CN107629612A - 一种绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料及其制备方法；以重量百分比计，其原料配方组成为：可再分散性乳胶粉10‑25％，高岭土15‑20％，贝壳粉15‑30％，碳酸钙20‑30％，湿敏变色体10‑20％，钛白粉2‑8％，分散剂0.2‑0.5％，纤维素醚0.2‑0.5％，消泡剂0.2‑0.5％，膨润土0.5‑1％，润湿剂0.2‑0.5％，木质纤维0.1‑0.3％，偶氮着色剂0‑0.5％。本发明涂料在不加入任何偶氮色浆时，成品涂料分散装态呈现为浅紫色，待涂料干燥成膜之后呈现为孔雀蓝色，色差大，变色效果明显，长时间变色循环不失效，可逆性高，颜色能够随着空气湿度的变化而做相应的变化。

Description

一种绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种变色干粉涂料，特别是涉及一种绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料及其制备方法，属于干粉涂料领域。

背景技术

随着人民生活水平的提高和国家环保政策的实施，人们对环境保护和可持续性发展的认识也越来越深刻。在目前的涂料工业中，以水性涂料和干粉涂料来取代高污染、高挥发性、高重金属含量的溶剂型液体涂料是大势所趋。但是现在使用的建筑水性乳胶涂料是由聚合物乳液、颜填料、各种助剂和水组成，其中助剂和水是为了生产和储运涂料占涂料质量和价格的一半以上。水性建筑乳胶涂料中大部分是水(60％)，固含量只有40％，储运和使用液态乳胶涂料需要用到大量的储运罐，这些塑料或者铁质储运罐的回收也需要大量的人力和物力，这样不仅增加了成本，而且造成了资源的浪费，还污染了环境，因此干粉涂料就应运而生，不仅仅性能优异，有着较好的遮盖率、耐酸碱、耐擦洗、耐污能力，而且较之传统的乳胶漆不仅仅运输和使用方便，节省大量的人力和物力，而且更健康环保。

市场上目前主要存在的是热敏、光敏的液体溶剂型涂料、多用于油墨打印和织物印刷，没有实现建筑用途。深圳市景艺姿科技有限公司推出一款液体溶剂型乳液产品，它在遇湿时外层乳液膜变为透明，从而显露出底部预先印刷完毕的图案，这种产品不仅施工复杂而且由于多层施工后对湿度的敏感度差，膜的薄厚不均会导致显色不完全，影响美感，而且溶剂型的乳液产品本身运输麻烦，使用不方便，且成膜时挥发大量的VOC，会造成对对人体的危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料，使用时加水搅拌即可制成成品涂料，拥有比传统乳胶漆更好的性能和更环保的环境，而且拥有着对空气湿度敏感变色的功能，这样不仅仅解决了传统乳胶漆的稳定性与储运成本高的难题，还可以倡导消费者注重环保与健康的生活方式，并培养对艺术和美的追求。

本发明的另一目的在于提供该绿色生态湿敏变色干粉涂的制备方法。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料，以重量百分比计，其原料配方组成为：

所述的湿敏变色体为氯化钴、硅胶、硫酸铜、1-氨基-2-苯酚-4-磺酸、钼酸铵和草酸、3,3-二(P-二甲胺基苯基)-苯酞和没食子酸十二烷基酚中的一种或多种；

所述的可再分散性聚合物乳胶粉为丙烯酸酯乳液、苯乙烯/丙烯酸酯共聚乳液以及有机硅/丙烯酸酯共聚乳液中的一种或者多种，经喷雾干燥制备而成。

为进一步实现本发明目的，优选地，所述的着色剂为氯化酞菁、偶氮黄色浆、偶氮红色浆、偶氮橙色浆和偶氮紫色浆中的一种或多种。

优选地，所述的钛白粉为锐钛型钛白粉或者金红石型钛白粉。

优选地，所述的分散剂为焦磷酸钠、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠和鞣酸中的一种或一种以上混合物。

优选地，所述的纤维素醚是甲基纤维素醚、羟甲基纤维素醚、乙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚和羟丙基纤维素醚中的一种或多种。

