CN110157223A - 一种制备纳米陶瓷夜光漆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备纳米陶瓷夜光漆的方法，具体步骤如下：一，将纳米二氧化硅在催化剂条件下用硅烷进行疏水化处理，得到纳米陶瓷树脂；二，将纳米陶瓷树脂中加入夜光粉、其它填料和颜料并在高速分散机中分散，即可得到成品。本发明制备的纳米陶瓷夜光漆其主要成膜物和粘结剂为纳米陶瓷树脂，纳米陶瓷树脂主要成分为纳米二氧化硅，与夜光粉的成分同属无机材料，二者结合制备的夜光漆具有更好的漆膜特性，同时，其防污、防火、防水、耐酸、耐老化性更优，使用寿命更长久，无毒无害、不含放射性元素，是新一代环保型装饰涂料，特别适宜建筑、装潢、广告、交通路标、人造景观，也可用作宾馆、商场及特殊场合的发光标志，也可用于低度应急照明。

Description

一种制备纳米陶瓷夜光漆的方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体是一种制备纳米陶瓷夜光漆的方法。

背景技术

夜光漆是以树脂为基础成膜物，与一定比例的蓄光材料混合在溶剂中配制而成。其发光原理是靠吸收外部的光能再进行缓慢释放，夜间发光效果明显。夜光漆主要用于建筑、装潢、广告、交通路标、人造景观，也可用作宾馆、商场及特殊场合的发光标志，也可用于低度应急照明。

目前市场上现有夜光漆的主要成膜物和粘结剂多为苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液或丙烯酸树脂、醇酸树脂、环氧树脂、氟碳树脂等，配以各种夜光材料及其它填料以达到夜间发光效果。由于其成膜物质和粘结剂为有机树脂，在很多方面存在不足，如透光率一般只能达到85%左右，影响发光效果；另外防污性、防水性、耐酸性、防火性普遍较差，使夜光效果大打折扣；耐紫外线、耐老化性等不尽如人意，使夜光漆的耐久性差，维护成本居高不下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备纳米陶瓷夜光漆的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种制备纳米陶瓷夜光漆的方法，具体步骤如下：

步骤一，将纳米二氧化硅在催化剂条件下用硅烷进行疏水化处理，得到纳米陶瓷树脂；

步骤二，将纳米陶瓷树脂中加入夜光材料、填料和颜料并且在高速分散机中分散，即可得到成品。

作为本发明进一步的方案：纳米二氧化硅的粒径为1-100nm，纳米二氧化硅的比表面积为25-500m²/g，纳米二氧化硅包括但不限于沉淀法二氧化硅、气相法二氧化硅、碱性溶胶二氧化硅和酸性溶胶二氧化硅。

作为本发明进一步的方案：催化剂包括酸和碱，催化剂的添加量为纳米二氧化硅重量的1-1000000ppm。

作为本发明进一步的方案：酸包括但不限于有机酸和无机酸，有机酸包括但不限于甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、己二酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、马来酸、酒石酸、苯甲酸、苯乙酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、戊酸、己酸、癸酸、硬脂酸、软脂酸和丙烯酸中的至少一种，无机酸包括但不限于盐酸、硝酸、硼酸、氢氰酸、氢氟(卤)酸、亚硝酸、 高卤酸、卤酸、亚卤酸、次卤酸和偏铝酸中的至少一种，碱包括但不限于有机碱和无机碱，无机碱包括但不限于烧碱、固体烧碱、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化铝、氢氧化锂、氢氧化镁、氢氧化锌、氢氧化铜、氢氧化铁、氢氧化铅、氢氧化钴、氢氧化铬、氢氧化锆、氢氧化镍、氢氧化铵、纯碱、碳酸钠(一水、七水、十水)、碳酸氢钠、碳酸钾和碳酸氢钾、硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂中的至少一种，有机碱包括但不限于三乙胺、三乙烯二胺（DABCO）、DBU、DBN、DMAP、吡啶、N-甲基吗啉、四甲基乙二胺、TMG叔丁醇钾/钠、正丁基锂、KHMDS、NaHMDS和LDA中的至少一种。

作为本发明进一步的方案：硅烷的添加量为纳米二氧化硅重量的1-55%，硅烷包括但不限于甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、三甲氧基氢硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、N-(β-氨乙基)- γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-（2-氨乙基）-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、β-（3，4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、r-巯丙基三乙氧基硅烷、r-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、七甲基三硅氧烷、双- [3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物和十六烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。

作为本发明进一步的方案：夜光材料的添加量为纳米陶瓷树脂重量的1-15%，夜光材料包括但不限于硫酸钡、硫酸镁、磷酸锂、硝酸铜、硫化钙、硫酸钠、硫酸钾、硫酸锶、氯化钠、硝酸银、硫化镁、硫化镁、硫化钠、硝酸锶、硫化钾、硫化钠、硝酸钡、硝酸铟等。

