CN108864776A - 一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料及制备方法。所述硅藻泥干粉涂料由以下步骤制得：a、将结晶紫内酯、双酚A、高级脂肪醇混合得到复配显色剂；b、向复配显色剂中加入乳化剂，匀化、剪切后制得复配乳液；c、向复配乳液中加入羟丙基‑β‑环糊精囊材前驱液、分散剂，制得包覆复配显色剂的透明微胶囊；d、将透明微胶囊与硅藻土、无机填料、胶粉、助剂混合均匀，制得可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料。所述方法具有以下有益效果：通过采用羟丙基‑β‑环糊精包覆复配显色剂制成透明的微胶囊，施工形成的涂层颜色分布均匀，且透明囊材包覆保护显色剂，不仅不会影响显色，且有效延长了显色剂使用寿命，同时热敏变色温度范围广，有良好的装饰作用。

Description

一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料及制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体涉及可变色涂料的制备，尤其是涉及一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料及制备方法。

背景技术

硅藻泥的主要功能材料是硅藻土，硅藻土具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强等物理性质，可以有效吸附空气中游离的甲醛、苯、氨等有害物质，并且可以净化空气中因宠物、吸烟、垃圾等产生的异味，配合其他胶凝组分、颜色和颗粒调节组分，获得不同于传统涂料的硅藻泥新型壁材，还可以通过吸收和释放空气中的水分，调节室内的空气湿度，因此硅藻泥可替代乳胶漆、壁纸等传统墙体装饰材料，因而成为装饰建材市场上的新宠，受到越来越多使用者的青睐。

虽然硅藻泥健康环保并且具有很好装饰性，是替代壁纸和乳胶漆的新一代室内装饰材料，但是其涂层颜色过于单一，随着人们审美意识的不断增强。因此，变色涂料以其良好的装饰性收到青睐。变色吐了是由变色物质加上其它辅助成分制成的特种功能材料，这种材料具有颜色随温度而变化的特性Λ可逆无机变色涂料，从它的组成和性质来看，属于无机材料类，这种材料的可逆变色机理是利用某些变色材料在一定温度作用下其晶格发生位移，即由一种晶型转变为另一种晶型从而导致颜色改变，而当冷却到室温后晶型复原，颜色也随之复原的原理。目前，对硅藻泥变色涂料的研究和应用越来越受到重视。

专利申请号201410419939.1公开了一种具有可逆性光致变色的水性液态硅藻涂料，采用可逆感光微胶囊水性分散液、5040分散剂、2,2,4-三甲基1,3-戊二醇单异丁酸酯、份Kh-550型硅烷偶联剂、聚丙烯酸酯增稠剂、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、硅藻土、高岭土、云母粉、辛基酚聚氧乙烯醚、钛白粉、705型EVA乳液、AGITAN-208型消泡剂、卡松、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、UV-1130型紫外吸收剂和水等原料复配而成。该发明制备的可逆光致变色涂料涂刷在墙壁上，可根据光源照射情况实现颜色为白色与有色的互变。此外，该发明产品还具有吸、放湿性能，能调节室内空气湿度，并具有防结露功能。

专利申请号201510344835.3公开了一种可温变的微胶囊涂料，以质量份计，该微胶囊涂料包括以下组分：温变微胶囊20~50份，间隔剂2~8份，胶黏剂2~10份，水100~250份；温变微胶囊包括芯材和包覆芯材的囊壁，芯材包括溶剂、发色剂和显色剂，发色剂为含有内酯环结构的酚酞系或者萤烷系化合物。该发明的一种可温变的微胶囊涂料存在变色温度范围较宽，可以在温度为30~80摄氏度的范围内进行变色反应，在微胶囊粉体的制备过程加入尿素吸收囊壁材料中的甲醛，实现了物料利用率的最大化，也保护了周围的环境。

专利申请号201711331286.1公开了一种温致变色防伪涂料，按质量百分比计，包括以下组分：微胶囊3％~20％；颜料2％~10％；分散剂1％~10％；粘合剂1％~5％；水55％~80％；成膜物质1％~10％；微胶囊包括囊心和壁材，囊心包括：染料1％~8％；显色剂1％~10％；热敏植物纤维5％~15％；溶剂70％~90％；壁材为尿素与甲醛共聚物。相对于现有技术，该发明由于添加了微胶囊，且在微胶囊中加入了热敏植物纤维，不仅价格低廉，而且防伪效果很好，变色灵敏度高，仿制难度较高。