优选地，所述的润湿剂为丁基萘磺酸钠盐、聚乙二醇和聚乙二醇醚中的一种或多种。

优选地，所述的消泡剂为天然油脂、高碳醇、聚醚类和有机硅类中的一种或多种。

所述的绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料的制备方法：将原料配方组成的各组分质按照重量百分比投入搅拌机，均匀混合之后，过筛，包装，制得绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料。

优选地，所述过筛为过100目筛网。

本发明湿敏变色体是一种功能型的复合材料，从结构上对湿度非常敏感，当空气的湿度变化时，变色体会因为吸附空气的水而做出颜色上的变化，优选地，其重量百分占比为10-20％，可根据对色彩变化的明显程度调节用量。

本发明高岭土和碳酸钙是一种使用广泛的、廉价的填料，能够增强涂膜的硬度，机械性能和光滑度，同时对产品的遮盖率也有贡献。

贝壳粉是一种有海洋生物贝壳的外壳经过煅烧、研磨得到，是纯生态的绿色填料，富含有对人体有益的游离氨基酸和负离子，同时贝壳粉本身具有多孔颗粒结构可以调节湿度达到抑菌的效果。

钛白粉是使用最广泛的体制颜料，有着较高的耐酸、耐碱、折光率高、遮盖率好、化学性质稳定等优点，根据内外墙要求不同，可选用锐钛型钛白粉或者金红石型钛白粉。

分散剂是一种表面活性剂可以有效地降低各组分的的表面张力，增强分散能力，改善分散状态，使产品更方便使用与施工；纤维素醚的加入会改善干粉涂料的流变性能。消泡剂消除成品涂料使用过程中产生的细小气泡，增强涂膜的光滑度与手感。膨润土是一种天然蒙脱土，具有较好的粘结性、吸附性、触变性、悬浮性、可塑性和润滑性能。润湿剂是一种表面活性剂，有着较高的亲水性能，可以提高产品对墙体的润湿性，防止涂膜的脱落，增强与墙体的结合力。木质纤维是一种天然的高分子纤维素，具有较好的保水性和防干裂性能，还能增强产品涂膜的硬度与机械性能。偶氮着色剂的加入是为了增加涂料的装饰性，可根据不同的装饰要求加入不同颜色的颜料或者不加颜料。

本发明的绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料的制备方法如下：

将上述的各组分按照重量百分比投入搅拌机，混合均匀后，用100目筛网震动过滤，过筛包装即可制得成品绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料。

施工时，将绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料加水，搅拌均匀后可以喷涂，辊涂，批涂、丝网印，镂印等多种施工方法进行施工，其中喷涂和辊涂的兑水比例为涂料：水＝1:1-1：1.2；批涂，丝网印，镂印的涂料：水＝1:0.4-1:0.6。

随着人们对美和艺术的追求，本发明的绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料的原料配方中加入了湿敏变色体，能够实现涂料的颜色随着空气的湿度变化而做出颜色的变化，且颜色色差大、变色明显，长时间变色循环不失效，可逆性高。本发明涂料可以搭配偶氮着色剂实现浅紫色到孔雀蓝色；浅黄色到翠绿色；橙黄色到咖啡色等多种颜色的变化，让涂料也充满着艺术和美的存在，未来在内外墙装修和造型印花设计方面肯定有很大的市场。

本发明湿敏变色体对湿度敏感，当变色体暴露在高湿度的环境中，变色体与空气中的水结合反应产生颜色变化，当空气中的湿度降低时，由于空气对流的作用下，变色体将结合的水分子脱除，变色体又变回原来的颜色，类似于暴露在空气中的毛巾，湿度大时毛巾会自动吸收空气中的水变得潮湿，湿度小时，毛巾又会变得干燥。本发明变色的湿度范围为90-50％，导致本涂料变色的条件为空气湿度，但是温度的高低也对变色起到催化作用，这是一个协同过程，比如在不加任何偶氮色浆的产品中，湿度为50％和温度为35℃时为孔雀蓝色，当相对湿度达到70％和温度为30℃时，颜色为浅紫色，而当湿度为52％和温度为28℃时，颜色又变回孔雀蓝色，当条件发生变化时，颜色在1分钟内做出响应，灵敏度高，响应时间短。

