CN108410363A - 一种灯管用多功能涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灯管用多功能涂料，包括如下重量份原料：15‑30份纳米玻璃树脂、10‑30份水性羟基丙烯酸乳液、5‑10份氨基树脂、1‑5份有机硅酮粉、1‑5份纳米硫酸钡、0.1‑3份扩光粉、0.05‑0.5份蓝光吸收剂、0.05‑0.5份天然樟脑、0.1‑1份晶须硅、0.1‑0.2份PH调节剂、0.1‑0.2份消泡剂、2‑5份成膜助剂、0.3‑0.5份分散剂、0.3‑0.5份基材润湿剂、5‑10份去离子水、0.5‑1.0份增稠剂。还公开了该涂料制备方法。本发明的涂料是应用于玻璃材质的水性防爆、抗蓝光及驱虫涂料，并且通过提高体系润湿、流平性能，达到应用于玻璃材质使用要求，且涂层具有良好硬度。

Description

一种灯管用多功能涂料

技术领域

本发明属于涂料领域，更具体涉及的说是一种灯管用多功能涂料，主要应用于灯管的水性防爆、驱虫、抗蓝光和自清洁。

背景技术

随着经济的发展，照明设备已经普及到千家万户，并且人们对照明的质量要求越来越高。玻璃材质由于其透光率高和使用寿命长的有点广泛应用于一般照明设备中，但是玻璃材质易碎的缺点给人们带来了安全隐患。

世界顶尖光学专家一致指出：短波蓝光具有极高能量，能够穿透晶状体直达视网膜。蓝光照射视网膜会产生自由基，而这些自由基会导致视网膜色素上皮细胞衰亡，上皮细胞的衰亡会导致光敏感细胞缺少养分从而引起视力损伤，而且这些损伤是不可逆的。在提高工作效率，享受娱乐生活的同时，也应该注意到自己的双眼正受到蓝光的伤害。

苍蝇和蚊虫等昆虫有趋光性，特别喜欢在灯光下活动，还会残留下污渍，影响美观。

VOC含义：挥发性有机化合物(volatile organic compounds)；VOC是挥发性有机化合物的英文简称，通常所说的墙面漆中对人体有害的化学物质(重金属除外)就是指VOC。这些挥发性有机化合物包括甲醛、氨、乙二醇、酯类等物质。当VOC达到一定浓度时，会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等症状，严重时甚至引发抽搐、昏迷，伤害肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。而常用的涂料为溶剂性涂料，常温下可以释放出甲苯、苯、二甲苯等多种挥发性有机化合物。即还污染环境，加重光化学烟雾污染、区域灰霾、酸雨等大气复合污，又给人带来健康危害。近年来，环境越来越恶化，雾霾越来越严重，社会对环保的要求越来越高，发展环保的涂料已经成为人们的共识。其中涂料水性化作为一种有效的途径，但是即便是水性涂料，仍然含有一定量的VOC，所以开发出性能优良、VOC含量超低的涂料成为涂料行业的发展方向。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种灯管用多功能涂料，其为应用于玻璃材质的水性防爆、抗蓝光及驱虫涂料，并且通过提高体系的润湿、流平性能，来达到应用于玻璃材质的使用要求，并且涂层具有良好的硬度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种灯管用多功能涂料，包括如下重量份的原料：15-30份的纳米玻璃树脂、10-30份的水性羟基丙烯酸乳液、5-10份的氨基树脂、1-5份的有机硅酮粉、1-5份的纳米硫酸钡、0.1-3份的扩光粉、0.05-0.5份的蓝光吸收剂、0.05-0.5份的天然樟脑、0.1-1份的晶须硅、0.1-0.2份的PH调节剂、0.1-0.2份的消泡剂、2-5份的成膜助剂、0.3-0.5份的分散剂、0.3-0.5份的基材润湿剂、5-10份的去离子水、0.5-1.0份的增稠剂。

进一步的，包括如下重量份的原料：23份的纳米玻璃树脂，20份的水性羟基丙烯酸乳液、8份的氨基树脂、3份的有机硅酮粉、3份的纳米硫酸钡、1.5份的扩光粉、0.28份的蓝光吸收剂、0.28份的天然樟脑、0.55份的晶须硅、0.15份的PH调节剂、0.15份的消泡剂、3.5份的成膜助剂，0.4份的分散剂、0.4份的基材润湿剂、7.5份的去离子水、0.75份的增稠剂。

