CN106243869A - 一种砂壁状荧光水性涂料及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种砂壁状荧光水性涂料及其制备方法。所述荧光涂料包含树脂包裹荧光砂，其中所述树脂包裹荧光砂由如下组分制得：30‑60目雪花白天然彩砂，树脂胶黏剂，荧光颜料。本发明通过将荧光颜料包裹到砂的表面既解决了荧光颜料遇水不稳定的缺点，同时增加了砂壁状涂料的墙面装饰效果，营造出具有立体效果的荧光涂料效果。

Description

一种砂壁状荧光水性涂料及制备方法

技术领域

本发明属于涂料领域，尤其涉及一种新型的砂壁状荧光水性涂料及制备方法。

背景技术

荧光(fluorescence)是一种光致冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光(通常是紫外线或X射线)照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退激发并发出出射光(通常波长比入射光的的波长长，在可见光波段)；而且一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失。具有这种性质的出射光就被称之为荧光。

最初的发光分为荧光以及磷光两种。荧光是指在激发时发出的光，磷光是指在激发停止后发出的光，现在两种定义之间的界限比较模糊。除此之外，在实际应用中规定当激发停止时，发光亮度从初始衰减到初始亮度的10％时所经历的时间为余辉时间，简称余辉。随着荧光材料的发展，长余辉发光材料受到了广泛的关注。它是一类吸收太阳或人工光源所产生的光发出可见光，而且在激发停止后仍可继续发光的物质。具有利用阳光或灯光储光，夜晚或在黑暗处发光的特点，是一种储能、节能的发光材料，同时可以起到指示照明的作用，是一种“绿色”光源材料。

荧光涂料指的是在受到紫外线照射时能够发光的涂料，其特点是在紫外线照射时发光，在停止照射时就不发光或者发光时间很短。荧光涂料是由其组成中的荧光颜料赋予涂料以荧光功能的。如CN 105273544A公开了一种水性荧光涂料该水性荧光涂料由丙烯酸树脂、纳米荧光粉、抑菌剂、填料、成膜助剂、偶联剂、防沉淀剂和水组成，其中各个组分的重量份为：丙烯酸树脂35-45份、纳米荧光粉12-18份、抑菌剂1-2份、填料20-25份、成膜助剂0.5-1.5份、偶联剂0.8-1.2份、防沉淀剂1-3份、水20-25份。

现有的荧光涂料是以荧光材料为颜料，加入到水性涂料中配制而成的，仅仅只存在平涂产品，并且受限于现有荧光颜料的耐水性较差，其余辉时间通常只能达到4小时到8小时之间。随着稀土激活的碱土铝酸盐长余辉荧光材料的发展，平涂荧光水性涂料的余辉时间可达12小时以上，因此有着广泛的应用前景。然而，当前平涂产品的荧光装饰效果过于单一，因此虽然性能上有些许进步，在效果和应用上可能还需要进一步发掘。

由于目前常用的一些长余辉荧光材料化学性质很不稳定，遇到水极容易水解变质，所以在各领域中的使用很不方便，对荧光材料进行技术处理也比较麻烦。例如，现有的技术路线存在以下几个问题：

(1)采用性能稳定的荧光材料，但是其余辉时间不够理想。

(2)采用新型的碱土激活铝酸盐掺杂稀土原色的荧光材料，该发光材料性能可靠，有高亮度、超长余辉时间、安全无毒、不含任何放射性元素等优点，但是其化学稳定性、耐水性有待提高。

(3)现有的荧光涂料仅限于平涂产品，墙面装饰效果不具有立体效果，而且受限于荧光材料的选择，颜色局限于黄绿色等波长较长的颜色，在外观效果上大打折扣。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种新型的具有立体荧光效果的砂壁状荧光水性涂料。本发明的荧光涂料中的颜料遇水稳定，同时增加了砂壁状涂料的墙面装饰效果，营造出具有立体效果的荧光涂料效果。

为达上述目的，本发明采用如下技术手段：

一种砂壁状荧光水性涂料，包含树脂包裹荧光砂，其中所述树脂包裹荧光砂由如下组分制得：30-60目雪花白天然彩砂，树脂胶黏剂，荧光颜料。

本发明采用树脂包裹的方式，将荧光颜料包覆在砂子表面，通过设计合适的砂壁状涂料母液来制备具有立体效果的砂壁状荧光水性涂料。由于本发明采用的方法，与荧光颜料直接接触的树脂胶黏剂含水量很小并且包裹荧光颜料不接触外围化学物质，不会引起荧光颜料的水解，因此本发明中荧光颜料的选择不需要过多考虑荧光颜料在水中的稳定性以及化学稳定性，因此荧光颜料的选择可以选择性能最优异的产品。

