CN109111767A - 一种可变色可擦写的环保涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于功能性建筑涂料技术领域，涉及一种可变色可擦写的环保涂料及其制备方法。所述可变色可擦写的环保涂料由如下重量配比的原料制成：硅溶胶30‑70份，硅氧烷10‑30份，催化剂0.1‑2、纳米金属氧化物1‑10、聚四氟乙烯微粉1‑5、润湿剂0.1‑1份，分散剂0.1‑1份，消泡剂0.1‑1、增稠剂0.1‑1份、水10‑30份。本发明采用全新的材料和工艺，所制备的涂料实现了随温变色与可随意擦写以及环保性能的复合功能。

Description

一种可变色可擦写的环保涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于功能性建筑涂料技术领域，涉及一种可变色可擦写的环保涂料及其制备方法。
背景技术
功能性涂料伴随著现代涂料的发展而得以应用并逐步发展，已经成为现代涂料的重要组成部分，随着我国建筑涂料的迅速发展，品种繁多的功能性建筑涂料得到相应的开发，其用途不断拓宽，性能不断提高。
近年来，不文明涂鸦公共设施的报道屡见不鲜，而充满创意的小朋友对家里墙面的随意涂画也给家长们造成了极大的困扰。为了快速有效地清除涂鸦污染，可在被保护表面涂覆一层低表面能的功能性涂料，来实现可以随意涂鸦擦写的功能。目前大多的可涂鸦擦写涂料中都含有有机溶剂，因此开发新型的可擦写环保涂料对环境保护具有重要意义。此外，赋予可擦写环保涂料随环境温度变色的功能，能满足人们对墙壁的高装饰性和趣味性要求。
发明内容
本发明提供一种可变色可擦写的环保涂料及其制备方法，以制备出一种随环境温度而变色、同时又可以随意涂鸦擦写的新型功能涂料，并且采用环保型材料作为涂料的成膜物质，实现环保性。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种可变色可擦写的环保涂料，由如下重量配比的原料制成：硅溶胶30-70份，硅氧烷10-30份，催化剂0.1-2、纳米金属氧化物1-10、聚四氟乙烯微粉1-5、润湿剂0.1-1份，分散剂0.1-1份，消泡剂0.1-1、增稠剂0.1-1份、水10-30份。
进一步，所述的硅溶胶为PH值2-5的酸性硅溶胶或PH值8-10的碱性硅溶胶，固含量30％-50％，平均粒径10-150nm。
进一步，所述的硅氧烷选自甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、辛基三(甲)乙氧基硅烷、正硅酸乙酯中任一种。
进一步，所述的催化剂选自盐酸、硫酸、乙酸中任意一种。
进一步，所述的纳米金属氧化物选自氧化钒(VO)、二氧化钒(VO2)、三氧化二钒(V2O3)、五氧化二钒(V2O5)、三氧化二钛(Ti2O3)、五氧化三钛(Ti3O5)、七氧化四钛(Ti4O7)、二氧化铌(NbO2)、二氧化锰(MnO2)、氧化铕(EuO)中一种或几种组合。
进一步，所述的聚四氟乙烯微粉粒径0.1-10微米。
进一步，所述的润湿剂选自广州市斯洛柯高分子聚合物有限公司Silok8141、Silok8075、Silok8035、Silok8030、Silok8008中任一种。
进一步，所述的分散剂选自聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚二甲基硅油中的任一种。
进一步，所述的消泡剂选自广州市斯洛柯高分子聚合物有限公司Silok4920、Silok4009、Silok4642、Silok8225H、Silok4644、Silok4019中任一种；所述的增稠剂选自ASE-60、TT-935、RM-8W、RM-2020中一种或几种组合。
本发明还提供一种可变色可擦写的环保涂料的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)先称取硅氧烷，加热到40-60度，在搅拌状态下滴加催化剂和水混合物，滴加完后继续搅拌80-150分钟，冷却到室温；
(2)将(1)中制好的混合物加入到硅溶胶中，搅拌40-60分钟；
(3)称取水、分散剂、润湿剂、消泡剂，搅拌过程中加入纳米金属氧化物、聚四氟乙烯微粉，搅拌20-40分钟；