优选的，所述纳米玻璃树脂为上海沪正纳米科技有限公司的4G-T35，与同类产品相比，高硬度、高透明、耐磨、加硬、防护等领域使用的透明纳米树脂，本产品硬度可达铅笔硬度7^-9H.可弯曲不龟裂,耐酸,耐蚀(480hrs盐水测试),抗刮性特优；所述水性羟基丙烯酸乳液为拜耳的U 241，用于制备工业烘漆，其于高温下有很高的白度保持力；所述氨基树脂为美国氰特Cymel 325氨基树，含高亚氨基的甲醚化氨基树脂，无须强酸催化剂便能快速固化；所述成膜助剂为丙二醇苯醚类的环保净味型成膜助剂AF(广州宇泰化工科技有限公司)和醇酯-12成膜助剂(美国伊士曼)，二者比例为1:1至1:2。

优选的，所述的有机硅酮粉为聚甲基硅倍半氧烷，如：广州巴泰化工有限公司的BT-9273硅酮粉，其为真球形结构聚硅氧烷聚合物类的高性能有机无机杂化材料，具有不溶不熔的热固性，集无机粉体和有机粉体的优点为一体，具有良好的润滑性，还能促进颜料分散，防止颜料和粉粒结块，主要性能表现在:(1)可以使涂料的使用温度增加；(2)可以提高涂料的力学性能；(3)可以使防止金属粉等沉降团聚；(4)良好的耐水、耐污效果，具有自清洁和耐擦洗性能；能够提高涂膜疏水、疏油渍，防滑痕、防指纹印记等效果。

优选的，所述的纳米硫酸钡为：德国萨哈利本的Micro纳米硫酸钡，折光指数低，颜色呈中性，特别适合高光亮度的薄膜涂层；所述的扩光粉为东莞市科迈新材料有限公司的KS-503，KS-503是一种耐高温球形微粉，是利用高分子聚合技术，以甲基丙烯酸酯类、苯乙烯等为基础，通过交联、接枝官能团开发的微球类产品，展现出多种多样的性能，制成扩散效果好，透光率(90-93％)高的扩散板、灯管、球形灯罩等各种型材,透光率与扩散率的平衡性佳，分散性和稳定性佳，比其它产品更具优越的光学功能，跟其它同功能产品相比，少量使用就能达到同等效果，可节省成本。

优选的，所述的蓝光吸收剂为上海沪正纳米科技有限公司的蓝光吸收剂LG-22/33/44，蓝光吸收剂是采用无机纳米材料与高分子材料复合而成，通过吸收320nm～440nm波段紫外线和蓝光，阻隔紫外光和蓝光的透过。同时对440nm～780nm的可见光完全透过，不影响透视和采光效果，耐温性好，一般为≥300℃，用于生产各种高透明性手机、电视、电脑等防蓝光保护膜涂层；所述的天然樟脑为吉水县顺民药用香料油提炼厂的天然樟脑粉体，其为天然樟脑提取物,用于家庭防虫、防腐等。

优选的，所述PH值调节剂为二甲基乙醇胺(德国巴斯夫公司)、多功能助剂AMP-95(美国陶氏化工)中的一种或两种(调节体系的酸碱性，一般水性涂料PH值在8-9之间，这两种PH值调节剂不但具有调节PH值的效果，而且本身是有机物质，具有一定的辅助成膜的特性；所述的晶须硅为上海汇精亚纳米新材料有限公司的晶须硅(Si-GX)，晶须硅是一种纤维状形体结构功能性材料，主要成分Si02，俗称为短玻纤，外观为纯白色、强度高、化学稳定性好、分散性好、耐高温，绝缘性好、烧失量低、吸油率低，而且是一种新型功能性增强、增韧材料，可使产品具有高强度、高模量、高耐热性、及低收缩变形率。

优选的，所述消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂，如MOUSSEX公司的941PL(在水性体涂料体系，少量添加并不会影响漆膜外观，并具备良好的消泡抑泡效果)、有机硅类消泡剂，如(比克公司)BYK的消泡作用助剂BYK-028或BYK024，两种类型消泡剂混合使用，比例在1:1左右；所述分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂，如(埃夫科纳)AFCONA的AFCONA-5010，AFCONA-5010专为无机粒子而设计的高效分散剂，在氨基烤漆里还具有催化反应的作用。