作为优选，所述树脂包裹荧光砂按重量份计由1000份30-60目雪花白天然彩砂，15-50份，例如为18份、22份、27份、32份、39份、45份等树脂胶黏剂，15-50份，例如为18份、22份、27份、32份、39份、45份等荧光颜料制得。

作为优选，所述树脂包裹荧光砂按重量份计由1000份30-60目雪花白天然彩砂，25-35份树脂胶黏剂，25-35份荧光颜料制得。

作为优选，所述树脂包裹荧光砂按重量份计由1000份30-60目雪花白天然彩砂，30份树脂胶黏剂，30份荧光颜料制得。

作为优选，所述树脂包裹荧光砂的制备方法为：首先将荧光颜料与雪花白天然彩砂混合，然后加入树脂胶黏剂混合均匀，干燥。

作为优选，所述砂壁状荧光水性涂料按重量份数包含以下组分：

所述水例如为103份、110份、115份、122份、129份、135份、142份、156份、170份、185份、194份等。

所述纤维素例如为0.4份、0.6份、0.8份、1.3份、1.6份、2.4份、3.3份、4.0份、4.7份等。

所述树脂包裹荧光砂例如为420份、470份、550份、610份、660份、730份、790份、840份、910份、970份等。

所述成膜助剂例如为8份、12份、16份、19份、23份等。

所述丙烯酸乳液例如为103份、110份、115份、122份、129份、135份、142份、156份、170份、185份、194份、220份、235份、246份等

作为优选，所述砂壁状荧光水性涂料按重量份数包含以下组分：

优选地，所述树脂胶黏剂为如环氧类树脂胶黏剂。

优选地，所述荧光颜料为如硫化锌、稀土激活碱土铝酸盐、硅酸盐类荧光颜料中的1种或两种以上的组合，优选为稀土激活碱土铝酸盐，更优选HL1035-8。

本发明的砂壁状荧光水性涂料中还可加入本领域的一些常规助剂，如防腐剂、防霉剂、防冻剂、流平剂、分散剂、颜料等等。

优选地，所述砂壁状荧光水性涂料还含有防腐剂、防霉剂、防冻剂、消泡剂、pH调节助剂、增稠剂中的1种或两种以上的组合。

优选地，所述防腐剂按重量份数含有1-5份，例如为1.3份、1.8份、2.2份、2.6份、3.3份、3.8份、4.1份、4.6份等，优选为2-3份。

优选地，所述防霉剂按重量份数含有0.5-5.0份，例如为0.7份、1.3份、1.8份、2.2份、2.6份、3.3份、3.8份、4.1份、4.6份等，优选为1-3份。

优选地，所述防冻剂按重量份数含有3-10份，例如为4份、6份、7.5份、8.8份、9.6份等，优选为6份。

优选地，所述消泡剂按重量份数含有0.2-5.0份，例如为0.4份、0.7份、0.9份、1.3份、1.8份、2.2份、2.6份、3.3份、3.8份、4.1份、4.6份等，优选为0.5-2.0份。

优选地，所述pH调节助剂按重量份数含有0.2-5.0份，例如为0.4份、0.7份、1.3份、1.8份、2.2份、2.6份、3.3份、3.8份、4.1份、4.6份等，优选为0.5-2.0份。

优选地，所述增稠剂按重量份数含有0.5-5.0份，例如为0.7份、1.3份、1.8份、2.2份、2.6份、3.3份、3.8份、4.1份、4.6份等，优选为1-3份。

作为优选，所述砂壁状荧光水性涂料按重量份数包含以下组分：

本发明的目的之一还在于提供本发明所述砂壁状荧光水性涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将水、任选地杀菌剂、防霉剂、防冻剂、消泡剂中1种或2种以上的组合进行分散；

(2)向步骤(1)分散后的混合物中加入溶解纤维素的成膜助剂进行分散；

(3)向步骤(2)分散后的混合物中依序投入任选地pH调节助剂、丙烯酸乳液、任选地增稠剂进行分散得到砂壁状荧光涂料母液，向其中投入树脂包裹荧光砂，并且分散最终得到砂壁状荧光涂料；

作为优选，所述分散在分散机中进行。

作为优选，步骤(1)中所述分散时的转速为400-500转/分钟。

作为优选，步骤(2)中所述分散时的转速为1200-1800转/分钟。

作为优选，步骤(3)中所述分散时的转速为800-1000转/分钟。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明通过将荧光颜料包裹到砂的表面既解决了荧光颜料遇水不稳定的缺点，同时增加了砂壁状涂料的墙面装饰效果，营造出具有立体效果的荧光涂料效果。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