(4)将(3)中制好的混合物加入到(2)中，搅拌10-30分钟；
(5)加入增稠剂，搅拌10-30分钟。
本发明的有益效果在于，采用本发明所述的可变色可擦写的环保涂料制备方法所制备的可变色可擦写的环保涂料实现了用水性笔、油性笔、喷漆等可以随意涂鸦擦写、随环境温度而变色的功能，同时还具有环境友好、无毒环保的特性，而且制备方法简单、方便。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
实施例1：
用如下重量配比的原料制备可变色可擦写的环保涂料。
其中硅溶胶为碱性硅溶胶，PH值10，平均粒径100nm，固含量50％；硅氧烷为甲基三乙氧基硅烷；催化剂为质量分数37％的盐酸；纳米金属氧化物为三氧化二钒(V2O3)；聚四氟乙烯微粉粒径0.1微米；润湿剂为Silok8035；分散剂为聚乙二醇400；消泡剂为Silok4920；增稠剂为TT-935。
具体制备方法如下：
(1)先称取硅氧烷，加热到50度，在搅拌状态下滴加催化剂和5份水混合物，滴加完后继续搅拌120分钟，冷却到室温；
(2)将(1)中制好的混合物加入到硅溶胶中，搅拌60分钟；
(3)称取水、分散剂、润湿剂、消泡剂，搅拌过程中加入纳米金属氧化物、聚四氟乙烯微粉，搅拌30分钟；
(4)将(3)中制好的混合物加入到(2)中，搅拌20分钟；
(5)加入增稠剂，搅拌20分钟。
实施例2：
用如下重量配比的原料制备可变色可擦写的环保涂料。
其中硅溶胶为酸性硅溶胶，PH值5，平均粒径80nm,，固含量30％；硅氧烷为二甲基二甲氧基硅烷；催化剂为质量分数36％的乙酸；纳米金属氧化物为二氧化铌(NbO2)与七氧化四钛(Ti4O7)混合物，二者比例1:1；聚四氟乙烯微粉粒径1微米；润湿剂为Silok8008；分散剂为聚二甲基硅油；消泡剂为Silok4019；增稠剂为RM-2020。
具体制备方法如下：
(1)先称取硅氧烷，加热到40度，在搅拌状态下滴加催化剂和5份水混合物，滴加完后继续搅拌150分钟，冷却到室温；
(2)将(1)中制好的混合物加入到硅溶胶中，搅拌50分钟；
(3)称取水、分散剂、润湿剂、消泡剂，搅拌过程中加入纳米金属氧化物、聚四氟乙烯微粉，搅拌20分钟；
(4)将(3)中制好的混合物加入到(2)中，搅拌30分钟；
(5)加入增稠剂，搅拌20分钟。
实施例3：
用如下重量配比的原料制备可变色可擦写的环保涂料。
其中硅溶胶为碱性硅溶胶，PH值9，平均粒径50nm，固含量40％；硅氧烷为正硅酸乙酯；催化剂为质量分数98％的硫酸；纳米金属氧化物为二氧化锰(MnO2)、二氧化钒(VO2)与三氧化二钒(V2O3)，三者比例2:1:5；润湿剂为Silok8008；聚四氟乙烯微粉粒径5微米；分散剂为聚乙二醇600；消泡剂为Silok4920；增稠剂为ASE-60。
具体制备方法如下：
(1)先称取硅氧烷，加热到60度，在搅拌状态下滴加催化剂和5份水混合物，滴加完后继续搅拌80分钟，冷却到室温；
(2)将(1)中制好的混合物加入到硅溶胶中，搅拌40分钟；
(3)称取水、分散剂、润湿剂、消泡剂，搅拌过程中加入纳米金属氧化物、聚四氟乙烯微粉，搅拌40分钟；
(4)将(3)中制好的混合物加入到(2)中，搅拌10分钟；
(5)加入增稠剂，搅拌30分钟。
实施例4：
用如下重量配比的原料制备可变色可擦写的环保涂料。
其中硅溶胶为碱性硅溶胶，PH值8，平均粒径130nm,，固含量50％；硅氧烷为辛基三(甲)乙氧基硅烷；催化剂为质量分数37％的盐酸；纳米金属氧化物为五氧化二钒(V2O5)；聚四氟乙烯微粉粒径10微米；润湿剂为Silok8075；分散剂为聚乙二醇200；消泡剂为Silok4642；增稠剂为TT-935。
具体制备方法如下：
(1)先称取硅氧烷，加热到50度，在搅拌状态下滴加催化剂和5份水混合物，滴加完后继续搅拌100分钟，冷却到室温；
(2)将(1)中制好的混合物加入到硅溶胶中，搅拌60分钟；
(3)称取水、分散剂、润湿剂、消泡剂，搅拌过程中加入纳米金属氧化物、聚四氟乙烯微粉，搅拌30分钟；
(4)将(3)中制好的混合物加入到(2)中，搅拌30分钟；
(5)加入增稠剂，搅拌10分钟。