专利申请号201610454081.1公开了一种变色涂料，包括A组分和B组分，B组分为固化剂，A组分由50~80％(重量百分比)的环氧树脂、5~40％的反应型溶剂、2~30％的填料、0.05~15％的助剂、2~20％的变色材料和0.01~0.03％抗收缩剂组合而成，其中，变色材料的组分中含有CoCl2、Ag、Cu或Hg的碘化物，所述抗收缩剂为石墨烯，该发明克服原来变色涂料变色功能较差，带有挥发性溶剂的缺点，固体含量达到100％，这种涂料没有有机溶剂及化学乳化剂的排放，随温度变化颜色灵敏，使得建筑物随气温的不同，而呈现不同的颜色，实现美化环境的目的。

由此可见，现有技术中硅藻泥涂料存在色彩单一，装饰性差，而传统的变色涂料的存在显色剂寿命短，颜色分布不均等问题，无法适应墙面装饰的发展需要。

发明内容

为有效解决上述技术问题，本发明提出了一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料及制备方法，可有效实现热敏变色，并且显色剂寿命长，颜色分布均匀，具有良好的装饰作用。

本发明的具体技术方案如下：

一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料的制备方法，所述硅藻泥干粉涂料是由结晶紫内酯、双酚A、高级脂肪醇组成的复配显色剂为核、以透明的羟丙基-β-环糊精为囊材的微胶囊与硅藻土、无机填料、胶粉、助剂混合而制得，具体的制备步骤为：

a、将结晶紫内酯、双酚A、高级脂肪醇在40~50℃下恒温搅拌混合，得到复配显色剂；

b、向步骤a制得的复配显色剂中加入乳化剂，并利用高剪切混合乳化机进行匀化、剪切，进一步调节pH值至3~6，制得复配乳液；

c、向步骤b制得的复配乳液中加入羟丙基-β-环糊精囊材前驱液，搅拌升温至120~140℃，使囊材前驱液转变为透明的羟丙基-β-环糊精囊材，进一步加入分散剂，分散均匀后进行喷雾干燥，制得包覆复配显色剂的透明微胶囊；

d、将步骤c得到的透明微胶囊与硅藻土、无机填料、胶粉、助剂混合均匀，制得可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料。

优选的，所述步骤b中，乳化剂为硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸铝、失水山梨醇硬脂酸酯、失水山梨醇油酸酯或失水山梨醇棕榈酸酯中的至少一种。

优选的，所述步骤c中，分散剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钠、鞣酸或聚丙烯酸钠中的至少一种。

优选的，所述步骤d中，无机填料包括但不限于高岭土、碳酸钙粉、云母粉、滑石粉、石英粉或重晶石粉中的至少一种。

优选的，所述步骤d中，胶粉为EVA胶粉。

优选的，所述步骤d中，助剂包括但不限于增稠剂、流平剂、消泡剂、催干剂、防霉剂、抗静电剂或光稳定剂中的至少一种。选用本领域常规的用料。

优选的，所述复配显色剂中，结晶紫内酯30~50重量份、双酚A 15~20重量份、高级脂肪醇30~55重量份。

优选的，所述透明微胶囊中，复配显色剂71~76重量份、乳化剂1.5~3重量份、羟丙基-β-环糊精囊材22~25重量份、分散剂0.5~1重量份。

优选的，所述硅藻泥干粉涂料中，透明微胶囊4~8重量份、硅藻土64~81重量份、无机填料10~20重量份、胶粉3~5重量份、助剂2~3重量份。

结晶紫内酯是一种发色快、色度高、油溶性好的热敏和压敏染料，具有染着于纤维或使树脂等着色的性能，而热敏、压敏染料的共轭体系中断，本身无色，具有与显色剂作用而发色的性能。双酚A具有较低的熔点与苯酚相似的酸度，而且不溶于水，是一种性能优异的热敏显色剂，其作用是在受热熔化时释出氢离子（H+）使热敏染料色基显色。高级脂肪醇是含碳原子数比较多的直链醇，对人体无毒,常作化装品的溶剂。本发明以结晶紫内酯为发色体，以双酚A为显色剂，以具有储能作用的高级脂肪醇为溶剂，制备出热敏变色储能材料，用于硅藻泥涂料时，可有效实现热敏变色。