优选的，所述的基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂，如(迪高)TEGO的Tego-100、(埃夫科纳)AFCONA的AFCONA-3031中的一种或两种，两种助剂均可以起到增滑剂、流平剂的作用，使漆膜达看起来比较丰满；所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂，如宁柏迪的聚氨酯型增稠剂PS202，和碱溶涨型增稠剂，如宁柏迪的碱溶涨型增稠剂ASE60两种混合物，比例范围为1:1至2:1。

本发明还提供了一种灯管用多功能涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤a，按照原料配比，先将1/2的去离子水、1/2的PH值调节剂、分散剂、1/2的消泡剂、纳米硫酸钡、天然樟脑、蓝光吸收剂、晶须硅、有机硅酮粉、扩光粉进行混合，以1000r/min的速度搅拌15分钟；

步骤b，按照原料配比，在500r/min的速度搅拌条件下依次添加水性羟基丙烯酸乳液、纳米玻璃树脂、氨基树脂、成膜助剂、1/2的PH值调节剂、1/2的消泡剂、基材润湿剂，再以1000r/min的速度搅拌10分钟，

步骤c，将步骤b中的混合物加入步骤a的混合物中，600r/min的速度搅拌10分钟，加入增稠剂，500r/min的速度搅拌10分钟，调整粘度至合格。

其中合格粘度为25℃的涂-4杯粘度，所述涂-4杯粘度为40-60s。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

选用水性树脂体系，VOC≤30g/L，气味非常低，比现有料更加环保；选用有机硅酮粉，在成膜性能方面：达到良好的耐水、耐污效果，具有自清洁和耐擦洗性能，能轻松擦掉无尘粉笔、粉尘和茶渍、油污等多种涂鸦物质或生活污渍，反复污染擦拭持久性好(自清洁特性，达到荷叶效应)。在稳定性和使用性方面：具有良好的润滑性，还能促进颜料分散，防止颜料和粉粒结块。主要性能表现在:(1)可以使涂料的使用温度增加；(2)可以提高涂料的力学性能；(3)可以使防止粉料等沉降团聚；搭配环保的成膜助剂，降低VOC含量。

本发明涂料在可应用于灯管材质外涂层，形成一层致密的涂层，由于涂层为高分子材料，相对于玻璃材质，涂层具有良好的韧性和弹性，通过使用无机纳米填料，能够很好的形成海岛结构，软硬结合，不但能够吸收/抵消一定的外力，而且能够粘附在玻璃表面，降低玻璃破损的几率，增强对玻璃的保护效果。通过使用纳米纤维填料进一步稳固涂层网络结构，当涂层受到较大外力时能够稳固涂层，使涂层具有连续性，达到防爆的目的。

本涂层通过添加蓝光吸收物质，有效减少蓝光的射出，从而降低对人眼睛的伤害。

本发明为水性涂料，相对于传统涂料来说，具有更好的环保特性(主要体现在具有较低的VOC含量)，通过添加无机纳米粒子/环保驱虫剂/蓝光吸收剂搭配高性能高分子材料，最终形成多功能漆膜，达到防爆/抗蓝光/驱虫的效果，具有高透光、高稳定性，是通用照明最理想的涂层。

具体实施方式

一种灯管用多功能涂料，包括如下重量份的原料：15-30份的纳米玻璃树脂、10-30份的水性羟基丙烯酸乳液、5-10份的氨基树脂、1-5份的有机硅酮粉、1-5份的纳米硫酸钡、0.1-3份的扩光粉、0.05-0.5份的蓝光吸收剂、0.05-0.5份的天然樟脑、0.1-1份的晶须硅、0.1-0.2份的PH调节剂、0.1-0.2份的消泡剂、2-5份的成膜助剂、0.3-0.5份的分散剂、0.3-0.5份的基材润湿剂、5-10份的去离子水、0.5-1.0份的增稠剂。