本产品的湿敏变色体干燥时呈现为结构颜色为孔雀蓝色，在溶于水时，物质结合水分子后结构本身就是浅紫色，两种颜色色差是由变色体物质本身与水分子结合后产生的，色差明显是本身属性，偶氮色浆的使用只要根据调色的原理用来调配不同的颜色。而且湿敏变色体是一种非常稳定的物质，本身不挥发、不迁移、不变质、物理和化学性质稳定，所以一经施工完成，变色体就一直保留在涂料的涂层中，所以可以实现可逆性高、长时间变色循环不失效的效果。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益的效果：

(1)本发明的绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料具有湿敏变色的功能，能够根据空气中湿度的变化做出颜色的变化，色差大、变色明显，长时间变色循环不失效，过程可逆性高。而且配合偶氮着色剂可以实现由浅紫色到孔雀蓝色；浅黄色到翠绿色；橙黄色到咖啡色；玫红色到复古铜色等多种颜色的变化，可以应用于医院，幼儿园，室内儿童房等场所的装饰。

(2)本发明的绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料是固体粉末状态的，可以像水泥一样用纸袋包装，不需要铁桶或者塑料桶包装，解决了溶剂型液体涂料的稳定性和储运成本高的难题。在使用时加水搅拌即可制成成品涂料，不仅性能优异，有着较好的遮盖率、耐酸碱、耐擦洗、耐污性能，而且较之传统的溶剂型液体涂料更健康环保，方便运输和使用，节省大量的人力和物力。

(3)本发明的绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料的配制过程中不需要添加传统溶剂型液体涂料的各种化学防腐剂等有害助剂，无任何挥发刺激性物质，无重金属、零VOC，是真正的环保健康涂料。

(4)本发明的绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料具有节约时间，节省工序，耐擦洗，耐酸碱、遮盖率高、抗干裂、调湿抑菌等优点，是取代传统腻子，乳胶漆等溶剂型液态涂料的新型墙面的装饰产品，可广泛应用于建筑物内外墙的装饰。

附表说明

表1为实施例1-6所得湿敏显色变化及涂料性能的测试结果

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步描述，需要说明的是，实施例不构成对本发明要求保护范围的限制。

实施例1

一种绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料，以质量百分比计，原料配方组分组成为：可再分散聚合物乳胶粉10％，高岭土15％，碳酸钙20％，贝壳粉25％，氯化钴20％，钛白8％，分散剂0.5％，纤维素醚0.2％，消泡剂0.5％，膨润土0.5％，润湿剂0.2％，木质纤维0.1％；

制备时，将上述各组分按照重量百分比投入搅拌机，混合均匀后，用100目筛网震动过滤，包装即可制得成品绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料。

施工时，将绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料加水，搅拌均匀后涂料呈现为浅紫色的成品涂料，喷涂即可，其中涂料：水＝1:1。

本实施例的浅紫色来源于湿敏变色体溶于水时，变色体与水分子结合反应生成的物质本身的颜色反应，用建筑涂料专用百色卡300-TC进行颜色对比，涂料干燥成膜，湿度低于60％时呈现为孔雀蓝色，孔雀蓝色为湿敏变色体脱除水分子后物质本身的颜色，空气湿度大于60％时，又变回浅紫色，当湿度发生变化时，变色过程可在1分钟内完成，用于建筑物的内墙装饰。

测试方法如下：VOC根据GB 1852-2008所述的标准方法使用气相色谱法测定；高耐擦洗次数是根据GB/T 9266-2009所述的标准方法使用PG-V建筑涂料耐擦洗仪测得；涂料遮盖率根据GB/T 9270-1988所述标准方法，使用C84-ⅢB涂料遮盖率测试仪测定；耐碱性是根据GB/T9265-2009所述标准方法进行测试。

实施例2

一种绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料，以质量百分比计，原料配方组分组成为：可再分散聚合物乳胶粉25％，高岭土15％，碳酸钙20％，贝壳粉15％，变色氧化硅胶20％，钛白2％，分散剂0.5％，纤维素醚0.5％，消泡剂0.2％，膨润土1％，润湿剂0.5％，木质纤维0.2％，偶氮黄色浆为0.1％，将上述各组分按照重量百分比投入搅拌机，混合均匀后，用100目筛网震动过滤，包装即可制得成品绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料。施工时，将绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料加水，搅拌均匀后涂料呈现为浅黄色的成品涂料，喷涂即可，其中涂料：水＝1:1.2。