上述实施例1-4中所制备的可变色可擦写的环保涂料进行了铅笔硬度、附着力、耐水性、耐碱性、防涂鸦性能和可逆温致变色性能检测，检测结果如表1所示，其中：
铅笔硬度、附着力、耐水性、耐碱性和防涂鸦性能参照JG/T 304-2011《建筑用防涂鸦抗粘贴涂料》进行测试；
可逆温致变色性能检测过程中测试了“低温→变色温度→高温”过程中的颜色变化，在冷热交替试验50000次后(冷热交替实验方法：将制好的涂料涂在尺寸2cm×2cm的不锈钢板上，涂料完全固化后，放在直径3cm的透明管道内，管道内交替通冷风-热风，风速3m/s，冷风温度比变色温度低10℃，热风温度比变色温度高10℃，时间为：冷风20s→间隔5s→热风20s→间隔5s，不断循环。)，可逆温致变色功能无减弱迹象。
表1实施例1-4所制备的可变色可擦写的环保涂料检测结果
上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种可变色可擦写的环保涂料，其特征在于，所述的可变色可擦写的环保涂料由如下重量配比的原料制成：硅溶胶30-70份，硅氧烷10-30份，催化剂0.1-2、纳米金属氧化物1-10、聚四氟乙烯微粉1-5、润湿剂0.1-1份，分散剂0.1-1份，消泡剂0.1-1、增稠剂0.1-1份、水10-30份。
2.根据权利要求1所述的一种可变色可擦写的环保涂料，其特征在于：所述的硅溶胶为PH值2-5的酸性硅溶胶或PH值8-10的碱性硅溶胶，固含量30％-50％，平均粒径10-150nm。
3.根据权利要求1所述的一种可变色可擦写的环保涂料，其特征在于：所述的硅氧烷选自甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、辛基三(甲)乙氧基硅烷、正硅酸乙酯中任一种。
4.根据权利要求1所述的一种可变色可擦写的环保涂料，其特征在于：所述的催化剂选自盐酸、硫酸、乙酸中任意一种。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种可变色可擦写的环保涂料，其特征在于：所述的纳米金属氧化物选自氧化钒(VO)、二氧化钒(VO2)、三氧化二钒(V2O3)、五氧化二钒(V2O5)、三氧化二钛(Ti2O3)、五氧化三钛(Ti3O5)、七氧化四钛(Ti4O7)、二氧化铌(NbO2)、二氧化锰(MnO2)、氧化铕(EuO)中一种或几种组合。
6.根据权利要求5所述的一种可变色可擦写的环保涂料，其特征在于：所述的聚四氟乙烯微粉粒径0.1-10微米。
7.根据权利要求5所述的一种可变色可擦写的环保涂料，其特征在于：所述的润湿剂选自广州市斯洛柯高分子聚合物有限公司Silok8141、Silok8075、Silok8035、Silok8030、Silok8008中任一种。
8.根据权利要求7所述的一种可变色可擦写的环保涂料，其特征在于：所述的分散剂选自聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚二甲基硅油中的任一种。
9.根据权利要求7所述的一种可变色可擦写的环保涂料，其特征在于：所述的消泡剂选自广州市斯洛柯高分子聚合物有限公司Silok4920、Silok4009、Silok4642、Silok8225H、Silok4644、Silok4019中任一种；所述的增稠剂选自ASE-60、TT-935、RM-8W、RM-2020中一种或几种组合。
10.一种权利要求1-9任一项所述可变色可擦写的环保涂料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)先称取硅氧烷，加热到40-60度，在搅拌状态下滴加催化剂和水混合物，滴加完后继续搅拌80-150分钟，冷却到室温；
(2)将(1)中制好的混合物加入到硅溶胶中，搅拌40-60分钟；
(3)称取水、分散剂、润湿剂、消泡剂，搅拌过程中加入纳米金属氧化物、聚四氟乙烯微粉，搅拌20-40分钟；
(4)将(3)中制好的混合物加入到(2)中，搅拌10-30分钟；
(5)加入增稠剂，搅拌10-30分钟。
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