本发明上述内容还提出一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料，通过采用羟丙基-β-环糊精包覆，制成透明的微胶囊，施工时通过升温使胶粉熔融并均匀喷涂在墙面，含显色剂的微胶囊能均匀分散在涂层中，所得涂层颜色分布均匀，透明囊材不会对显色剂的显色功能造成影响，并且能延长显色剂的使用寿命，所复配的显色剂在-10~35℃温度范围内可实现热敏变色，对涂有该硅藻泥涂料的墙面具有良好的装饰作用。

本发明的有益效果为：

1.提出了以羟丙基-β-环糊精包覆显色剂制备可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料的技术方法。

2.本发明通过采用羟丙基-β-环糊精包覆复配显色剂制成透明的微胶囊，施工时升温熔融并均匀喷涂在墙面，含显色剂的微胶囊能均匀分散在涂层中，使得涂层颜色分布均匀。

3.本发明透明囊材包覆保护显色剂，不仅不会影响显色功能，而且有效延长了显色剂的使用寿命。

4.本发明制得的复配显色剂的热敏变色温度范围广，具有良好的装饰作用。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。

实施例1

a、将结晶紫内酯、双酚A、高级脂肪醇在45℃下恒温搅拌混合，得到复配显色剂；

b、向步骤a制得的复配显色剂中加入乳化剂，并利用高剪切混合乳化机进行匀化、剪切，进一步调节pH值至5，制得复配乳液；

c、向步骤b制得的复配乳液中加入羟丙基-β-环糊精囊材前驱液，搅拌升温至130℃，进一步加入分散剂，分散均匀后进行喷雾干燥，制得包覆复配显色剂的透明微胶囊；

d、将步骤c得到的透明微胶囊与硅藻土、无机填料、胶粉、助剂混合均匀，制得可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料。

步骤b中，乳化剂为硬脂酸镁；步骤c中，分散剂为六偏磷酸钠；步骤d中，无机填料为高岭土；步骤d中，胶粉为EVA胶粉；步骤d中，助剂为增稠剂聚丙烯酰胺；

复配显色剂中，结晶紫内酯40重量份、双酚A 18重量份、高级脂肪醇42重量份；透明微胶囊中，复配显色剂73重量份、乳化剂2重量份、羟丙基-β-环糊精囊材24重量份、分散剂1重量份；硅藻泥干粉涂料中，透明微胶囊6重量份、硅藻土73重量份、无机填料15重量份、胶粉4重量份、助剂2重量份。

实施例2

a、将结晶紫内酯、双酚A、高级脂肪醇在42℃下恒温搅拌混合，得到复配显色剂；

b、向步骤a制得的复配显色剂中加入乳化剂，并利用高剪切混合乳化机进行匀化、剪切，进一步调节pH值至4，制得复配乳液；

c、向步骤b制得的复配乳液中加入羟丙基-β-环糊精囊材前驱液，搅拌升温至125℃，进一步加入分散剂，分散均匀后进行喷雾干燥，制得包覆复配显色剂的透明微胶囊；

d、将步骤c得到的透明微胶囊与硅藻土、无机填料、胶粉、助剂混合均匀，制得可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料。

步骤b中，乳化剂为硬脂酸锌；步骤c中，分散剂为焦磷酸钠；步骤d中，无机填料为碳酸钙粉；步骤d中，胶粉为EVA胶粉；步骤d中，助剂为BYK-333流平剂；

复配显色剂中，结晶紫内酯35重量份、双酚A 16重量份、高级脂肪醇49重量份；透明微胶囊中，复配显色剂74重量份、乳化剂2重量份、羟丙基-β-环糊精囊材23重量份、分散剂1重量份；硅藻泥干粉涂料中，透明微胶囊5重量份、硅藻土77重量份、无机填料12重量份、胶粉4重量份、助剂2重量份。