砂的选择

为了解决普通平涂荧光涂料不具备立体效果，因此选用砂壁状涂料作为荧光颜料的载体。首先需要挑选砂子的粒径来确定最终效果，通过外观、施工性、覆盖率的测试来确定砂子的粒径选择，测试结果见表1。

表1

通过以上项目的测试，确定30-60目的雪花白天然彩砂作为砂壁状荧光涂料的砂子，既能够满足涂料的施工性，又可以满足其装饰效果。

荧光颜料的选择

为了达到长余辉、高亮度的荧光效果，需要挑选粒径合适、余辉时间长、初始亮度高的荧光颜料。首先确定了砂的粒径以后，将不同型号(粒径，荧光性能)的荧光颜料(固定荧光颜色相同，由广州众明化工科技有限公司提供)进行测试比较，采用的方法是将荧光颜料通过树脂胶黏剂包裹在砂子表面，控制相同时间的紫外灯照射，观察余辉时间以及初始亮度，由于采用的方法不需要荧光颜料与水直接接触，在该实验中无需考虑荧光颜料的稳定性，只需考虑荧光颜料的性能。

树脂包裹荧光砂配方如下：

生产工艺为首先将荧光颜料与砂混合，然后加入树脂胶黏剂进行混合均匀，待干燥以后即可使用。测试时首先将荧光砂在紫外灯下照射4小时，然后置于黑暗条件下进行观察，测试结果列于下表2中。

表2

表2中的荧光颜料均采购于广东众明科技有限公司的稀土激活碱土铝酸盐类荧光颜料产品。从表2中可知，虽然荧光颜料HL655-6的发光时间最长，但是其装饰效果不够显著，因此，这里选用HL1035-8作为后续实验选择的荧光颜料。值得注意的是，该荧光颜料稳定性较差，遇到水很容易分解，但是在本发明设计的改进体系中，并没有出现该问题。

本发明选择上面的HL1035-8荧光颜料只是用来确定其他参数的合适范围。由于改进了整个荧光颜料所处的位置，本发明提供的方式改善了荧光颜料因为化学以及耐水稳定性不够而导致的适用范围不够问题，因此本发明的荧光颜料不仅可包括水性涂料可以用的产品，还包括某些不能用在水性涂料中的产品，除了能够更有效的发挥荧光颜料的性能，还拓宽了荧光颜料的使用范围，使一些已经应用较长时间，效果较好但稳定性较差的荧光颜料(如硫化锌类荧光颜料)有了用武之地，本发明声明的体系更注重荧光颜料的效果，对不同体系的荧光颜料的适用不做深入研究。

荧光颜料添加量的选择

为了达到既有立体效果，又有长余辉、高亮度的特点，需要控制荧光颜料的添加量，通过测试涂料经过相同时间的紫外线照射后的初始亮度以及余辉时间来确定荧光颜料的添加量，因此，设计实验配方如下：

测试结果见下表3。

表3

	配方1	配方2	配方3
				初始亮度	较亮	明亮	最亮
发光时间(可见光，h)	8	9	9

从表3中可知，发光效率随着荧光颜料的增加而增加，但是考虑到树脂胶黏剂的包裹能力，不能无限度的增加荧光颜料的用量。因此，固定荧光颜料的添加量为砂质量的1.5-5％，最优选3％。

荧光颜料添加工艺的选择

现有的荧光涂料主要是将荧光颜料加入水性涂料的配方里。在砂壁状涂料中，同样可以将荧光颜料加入到砂壁状涂料的母液当中来获取荧光效果。但是，此方法无法获得具有立体凹凸感的荧光效果。为了获得更加有富有立体感的装饰效果，需要确定荧光颜料的添加工艺。

经过研究，可以将荧光颜料包覆在砂子的表面，此时的荧光效果更加富有立体感，能够营造出类似星空的点缀效果。如果将荧光颜料添加到母液当中，虽然最后得到的砂壁状涂料同样具有荧光效果，但是其效果接近平涂产品，不具备立体质感的发光效果。因此，确定荧光颜料的添加工艺为包覆在砂子表面。

通过以上步骤对材料以及工艺的筛选，确定形成砂壁状荧光涂料的最优配方以及生产工艺为

荧光砂配方

砂壁状涂料配方

所述制备方法包括以下步骤：

A、将水、杀菌剂、防霉剂、防冻剂、消泡剂加入分散机中，以第一转速进行搅拌分散；

B、保持第一转速，投入已经溶解好纤维素的成膜助剂，以第二转速进行搅拌分散；

C、设定分散机的转速为第三转速，依序投入pH调节助剂、乳液、增稠剂进行搅拌分散；得到砂壁状荧光涂料母液，然后调节转速为第一转速，投入树脂包裹荧光砂，得到砂壁状荧光涂料；

