CN107841234A - 一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，由按重量份计的以下原料制备而成：有机硅改性环氧丙烯酸树脂40‑50份，感温变色颜料15‑20份，填料20‑25份，流平剂1‑2份，消泡剂1‑5份，分散剂0.5‑1.5份，抗静电剂3‑5份，水20‑50份。本发明还公开了一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料的制备方法。本发明的有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料具有可温致变色的功能，同时，还具有良好的耐水性、附着力、柔韧性、冲击强度、硬度和抗静电性。

Description

一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料及其制备方法。
背景技术
示温涂料是指当涂层被加热到一定温度而发生颜色或其他现象变化来指示物体表面温度及温度分布的涂料称作示温涂料，通常也称为变色涂料或热敏涂料。根据示温涂料变色后出现颜色的稳定性，可以分成可逆型示温涂料和不可逆型示温涂料；又可根据涂层随温度变化所出现的颜色的多少分为单变色示温涂料和多变色示温涂料。
现有技术中，水性光固化涂料将逐渐取代传统的溶剂型光固化涂料。环氧树脂具有优异的粘接性能、耐磨性能、机械性能、电绝缘性能、化学稳定性能、耐高低温性能以及收缩率低、加工成型和成本低廉等优点，由于纯环氧树脂固化物具有较高的交联结，制品存在易发脆和抗冲击韧性差等缺点，难以满足工程技术的使用要求，限制了环氧树脂工业的发展。此外，环氧树脂没有不饱和基团，无法进行光固化，限制环氧树脂在光固化领域的。运用常见的方法是用丙烯酸进行改性，在环氧树脂的两端引入不饱和的双键，合成出光固化环氧丙烯酸酯树脂，可以实现低温固化，是目前常用的水性光固化树脂之一。但水性光固化环氧丙烯酸酯也存在耐水性、力学性能不好等缺点。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的第一个目的是在于提供一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，它具有可温致变色的功能，同时，还具有良好的耐水性、附着力、柔韧性、冲击强度、硬度和抗静电性。
本发明的第二个目的是为了提供一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料的制备方法，该制备方法操作简单，降低了生产成本，适合工业化生产。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，其特征在于，由按重量份计的以下原料制备而成：有机硅改性环氧丙烯酸树脂40-50份，感温变色颜料15-20份，填料20-25份，流平剂1-2份，消泡剂1-5份，分散剂0.5-1.5份，抗静电剂3-5份，水20-50份。
进一步地，所述有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，由按重量份计的以下原料制备而成：有机硅改性环氧丙烯酸树脂40-45份，感温变色颜料15-18份，填料22-25份，流平剂1-2份，消泡剂1-2份，分散剂0.5-1.0份，抗静电剂3-5份，水30-40份。
进一步地，所述有机硅改性环氧丙烯酸树脂的制备方法如下：先由环氧树脂的环氧基和带羟基的有机硅氧烷缩合，再和丙烯酸进行酯化反应，得到有机硅改性环氧丙烯酸树脂。
进一步地，所述感温变色颜料为氯化钴微胶囊。
进一步地，所述填料包括按重量百分比计的如下组分：滑石粉40％、高岭土10％、纳米氧化铝15％、石墨5％、二硫化钼5％、碳酸钙25％。
进一步地，所述流平剂为聚氨酯类流平剂。
进一步地，所述消泡剂为聚有机硅氧烷类和/或聚醚类消泡剂。
进一步地，所述分散剂为氧化聚乙烯蜡。
进一步地，所述的抗静电剂为乙氧基化烷基硫酸铵。
实现本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料的制备方法，其特征在于，包括：
备料步骤：按照配方配比称取各原料；
搅拌步骤：将配方量的有机硅改性环氧丙烯酸树脂和分散剂加入配料缸中，加热至70-80℃，搅拌时间为25-30min，转速为650-700r/min，得到第一混合料；
分散步骤：将配方量的感温变色颜料、填料加入第一混合料中进行分散，搅拌时间为40-50min，转速为500-600r/min，得到预制浆料；
研磨步骤：将预制浆料冷却至35-40℃，通过砂磨机研磨至细度在10微米以下，得到研磨料；