实施例3

a、将结晶紫内酯、双酚A、高级脂肪醇在48℃下恒温搅拌混合，得到复配显色剂；

b、向步骤a制得的复配显色剂中加入乳化剂，并利用高剪切混合乳化机进行匀化、剪切，进一步调节pH值至5，制得复配乳液；

c、向步骤b制得的复配乳液中加入羟丙基-β-环糊精囊材前驱液，搅拌升温至135℃，进一步加入分散剂，分散均匀后进行喷雾干燥，制得包覆复配显色剂的透明微胶囊；

d、将步骤c得到的透明微胶囊与硅藻土、无机填料、胶粉、助剂混合均匀，制得可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料。

步骤b中，乳化剂为硬脂酸铝；步骤c中，分散剂为鞣酸；步骤d中，无机填料为云母粉；步骤d中，胶粉为EVAE胶粉；步骤d中，助剂为HD-201有机硅消泡剂；

复配显色剂中，结晶紫内酯45重量份、双酚A 18重量份、高级脂肪醇37重量份；透明微胶囊中，复配显色剂72重量份、乳化剂3重量份、羟丙基-β-环糊精囊材24重量份、分散剂1重量份；硅藻泥干粉涂料中，透明微胶囊7重量份、硅藻土67重量份、无机填料18重量份、胶粉5重量份、助剂3重量份。

实施例4

a、将结晶紫内酯、双酚A、高级脂肪醇在40℃下恒温搅拌混合，得到复配显色剂；

b、向步骤a制得的复配显色剂中加入乳化剂，并利用高剪切混合乳化机进行匀化、剪切，进一步调节pH值至3，制得复配乳液；

c、向步骤b制得的复配乳液中加入羟丙基-β-环糊精囊材前驱液，搅拌升温至120℃，进一步加入分散剂，分散均匀后进行喷雾干燥，制得包覆复配显色剂的透明微胶囊；

d、将步骤c得到的透明微胶囊与硅藻土、无机填料、胶粉、助剂混合均匀，制得可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料。

步骤b中，乳化剂为失水山梨醇硬脂酸酯；步骤c中，分散剂为聚丙烯酸钠；步骤d中，无机填料为滑石粉；步骤d中，胶粉为EVA胶粉；步骤d中，助剂为BYK-333流平剂；

复配显色剂中，结晶紫内酯30重量份、双酚A 15重量份、高级脂肪醇55重量份；透明微胶囊中，复配显色剂76重量份、乳化剂1.5重量份、羟丙基-β-环糊精囊材22重量份、分散剂0.5重量份；硅藻泥干粉涂料中，透明微胶囊4重量份、硅藻土81重量份、无机填料10重量份、胶粉3重量份、助剂2重量份。

实施例5

a、将结晶紫内酯、双酚A、高级脂肪醇在50℃下恒温搅拌混合，得到复配显色剂；

b、向步骤a制得的复配显色剂中加入乳化剂，并利用高剪切混合乳化机进行匀化、剪切，进一步调节pH值至6，制得复配乳液；

c、向步骤b制得的复配乳液中加入羟丙基-β-环糊精囊材前驱液，搅拌升温至140℃，进一步加入分散剂，分散均匀后进行喷雾干燥，制得包覆复配显色剂的透明微胶囊；

d、将步骤c得到的透明微胶囊与硅藻土、无机填料、胶粉、助剂混合均匀，制得可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料。

步骤b中，乳化剂为失水山梨醇油酸酯；步骤c中，分散剂为六偏磷酸钠；步骤d中，无机填料为重晶石粉；步骤d中，胶粉为EVA胶粉；步骤d中，助剂为BYK-333流平剂；

复配显色剂中，结晶紫内酯50重量份、双酚A 20重量份、高级脂肪醇30重量份；透明微胶囊中，复配显色剂71重量份、乳化剂3重量份、羟丙基-β-环糊精囊材25重量份、分散剂1重量份；硅藻泥干粉涂料中，透明微胶囊8重量份、硅藻土64重量份、无机填料20重量份、胶粉5重量份、助剂3重量份。