作为本发明进一步的方案：填料的添加量为纳米陶瓷树脂重量的5-55%，填料包括但不限于碳酸钙（重钙、轻钙）、重晶石粉（硫酸钡）、滑石粉、高岭土（瓷土地）、多孔粉石英（二氧化硅）、白碳黑、沉淀硫酸钡、云母粉、硅灰石、膨润土各类彩砂和玻璃微珠中的至少一种。

作为本发明进一步的方案：颜料包括无机颜料和有机颜料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备的纳米陶瓷夜光漆其主要成膜物和粘结剂为纳米陶瓷树脂，纳米陶瓷树脂的主要成分为纳米二氧化硅，与夜光材料同属无机物，折光系数接近，透光性更强，同时，纳米陶瓷树脂具有更好的防污、防水、耐酸、耐老化、耐紫外线性，特别适宜用于户外日洒雨淋之下的公共建筑。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

取纳米二氧化硅30份，醋酸1份，苯基三甲氧基硅烷10份，通过高速分散机充分混合，加入十八烷基三甲氧基硅烷1份，加热至45度，继续高速搅拌4-6小时，然后用高速离心机净化，得到纳米陶瓷树脂。将纳米陶瓷树脂、硫酸钡、硫酸镁、磷酸锂、硝酸铜、320目硅微粉、甲基三甲氧基硅烷、纳米二氧化硅以45:5:2:5:5:10:1:2的质量比在高速分散机充分混合即得成品。

实施例2

取纳米二氧化硅40份，醋酸1份，二苯基二甲氧基硅烷15份，通过高速分散机充分混合，加入十六烷基三乙氧基硅烷1份，加热至45度，继续高速搅拌4-6小时，然后用高速离心机净化，得到纳米陶瓷树脂。将纳米陶瓷树脂、硫化钙、硫酸钠、硫酸钾、硫酸锶、氯化钠、硝酸银、硫化镁、320目硅微粉、甲基三甲氧基硅烷以55:5:8:1:5:3:4:2:5:1的质量比在高速分散机充分混合即得成品。

实施例3

取纳米二氧化硅40份，醋酸1份，二甲基二甲氧基硅烷20份，通过高速分散机充分混合，加入十二烷基三甲氧基硅烷1份，加热至45度，继续高速搅拌4-6小时，然后用高速离心机净化，得到纳米陶瓷树脂。将纳米陶瓷树脂、硫化钙、硫化镁、硫化钠、硝酸锶、320目硅微粉、甲基三甲氧基硅烷、80-100目彩砂以55:5:2:5:3:2:10:2的质量比在高速分散机充分混合即得成品。

实施例4

取纳米二氧化硅40份，醋酸1份，二苯基二甲氧基硅烷20份，通过高速分散机充分混合，加入十六烷基三甲氧基硅烷1份，加热至45度，继续高速搅拌4-6小时，然后用高速离心机净化，得到纳米陶瓷树脂。将纳米陶瓷树脂、硫化钙、硫化钾、硫化钠、硝酸钡、硝酸铟、1000目硅微粉、甲基三甲氧基硅烷以65:2:4:5:3:30:1:2的质量比在高速分散机充分混合即得成品。

本发明公开的制备纳米陶瓷夜光漆的方法制备的夜光漆具有如下特点

耐酸性好：目前市场上夜光漆多为有机树脂为成膜物，如PU、环氧、丙烯酸等，漆膜耐酸性不尽人意，而夜光粉遇酸发生反应，影响夜光漆的使用寿命。本发明揭示的方法制备的纳米陶瓷夜光漆所用的纳米陶瓷树脂耐酸性优越，保护夜光粉不受酸的侵蚀，使用寿命更长。

耐老化性：本发明揭示的方法制备的纳米陶瓷夜光漆成膜物是无机材料组成，因此不会像以有机材料为主要成膜物的其它类型的夜光漆那样易被紫外线、酸雨、汽车废气、大气污染破坏而老化，属半永久性材料，特别适合用于室外。

优异的防火性能：本发明揭示的方法制备的纳米陶瓷夜光漆拥有无机产品不燃烧的特性，能耐300℃高温，漆膜不会破坏、炭化和变色，达到A级防火要求。

自洁性：本发明揭示的方法制备的纳米陶瓷夜光漆不易粘附大多数污染物质，始终保持很好的反光性，用本发明揭示的方法制备的纳米陶瓷夜光漆有很好自洁效果，如有表面脏污，经过自然雨水冲刷即可自行清洁，或使用任何洗涤品进行清洁，如洗衣粉、洗涤液等，不用担心漆面破坏。