本实施例的浅黄色来源于湿敏变色体溶于水时，变色体与水分子结合反应生成的浅紫色物质与偶氮黄色浆根据调色原理复合得到的颜色，用建筑涂料专用百色卡300-TC进行颜色对比，涂料干燥成膜，湿度低于60％时呈现为翠绿色，翠绿色为湿敏变色体脱除水分子生成孔雀蓝物质后偶氮黄色浆根据调色原理复合得到的颜色，空气湿度大于60％时，又变回浅黄色，当湿度发生变化时，变色过程可在1分钟内完成，可用于建筑物的外墙装饰。

各项性能测试结果见表1，测试方法同实施例1。

实施例3

一种绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料，以质量百分比计，原料配方组分组成为：可再分散聚合物乳胶粉20％，高岭土15％，碳酸钙25％，贝壳粉15％，硫酸铜18％，钛白5％，分散剂0.4％，纤维素醚0.4％，消泡剂0.2％，膨润土0.2％，润湿剂0.2％，木质纤维0.3％，偶氮橙色浆为0.3％，将上述各组分按照重量百分比投入搅拌机，混合均匀后，用100目筛网震动过滤，包装即可制得成品绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料。

施工时，将绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料加水，搅拌均匀后涂料呈现为浅橙色的成品涂料，喷涂即可，其中涂料：水＝1:1.1。

本实施例的浅橙色来源于湿敏变色体溶于水时，变色体与水分子结合反应生成的浅紫色物质与偶氮橙色浆根据调色原理复合得到的颜色，用建筑涂料专用百色卡300-TC进行颜色对比，涂料干燥成膜，湿度低于60％时呈现为咖啡色，咖啡色为湿敏变色体脱除水分子生成孔雀蓝物质后偶氮橙色浆根据调色原理复合得到的颜色，空气湿度大于60％时，又变回浅橙色，当湿度发生变化时，变色过程可在1分钟内完成，可用于建筑物的外墙装饰。

各项性能测试结果见表1，测试方法同实施例1。

实施例4

一种绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料，以质量百分比计，原料配方组分组成为：可再分散聚合物乳胶粉15％，高岭土15％，碳酸钙25％，贝壳粉20％，1-氨基-2-苯酚-4-磺酸14％，钛白8％，分散剂0.5％，纤维素醚0.5％，消泡剂0.5％，膨润土0.6％，润湿剂0.5％，木质纤维0.3％，偶氮色浆为0.1％，将上述各组分按照重量百分比投入搅拌机，混合均匀后，用100目筛网震动过滤，包装即可制得成品绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料。

施工时，将绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料加水，搅拌均匀后涂料呈现为玫红色的成品涂料，喷涂即可，其中涂料：水＝1:1。

本实施例的玫红色来源于湿敏变色体溶于水时，变色体与水分子结合反应生成的浅紫色物质与偶氮红色浆根据调色原理复合得到的颜色，用建筑涂料专用百色卡300-TC进行颜色对比，涂料干燥成膜，湿度低于60％时呈现为复古铜色，复古铜色为湿敏变色体脱除水分子生成孔雀蓝物质后偶氮红色浆根据调色原理复合得到的颜色，空气湿度大于60％时，又变回玫红色，当湿度发生变化时，变色过程可在1分钟内完成，可用于建筑物的外墙装饰。

各项性能测试结果见表1，测试方法同实施例1。

实施例5

一种绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料，以质量百分比计，原料配方组分组成为：可再分散聚合物乳胶粉20％，高岭土15％，碳酸钙20％，贝壳粉20％，3,3-二(P-二甲胺基苯基)-苯酞，没食子酸十二烷基酚15％，钛白8％，分散剂0.5％，纤维素醚0.3％，消泡剂0.5％，膨润土0.4％，润湿剂0.2％，木质纤维0.1％，将上述各组分按照重量百分比投入搅拌机，混合均匀后，用100目筛网震动过滤，包装即可制得成品绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料。

施工时，将绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料加水，搅拌均匀后涂料呈现为浅紫色的成品涂料，喷涂即可，其中涂料：水＝1:1。

本实施例的浅紫色来源于湿敏变色体溶于水时，变色体与水分子结合反应生成的物质本身的颜色反应，用建筑涂料专用百色卡300-TC进行颜色对比，涂料干燥成膜，湿度低于60％时呈现为孔雀蓝色，孔雀蓝色为湿敏变色体脱除水分子后物质本身的颜色，空气湿度大于60％时，又变回浅紫色，当湿度发生变化时，变色过程可在1分钟内完成，用于建筑物的内墙装饰。