对比例1

a、将结晶紫内酯、双酚A、高级脂肪醇在45℃下恒温搅拌混合，得到复配显色剂；

b、将步骤a得到的复配显色剂与硅藻土、无机填料、胶粉、助剂混合均匀，制得可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料。

步骤b中，无机填料为高岭土，胶粉为EVA胶粉，助剂为BYK-333流平剂；

复配显色剂中，结晶紫内酯40重量份、双酚A 18重量份、高级脂肪醇42重量份；硅藻泥干粉涂料中，复配显色剂6重量份、硅藻土73重量份、无机填料15重量份、胶粉4重量份、助剂2重量份。

上述实施例1~5及对比例1制得的硅藻泥干粉涂料，测试其涂层的颜色分布特征、热敏变色温度范围及复色时间，测试表征的方法或条件如下：

颜色分布特征：将本发明制得的硅藻泥干粉涂料升温熔融并喷涂于墙面，形成平均厚度为2mm的硅藻泥涂层，观察颜色分布特征。

热敏变色温度范围及复色时间：将本发明制得的涂料均匀喷涂于试验载玻片，平均厚度为2mm。置于干燥箱中，在-20~100℃区间加热，升温速度为1℃/min，变色温度范围是从变色材料局部变色到全部变色为止，重复3次，取平均值，确定变色温度范围；然后将变色后的试验片从干燥箱中取出，置于室温下(24℃、相对湿度70%)自然冷却，测定其恢复原色所需的时间。分别在7d、14d及28d重复上述试验。

结果如表1所示。

表1：

Claims (10)

1.一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料的制备方法，其特征在于：所述硅藻泥干粉涂料是由结晶紫内酯、双酚A、高级脂肪醇组成的复配显色剂为核、以透明的羟丙基-β-环糊精为囊材的微胶囊与硅藻土、无机填料、胶粉、助剂混合而制得，具体的制备步骤为：

a、将结晶紫内酯、双酚A、高级脂肪醇在40~50℃下恒温搅拌混合，得到复配显色剂；

b、向步骤a制得的复配显色剂中加入乳化剂，并利用高剪切混合乳化机进行匀化、剪切，进一步调节pH值至3~6，制得复配乳液；

c、向步骤b制得的复配乳液中加入羟丙基-β-环糊精囊材前驱液，搅拌升温至120~140℃，使囊材前驱液转变为透明的羟丙基-β-环糊精囊材，进一步加入分散剂，分散均匀后进行喷雾干燥，制得包覆复配显色剂的透明微胶囊；

d、将步骤c得到的透明微胶囊与硅藻土、无机填料、胶粉、助剂混合均匀，制得可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料。

2.根据权利要求1所述一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤b中，乳化剂为硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸铝、失水山梨醇硬脂酸酯、失水山梨醇油酸酯或失水山梨醇棕榈酸酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤c中，分散剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钠、鞣酸或聚丙烯酸钠中的至少一种。

4.根据权利要求1所述一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤d中，无机填料包括但不限于高岭土、碳酸钙粉、云母粉、滑石粉、石英粉或重晶石粉中的至少一种。

5.根据权利要求1所述一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤d中，胶粉为EVA胶粉。

6.根据权利要求1所述一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤d中，助剂包括但不限于增稠剂、流平剂、消泡剂、催干剂、防霉剂、抗静电剂或光稳定剂中的至少一种。

7.根据权利要求1所述一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料的制备方法，其特征在于：所述复配显色剂中，结晶紫内酯30~50重量份、双酚A 15~20重量份、高级脂肪醇30~55重量份。

8.根据权利要求1所述一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料的制备方法，其特征在于：所述透明微胶囊中，复配显色剂71~76重量份、乳化剂1.5~3重量份、羟丙基-β-环糊精囊材22~25重量份、分散剂0.5~1重量份。

9.根据权利要求1所述一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料的制备方法，其特征在于：所述硅藻泥干粉涂料中，透明微胶囊4~8重量份、硅藻土64~81重量份、无机填料10~20重量份、胶粉3~5重量份、助剂2~3重量份。

10.权利要求1~9任一项所述方法制备得到的一种可变色的建筑装饰硅藻泥干粉涂料。