环保性：本发明揭示的方法制备的纳米陶瓷夜光漆不同于有机涂料，不含甲醛，具有很好的环保性能，高温燃烧后不会产生有害气体。

附着力：本发明揭示的方法制备的纳米陶瓷夜光漆在成膜时和水泥等基材间不仅有物理的“锚固”附着作用，同时纳米颗粒的表面羟基与地面水泥、沙粒等表面羟基进行化学缩合反应，更有纳米颗粒渗透至水泥内毛细管并与之产生化学键，因此涂膜和墙面等水泥基材的附着力更强。

耐水性好：目前市场上夜光漆多为有机树脂为成膜物，如PU、环氧、丙烯酸等，漆膜耐水性不尽人意，而夜光粉遇水发生反应，丧失夜间发光特性。本发明揭示的方法制备的纳米陶瓷夜光漆所用的纳米陶瓷树脂耐水性优越，夜光发光性能更持久。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种制备纳米陶瓷夜光漆的方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，将纳米二氧化硅在催化剂条件下用硅烷进行疏水化处理，得到纳米陶瓷树脂；

步骤二，将纳米陶瓷树脂中加入夜光粉材料、其它填料和颜料并且在高速分散机中分散，即可得到成品。

2.根据权利要求1所述的制备纳米陶瓷夜光漆的方法，其特征在于，所述纳米二氧化硅的粒径为1-100nm，纳米二氧化硅的比表面积为25-500m²/g，纳米二氧化硅包括但不限于沉淀法二氧化硅、气相法二氧化硅、碱性溶胶二氧化硅和酸性溶胶二氧化硅。

3.根据权利要求1所述的制备纳米陶瓷夜光漆的方法，其特征在于，所述催化剂包括酸和碱，催化剂的添加量为纳米二氧化硅重量的1-1000000ppm。

4.根据权利要求3所述的制备纳米陶瓷夜光漆的方法，其特征在于，所述酸包括但不限于有机酸和无机酸，有机酸包括但不限于甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、己二酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、马来酸、酒石酸、苯甲酸、苯乙酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、戊酸、己酸、癸酸、硬脂酸、软脂酸和丙烯酸中的至少一种，无机酸包括但不限于盐酸、硝酸、硼酸、氢氰酸、氢氟(卤)酸、亚硝酸、 高卤酸、卤酸、亚卤酸、次卤酸和偏铝酸中的至少一种，碱包括但不限于有机碱和无机碱，无机碱包括但不限于烧碱、固体烧碱、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化铝、氢氧化锂、氢氧化镁、氢氧化锌、氢氧化铜、氢氧化铁、氢氧化铅、氢氧化钴、氢氧化铬、氢氧化锆、氢氧化镍、氢氧化铵、纯碱、碳酸钠(一水、七水、十水)、碳酸氢钠、碳酸钾和碳酸氢钾、硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾中的至少一种，有机碱包括但不限于三乙胺、三乙烯二胺（DABCO）、DBU、DBN、DMAP、吡啶、N-甲基吗啉、四甲基乙二胺、TMG叔丁醇钾/钠、正丁基锂、KHMDS、NaHMDS和LDA中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备纳米陶瓷夜光漆的方法，其特征在于，所述硅烷的添加量为纳米二氧化硅重量的1-55%，硅烷包括但不限于甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、三甲氧基氢硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、N-(β-氨乙基)- γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-（2-氨乙基）-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、环氧丙基三乙氧基硅烷、β-（3，4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、r-巯丙基三乙氧基硅烷、r-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、七甲基三硅氧烷、双- [3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物和十六烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的制备纳米陶瓷夜光漆的方法，其特征在于，所述的夜光粉的添加量为纳米陶瓷树脂重量的1-25%，夜光漆粉材料包括但不限于硫酸钡、硫酸镁、磷酸锂、硝酸铜、硫化钙、硫酸钠、硫酸钾、硫酸锶、氯化钠、硝酸银、硫化镁、硫化镁、硫化钠、硝酸锶、硫化钾、硫化钠、硝酸钡、硝酸铟等。

7.根据权利要求1所述的制备纳米陶瓷夜光漆的方法，其特征在于，所述其它填料的添加量为纳米陶瓷树脂重量的5-55%，填料包括但不限于碳酸钙（重钙、轻钙）、重晶石粉（硫酸钡）、滑石粉、高岭土（瓷土地）、多孔粉石英（二氧化硅）、白碳黑、沉淀硫酸钡、云母粉、硅灰石、膨润土各类中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的制备纳米陶瓷夜光漆的方法，其特征在于，所述颜料包括无机颜料和有机颜料。