增稠剂，并搅拌；

上述去离子水、六偏磷酸钠、无水乙醇、氨水、消泡剂、润湿分散剂、钛白粉、消光粉、丙烯酸酯乳液、丙二醇、醇酯十二成膜助剂、增稠剂的质量份数比例为5-20：0.1-1：0.1-2.0：0.1-1：0.02-0.5：0.05-1：3-15：1-15：50-80：0.5-5：0.5-5：0.2-5。