混合步骤：将研磨料冷却至25-30℃，在搅拌的状态下，加入配方量的流平剂、消泡剂、抗静电剂和水，搅拌混匀，转速为400-500r/min，搅拌时间为30-40min，制得有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的有机硅改性环氧丙烯酸酯树脂利用有机硅的环氧基团与树脂中的梭基反应引入有机硅氧烷结构，形成Si-O-Si的网络体系，提高水性光固化环氧丙烯酸酯树脂的硬度，耐水性，热稳定性，及各种力学性能，配合感温变色颜料、填料、流平剂、消泡剂、分散剂、抗静电剂、水一起使用，相互之间具有良好的协同增效作用，具有可温致变色的功能，同时，还具有良好的耐水性、附着力、柔韧性、冲击强度、硬度和抗静电性。
2、本发明的制备方法依次通过搅拌、分散、研磨及混合步骤，能够充分使各原料的混合更加均匀，操作简单，降低了生产成本，适合工业化生产。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，由按重量份计的以下原料制备而成：有机硅改性环氧丙烯酸树脂40-50份，感温变色颜料15-20份，填料20-25份，流平剂1-2份，消泡剂1-5份，分散剂0.5-1.5份，抗静电剂3-5份，水20-50份。
作为进一步地实施方式，所述有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，由按重量份计的以下原料制备而成：有机硅改性环氧丙烯酸树脂40-45份，感温变色颜料15-18份，填料22-25份，流平剂1-2份，消泡剂1-2份，分散剂0.5-1.0份，抗静电剂3-5份，水30-40份。
作为进一步地实施方式，所述有机硅改性环氧丙烯酸树脂的制备方法如下：先由环氧树脂的环氧基和带羟基的有机硅氧烷缩合，再和丙烯酸进行酯化反应，得到有机硅改性环氧丙烯酸树脂。
作为进一步地实施方式，所述感温变色颜料为氯化钴微胶囊。所述感温变色颜料也可以选择3-二乙基氨基-7,8-苯并荧烷(红色)、3-二乙基氨基-6-甲基-7-氯基荧烷(红色)、3-二乙基氨基-7-辛基氨基荧烷(绿色)、双(4-N-苯基甲氨基苯基)-(N-乙基咔唑)甲烷(蓝色)中的任意一种。感温变色颜料为微胶囊化的可逆感温变色物质，这种颜料的颗粒呈圆球状，平均直径为3-7微米，其内部是变色物质，外部包裹一层厚度为0.1-0.5微米的不溶解、不融化的透明外壳，由透明外壳保护变色物质。
作为进一步地实施方式，所述填料包括按重量百分比计的如下组分：滑石粉40％、高岭土10％、纳米氧化铝15％、石墨5％、二硫化钼5％、碳酸钙25％。以滑石粉、高岭土、纳米氧化铝、石墨、二硫化钼、碳酸钙配合作为复合填料加入体系中，具有成本低的优点，且显著提高了涂料的硬度、强度、韧性、耐磨性、耐水性。
作为进一步地实施方式，所述流平剂为聚氨酯类流平剂。
作为进一步地实施方式，所述消泡剂为聚有机硅氧烷类和/或聚醚类消泡剂；更优选为聚有机硅氧烷类消泡剂。
作为进一步地实施方式，所述分散剂为氧化聚乙烯蜡。
作为进一步地实施方式，所述的抗静电剂为乙氧基化烷基硫酸铵。
一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料的制备方法，包括：
备料步骤：按照配方配比称取各原料；
搅拌步骤：将配方量的有机硅改性环氧丙烯酸树脂和分散剂加入配料缸中，加热至70-80℃，搅拌时间为25-30min，转速为650-700r/min，得到第一混合料；
分散步骤：将配方量的感温变色颜料、填料加入第一混合料中进行分散，搅拌时间为40-50min，转速为500-600r/min，得到预制浆料；
研磨步骤：将预制浆料冷却至35-40℃，通过砂磨机研磨至细度在10微米以下，得到研磨料；
混合步骤：将研磨料冷却至25-30℃，在搅拌的状态下，加入配方量的流平剂、消泡剂、抗静电剂和水，搅拌混匀，转速为400-500r/min，搅拌时间为30-40min，制得有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料。
以下时本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1：
一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，由按重量份计的以下原料制备而成：有机硅改性环氧丙烯酸树脂40份，感温变色颜料15份，填料20份，流平剂1份，消泡剂1份，分散剂0.5份，抗静电剂3份，水20份。
所述感温变色颜料为氯化钴微胶囊。
所述填料包括按重量百分比计的如下组分：滑石粉40％、高岭土10％、纳米氧化铝15％、石墨5％、二硫化钼5％、碳酸钙25％。
一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料的制备方法，包括：