其中：所述纳米玻璃树脂为上海沪正纳米科技有限公司的4G-T35，与同类产品相比，高硬度、高透明、耐磨、加硬、防护等领域使用的透明纳米树脂，本产品硬度可达铅笔硬度7^-9H.可弯曲不龟裂,耐酸,耐蚀(480hrs盐水测试),抗刮性特优；所述水性羟基丙烯酸乳液为拜耳的U 241，用于制备工业烘漆，其于高温下有很高的白度保持力；所述氨基树脂为美国氰特Cymel 325氨基树，含高亚氨基的甲醚化氨基树脂，无须强酸催化剂便能快速固化；所述成膜助剂为丙二醇苯醚类的环保净味型成膜助剂AF(广州宇泰化工科技有限公司)和醇酯-12成膜助剂(美国伊士曼)，二者比例为1:1至1:2；所述的有机硅酮粉为聚甲基硅倍半氧烷，如，广州巴泰化工有限公司的BT-9273硅酮粉。其为真球形结构聚硅氧烷聚合物类的高性能有机无机杂化材料，具有不溶不熔的热固性，集无机粉体和有机粉体的优点为一体，具有良好的润滑性，还能促进颜料分散，防止颜料和粉粒结块。主要性能表现在:(1)可以使涂料的使用温度增加；(2)可以提高涂料的力学性能；(3)可以使防止金属粉等沉降团聚；(4)良好的耐水、耐污效果，具有自清洁和耐擦洗性能。能够提高涂膜疏水、疏油渍，防滑痕、防指纹印记等效果；所述的纳米硫酸钡为：德国萨哈利本的Micro纳米硫酸钡，折光指数低，颜色呈中性，特别适合高光亮度的薄膜涂层；所述的扩光粉为东莞市科迈新材料有限公司的KS-503，KS-503是一种耐高温球形微粉，是利用高分子聚合技术，以甲基丙烯酸酯类、苯乙烯等为基础，通过交联、接枝官能团开发的微球类产品，展现出多种多样的性能，制成扩散效果好，透光率(90-93％)高的扩散板、灯管、球形灯罩等各种型材,透光率与扩散率的平衡性佳，分散性和稳定性佳，比其它产品更具优越的光学功能，跟其它同功能产品相比，少量使用就能达到同等效果，可节省成本。所述的蓝光吸收剂为上海沪正纳米科技有限公司的蓝光吸收剂LG-22/33/44，蓝光吸收剂是采用无机纳米材料与高分子材料复合而成，通过吸收320nm～440nm波段紫外线和蓝光，阻隔紫外光和蓝光的透过。同时对440nm～780nm的可见光完全透过，不影响透视和采光效果，耐温性好，一般为≥300℃，用于生产各种高透明性手机、电视、电脑等防蓝光保护膜涂层；所述的天然樟脑为吉水县顺民药用香料油提炼厂的天然樟脑粉体，其为天然樟脑提取物,用于家庭防虫、防腐等。所述PH值调节剂为二甲基乙醇胺(德国巴斯夫公司)、多功能助剂AMP-95(美国陶氏化工)中的一种或两种(调节体系的酸碱性，一般水性涂料PH值在8-9之间，这两种PH值调节剂不但具有调节PH值的效果，而且本身是有机物质，具有一定的辅助成膜的特性；所述的晶须硅为上海汇精亚纳米新材料有限公司的晶须硅(Si-GX)，晶须硅是一种纤维状形体结构功能性材料，主要成分Si02，俗称为短玻纤，外观为纯白色、强度高、化学稳定性好、分散性好、耐高温，绝缘性好、烧失量低、吸油率低，而且是一种新型功能性增强、增韧材料，可使产品具有高强度、高模量、高耐热性、及低收缩变形率。所述消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂，如MOUSSEX公司的941PL(在水性体涂料体系，少量添加并不会影响漆膜外观，并具备良好的消泡抑泡效果)、有机硅类消泡剂，如(比克公司)BYK的消泡作用助剂BYK-028或BYK024，两种类型消泡剂混合使用，比例在1:1左右；所述分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂，如(埃夫科纳)AFCONA的AFCONA-5010，AFCONA-5010专为无机粒子而设计的高效分散剂，在氨基烤漆里还具有催化反应的作用。所述的基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂，如(迪高)TEGO的Tego-100、(埃夫科纳)AFCONA的AFCONA-3031中的一种或两种，两种助剂均可以起到增滑剂、流平剂的作用，使漆膜达看起来比较丰满；所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂，如宁柏迪的聚氨酯型增稠剂PS202，和碱溶涨型增稠剂，如宁柏迪的碱溶涨型增稠剂ASE60两种混合物，比例范围为1:1至2:1。

一种灯管用多功能涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤a，按照原料配比，先将1/2的去离子水、1/2的PH值调节剂、分散剂、1/2的消泡剂、纳米硫酸钡、天然樟脑、蓝光吸收剂、晶须硅、有机硅酮粉、扩光粉进行混合，以1000r/min的速度搅拌15分钟；