各项性能测试结果见表1，测试方法同实施例1。

实施例6

一种绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料，以质量百分比计，原料配方组分组成为：可再分散聚合物乳胶粉18％，高岭土20％，碳酸钙20％，贝壳粉17％，1-氨基-2-苯酚-4-磺酸17％，钛白5％，分散剂0.5％，纤维素醚0.4％，消泡剂0.5％，膨润土0.7％，润湿剂0.5％，木质纤维0.3％，偶氮色浆为0.1％，将上述各组分按照重量百分比投入搅拌机，混合均匀后，用100目筛网震动过滤，包装即可制得成品绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料。

施工时，将绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料加水，搅拌均匀后涂料呈现为玫红色的成品涂料，喷涂即可，其中涂料：水＝1:1。

本实施例的玫红色来源于湿敏变色体溶于水时，变色体与水分子结合反应生成的浅紫色物质与偶氮红色浆根据调色原理复合得到的颜色，用建筑涂料专用百色卡300-TC进行颜色对比，涂料干燥成膜，湿度低于60％时呈现为复古铜色，复古铜色为湿敏变色体脱除水分子生成孔雀蓝物质后偶氮红色浆根据调色原理复合得到的颜色，空气湿度大于60％时，又变回玫红色，当湿度发生变化时，变色过程可在1分钟内完成，可用于建筑物的外墙装饰。

表1各实施例涂料性能测试结果

从表1可以看出，本发明产品的主要优势在色差较大，变色明显、耐碱性好、遮盖率高、耐擦洗次数高、并且VOC均未检出，绿色生态、环保健康。裴勇兵(裴勇兵,张心亚,何艳萍,等可再分散乳胶粉干粉乳胶涂料的制备与性能[J].精细化工,2009,26(9):911-914.)等制备的干粉涂料其耐洗刷次数为650-1800次。刘成楼(刘成楼,孟宪存.抗菌环保型干粉内墙涂料的研制[J].中国建材科技,2009,(3):31-35.)等制备的干粉涂料的耐洗刷次数为300-1600次，而本产品的干粉涂料耐擦洗次数均在3200以上,平均值在3500以上，所以不仅仅是耐擦洗，其他性能方面较之前配方得到了很大的提高，湿敏变色的功能使之增加了艺术性能与美感。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做出的改变、修饰、替代、组合、简化均为等效置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料，其特征在于，以重量百分比计，其原料配方组成为：

所述的湿敏变色体为氯化钴、硅胶、硫酸铜、1-氨基-2-苯酚-4-磺酸、钼酸铵和草酸、3,3-二(P-二甲胺基苯基)-苯酞和没食子酸十二烷基酚中的一种或多种；

所述的可再分散性聚合物乳胶粉为丙烯酸酯乳液、苯乙烯/丙烯酸酯共聚乳液以及有机硅/丙烯酸酯共聚乳液中的一种或者多种，经喷雾干燥制备而成。

2.根据权利要求1所述的绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料，其特征在于，所述的着色剂为氯化酞菁、偶氮黄色浆、偶氮红色浆、偶氮橙色浆和偶氮紫色浆中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料，其特征在于，所述的钛白粉为锐钛型钛白粉或者金红石型钛白粉。

4.根据权利要求1所述的绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料，其特征在于，所述的分散剂为焦磷酸钠、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠和鞣酸中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料，其特征在于，所述的纤维素醚是甲基纤维素醚、羟甲基纤维素醚、乙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚和羟丙基纤维素醚中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料，其特征在于，所述的润湿剂为丁基萘磺酸钠盐、聚乙二醇和聚乙二醇醚中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料，其特征在于，所述的消泡剂为天然油脂、高碳醇、聚醚类和有机硅类中的一种或多种。

8.权利要求1所述的绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料的制备方法，其特征在于，将原料配方组成的各组分质按照重量百分比投入搅拌机，均匀混合之后，过筛，包装，制得绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料。

9.根据权利要求9所述的绿色生态湿敏变色功能型干粉涂料的制备方法，其特征在于，所述过筛为过100目筛网。