备料步骤：按照配方配比称取各原料；
搅拌步骤：将配方量的有机硅改性环氧丙烯酸树脂和分散剂加入配料缸中，加热至70℃，搅拌时间为25min，转速为700r/min，得到第一混合料；
分散步骤：将配方量的感温变色颜料、填料加入第一混合料中进行分散，搅拌时间为40min，转速为600r/min，得到预制浆料；
研磨步骤：将预制浆料冷却至35℃，通过砂磨机研磨至细度在10微米以下，得到研磨料；
混合步骤：将研磨料冷却至25℃，在搅拌的状态下，加入配方量的流平剂、消泡剂、抗静电剂和水，搅拌混匀，转速为500r/min，搅拌时间为30min，制得有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料。
实施例2：
一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，由按重量份计的以下原料制备而成：有机硅改性环氧丙烯酸树脂45份，感温变色颜料18份，填料22份，流平剂1.5份，消泡剂2份，分散剂1.0份，抗静电剂4份，水30份。
所述感温变色颜料为氯化钴微胶囊。
所述填料包括按重量百分比计的如下组分：滑石粉40％、高岭土10％、纳米氧化铝15％、石墨5％、二硫化钼5％、碳酸钙25％。
一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料的制备方法，包括：
备料步骤：按照配方配比称取各原料；
搅拌步骤：将配方量的有机硅改性环氧丙烯酸树脂和分散剂加入配料缸中，加热至75℃，搅拌时间为28min，转速为680r/min，得到第一混合料；
分散步骤：将配方量的感温变色颜料、填料加入第一混合料中进行分散，搅拌时间为45min，转速为550r/min，得到预制浆料；
研磨步骤：将预制浆料冷却至38℃，通过砂磨机研磨至细度在10微米以下，得到研磨料；
混合步骤：将研磨料冷却至28℃，在搅拌的状态下，加入配方量的流平剂、消泡剂、抗静电剂和水，搅拌混匀，转速为450r/min，搅拌时间为35min，制得有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料。
实施例3：
一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，由按重量份计的以下原料制备而成：有机硅改性环氧丙烯酸树脂48份，感温变色颜料18份，填料24份，流平剂1.5份，消泡剂3份，分散剂1份，抗静电剂4份，水40份。
所述感温变色颜料为氯化钴微胶囊。
所述填料包括按重量百分比计的如下组分：滑石粉40％、高岭土10％、纳米氧化铝15％、石墨5％、二硫化钼5％、碳酸钙25％。
一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料的制备方法，包括：
备料步骤：按照配方配比称取各原料；
搅拌步骤：将配方量的有机硅改性环氧丙烯酸树脂和分散剂加入配料缸中，加热至80℃，搅拌时间为25min，转速为650r/min，得到第一混合料；
分散步骤：将配方量的感温变色颜料、填料加入第一混合料中进行分散，搅拌时间为50min，转速为500r/min，得到预制浆料；
研磨步骤：将预制浆料冷却至40℃，通过砂磨机研磨至细度在10微米以下，得到研磨料；
混合步骤：将研磨料冷却至30℃，在搅拌的状态下，加入配方量的流平剂、消泡剂、抗静电剂和水，搅拌混匀，转速为400r/min，搅拌时间为30min，制得有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料。
实施例4：
一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，由按重量份计的以下原料制备而成：有机硅改性环氧丙烯酸树脂50份，感温变色颜料20份，填料25份，流平剂2份，消泡剂5份，分散剂1.5份，抗静电剂5份，水50份。
所述感温变色颜料为氯化钴微胶囊。
所述填料包括按重量百分比计的如下组分：滑石粉40％、高岭土10％、纳米氧化铝15％、石墨5％、二硫化钼5％、碳酸钙25％。
一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料的制备方法，包括：
备料步骤：按照配方配比称取各原料；
搅拌步骤：将配方量的有机硅改性环氧丙烯酸树脂和分散剂加入配料缸中，加热至80℃，搅拌时间为25min，转速为650r/min，得到第一混合料；
分散步骤：将配方量的感温变色颜料、填料加入第一混合料中进行分散，搅拌时间为50min，转速为500r/min，得到预制浆料；
研磨步骤：将预制浆料冷却至35℃，通过砂磨机研磨至细度在10微米以下，得到研磨料；