步骤b，按照原料配比，在500r/min的速度搅拌条件下依次添加水性羟基丙烯酸乳液、纳米玻璃树脂、氨基树脂、成膜助剂、1/2的PH值调节剂、1/2的消泡剂、基材润湿剂，再以1000r/min的速度搅拌10分钟，

步骤c，将步骤b中的混合物加入步骤a的混合物中，600r/min的速度搅拌10分钟，加入增稠剂，500r/min的速度搅拌10分钟，调整粘度至合格。

其中合格粘度为25℃的涂-4杯粘度，所述涂-4杯粘度为40-60s。

表1为本发明的各实施例配方：

表1

各实施例对应效果验证:

本发明的涂料具有爽滑的手感,并且具有一定的自清洁效果，驱虫防油污，保持表面光洁。涂层表面能低、摩擦系数小从而具有优异的不粘性和易清洁性，并且具有抗蓝光的效果。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种灯管用多功能涂料，其特征在于，包括如下重量份的原料：15-30份的纳米玻璃树脂、10-30份的水性羟基丙烯酸乳液、5-10份的氨基树脂、1-5份的有机硅酮粉、1-5份的纳米硫酸钡、0.1-3份的扩光粉、0.05-0.5份的蓝光吸收剂、0.05-0.5份的天然樟脑、0.1-1份的晶须硅、0.1-0.2份的PH调节剂、0.1-0.2份的消泡剂、2-5份的成膜助剂、0.3-0.5份的分散剂、0.3-0.5份的基材润湿剂、5-10份的去离子水、0.5-1.0份的增稠剂。

2.根据权利要求1所述的灯管用多功能涂料，其特征在于，包括如下重量份的原料：23份的纳米玻璃树脂，20份的水性羟基丙烯酸乳液、8份的氨基树脂、3份的有机硅酮粉、3份的纳米硫酸钡、1.5份的扩光粉、0.28份的蓝光吸收剂、0.28份的天然樟脑、0.55份的晶须硅、0.15份的PH调节剂、0.15份的消泡剂、3.5份的成膜助剂，0.4份的分散剂、0.4份的基材润湿剂、7.5份的去离子水、0.75份的增稠剂。

3.根据权利要求1所述的灯管用多功能涂料，其特征在于，所述纳米玻璃树脂为上海沪正纳米科技有限公司的4G-T35；所述水性羟基丙烯酸乳液为拜耳的U 241；所述氨基树脂为美国氰特Cymel 325氨基树；所述的有机硅酮粉为聚甲基硅倍半氧烷。

4.根据权利要求1所述的灯管用多功能涂料，其特征在于，所述成膜助剂为丙二醇苯醚类的环保净味型成膜助剂AF和醇酯-12成膜助剂，二者比例为1:1至1:2。

5.根据权利要求1所述的灯管用多功能涂料，其特征在于，所述的纳米硫酸钡为：德国萨哈利本的Micro纳米硫酸钡；所述的扩光粉为东莞市科迈新材料有限公司的KS-503。

6.根据权利要求1所述的灯管用多功能涂料，其特征在于，所述的蓝光吸收剂为上海沪正纳米科技有限公司的蓝光吸收剂LG-22/33/44；所述的天然樟脑为吉水县顺民药用香料油提炼厂的天然樟脑粉体。

7.根据权利要求1所述的灯管用多功能涂料，其特征在于，所述PH值调节剂为二甲基乙醇胺、多功能助剂AMP-95中的一种或两种；所述的晶须硅为上海汇精亚纳米新材料有限公司的晶须硅。

8.根据权利要求1所述的灯管用多功能涂料，其特征在于，所述消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂；所述分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂。

9.根据权利要求1所述的灯管用多功能涂料，其特征在于，所述的基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂；所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂。

10.灯管用多功能涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤a，按照原料配比，先将1/2的去离子水、1/2的PH值调节剂、分散剂、1/2的消泡剂、纳米硫酸钡、天然樟脑、蓝光吸收剂、晶须硅、有机硅酮粉、扩光粉进行混合，以1000r/min的速度搅拌15分钟；

步骤b，按照原料配比，在500r/min的速度搅拌条件下依次添加水性羟基丙烯酸乳液、纳米玻璃树脂、氨基树脂、成膜助剂、1/2的PH值调节剂、1/2的消泡剂、基材润湿剂，再以1000r/min的速度搅拌10分钟，

步骤c，将步骤b中的混合物加入步骤a的混合物中，600r/min的速度搅拌10分钟，加入增稠剂，500r/min的速度搅拌10分钟，调整粘度至合格。