其中，所述第一转速为400-500转/分钟，所述第二转速为1200-1800转/分钟，所述第三转速为800-1000转/分钟。

实施例1

一种砂壁状荧光水性涂料，按重量份数包含以下组分：

实施例2

实施例3

一种砂壁状荧光水性涂料，按重量份数包含以下组分：

实施例4

实施例5

实施例6

实施效果评价

下面通过具体实验，进一步说明本发明说达到的优异效果。

将上述具体实施方式制成的涂料分别制成样板，并对上述样板进行性能测试。结果如下所示显示：

在紫外灯的照射下，六组实施例的涂层表面均呈现出星空效果的浅绿色光，经600小时老化试验，六组实施例均无明显变化，说明本发明的涂料具有很好的稳定性。

在固定时间(4小时)的紫外灯照射下，其余辉性能结果如下表4所示。

表4

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	平涂荧光产品
						荧光砂份数	700	1000	400	600	0
丙烯酸乳液份数	150	100	150	140	150
						余辉时间(h)	9	9.5	6	7	6

从表4可以看出，本发明的产品在具有更优异的立体效果及更稳定的情况下，可达到与平涂荧光产品相当或更长的余辉时间。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种砂壁状荧光水性涂料，其特征在于，包含树脂包裹荧光砂，其中所述树脂包裹荧光砂由如下组分制得：30-60目雪花白天然彩砂，树脂胶黏剂，荧光颜料。

2.根据权利要求1所述的砂壁状荧光水性涂料，其特征在于，按重量份计由1000份30-60目雪花白天然彩砂，15-50份树脂胶黏剂，15-50份荧光颜料制得；

优选地，所述树脂包裹荧光砂按重量份计由1000份30-60目雪花白天然彩砂，25-35份树脂胶黏剂，25-35份荧光颜料制得；

优选地，所述树脂包裹荧光砂按重量份计由1000份30-60目雪花白天然彩砂，30份树脂胶黏剂，30份荧光颜料制得。

3.根据权利要求1或2所述的砂壁状荧光水性涂料，其特征在于，按重量份数包含以下组分：

优选地，按重量份数包含以下组分：

优选地，所述树脂胶黏剂为如环氧类树脂胶黏剂；

优选地，所述荧光颜料为硫化锌、稀土激活碱土铝酸盐、硅酸盐类荧光颜料中的1种或两种以上的组合，优选为稀土激活碱土铝酸盐。

4.根据权利要求1-3任一项所述的砂壁状荧光水性涂料，其特征在于，所述砂壁状荧光水性涂料还含有防腐剂、防霉剂、防冻剂、消泡剂、pH调节助剂、增稠剂中的1种或两种以上的组合。

5.根据权利要求4所述的砂壁状荧光水性涂料，其特征在于，所述防腐剂按重量份数含有1-5份，优选为2-3份；

优选地，所述防霉剂按重量份数含有0.5-5.0份，优选为1-3份；

优选地，所述防冻剂按重量份数含有3-10份，优选为6份；

优选地，所述消泡剂按重量份数含有0.2-5.0份，优选为0.5-2.0份；

优选地，所述pH调节助剂按重量份数含有0.2-5.0份，优选为0.5-2.0份；

优选地，所述增稠剂按重量份数含有0.5-5.0份，优选为1-3份。

6.根据权利要求1-5任一项所述的砂壁状荧光水性涂料，其特征在于，按重量份数包含以下组分：

7.根据权利要求1-6任一项所述的砂壁状荧光水性涂料，其特征在于，所述树脂包裹荧光砂的制备方法为：首先将荧光颜料与雪花白天然彩砂混合，然后加入树脂胶黏剂混合均匀，干燥。

8.权利要求1-7任一项所述砂壁状荧光水性涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将水、任选地杀菌剂、防霉剂、防冻剂、消泡剂中1种或2种以上的组合进行分散；

(2)向步骤(1)分散后的混合物中加入溶解纤维素的成膜助剂进行分散；

(3)向步骤(2)分散后的混合物中依序投入任选地pH调节助剂、丙烯酸乳液、任选地增稠剂进行分散得到砂壁状荧光涂料母液，向其中投入树脂包裹荧光砂，并且分散最终得到砂壁状荧光涂料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述分散在分散机中进行。

10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述分散时的转速为400-500转/分钟；

优选地，步骤(2)中所述分散时的转速为1200-1800转/分钟；

优选地，步骤(3)中所述分散时的转速为800-1000转/分钟。