混合步骤：将研磨料冷却至25℃，在搅拌的状态下，加入配方量的流平剂、消泡剂、抗静电剂和水，搅拌混匀，转速为400r/min，搅拌时间为40min，制得有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料。
对比例1：
一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，由按重量份计的以下原料制备而成：有机硅改性环氧丙烯酸树脂45份，感温变色颜料18份，填料22份，流平剂1.5份，消泡剂2份，分散剂1.0份，抗静电剂4份，水30份。所述填料为滑石粉。
其制备方法与实施例1相同。
效果评价及性能检测
1.对实施例1-4及对比例1的性能进行测试，检测结果参见表1。
表1：性能检测结果
从测试结果可以看出，本发明实施例1-4的有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料具有可温致变色的功能以及良好的耐水性、附着力、柔韧性、冲击强度、硬度和抗静电性。其中，实施例2的有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料性能最佳。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，其特征在于，由按重量份计的以下原料制备而成：有机硅改性环氧丙烯酸树脂40-50份，感温变色颜料15-20份，填料20-25份，流平剂1-2份，消泡剂1-5份，分散剂0.5-1.5份，抗静电剂3-5份，水20-50份。
2.如权利要求1所述的有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，其特征在于，由按重量份计的以下原料制备而成：有机硅改性环氧丙烯酸树脂40-45份，感温变色颜料15-18份，填料22-25份，流平剂1-2份，消泡剂1-2份，分散剂0.5-1.0份，抗静电剂3-5份，水30-40份。
3.如权利要求1所述的有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，其特征在于，所述有机硅改性环氧丙烯酸树脂的制备方法如下：先由环氧树脂的环氧基和带羟基的有机硅氧烷缩合，再和丙烯酸进行酯化反应，得到有机硅改性环氧丙烯酸树脂。
4.如权利要求1所述的有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，其特征在于，所述感温变色颜料为氯化钴微胶囊。
5.如权利要求1所述的有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，其特征在于，所述填料包括按重量百分比计的如下组分：滑石粉40％、高岭土10％、纳米氧化铝15％、石墨5％、二硫化钼5％、碳酸钙25％。
6.如权利要求1所述的有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，其特征在于，所述流平剂为聚氨酯类流平剂。
7.如权利要求1所述的有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚有机硅氧烷类和/或聚醚类消泡剂。
8.如权利要求1所述的有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，其特征在于，所述分散剂为氧化聚乙烯蜡。
9.如权利要求1所述的有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料，其特征在于，所述的抗静电剂为乙氧基化烷基硫酸铵。
10.一种如权利要求1-9任意一项所述的有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料的制备方法，其特征在于，包括：
备料步骤：按照配方配比称取各原料；
搅拌步骤：将配方量的有机硅改性环氧丙烯酸树脂和分散剂加入配料缸中，加热至70-80℃，搅拌时间为25-30min，转速为650-700r/min，得到第一混合料；
分散步骤：将配方量的感温变色颜料、填料加入第一混合料中进行分散，搅拌时间为40-50min，转速为500-600r/min，得到预制浆料；
研磨步骤：将预制浆料冷却至35-40℃，通过砂磨机研磨至细度在10微米以下，得到研磨料；
混合步骤：将研磨料冷却至25-30℃，在搅拌的状态下，加入配方量的流平剂、消泡剂、抗静电剂和水，搅拌混匀，转速为400-500r/min，搅拌时间为30-40min，制得有机硅改性环氧丙烯酸变色涂料。
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