CN110591468A - 一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆及其制备方法 - Google Patents

一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种无机‑有机复配光感变色水性氟碳清漆，包括光感应変色剤、光稳定剂、乳液、添加剂和水；所述的光感应変色剤为一种钼磷酸、聚乙烯吡咯烷酮复配材料。还公开了无机‑有机复配光感变色水性氟碳清漆的制备方法。本发明达到的有益效果是：光感变色响应快、光电效率高、热稳定性、耐疲劳性好、抗老化性能强、变色持续时间长、根据实际光照能在不同颜色之间转化。

Description

一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性涂料技术领域，特别是一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆及其制备方法。
背景技术
光感变色是光诱导化合物产生颜色可逆变化的现象，在不同波长光的照射下，化合物的结构发生可逆转变，从而导致颜色的可逆互变。目前光感变色技术在感光防伪材料、信息储存材料、光电转化器件、光致变色染料、生物活性分子光调控、农用地膜等方面具有潜在的应用。
目前光感变色技术从种类上可分为有机光感变色和无机光感变色两类，有机光感变色响应快、光电效率高、光线过滤功能优良，但变色持续时间短、热稳定性能和耐疲劳性差（尤其是户外耐候性差）；无机光感变色热稳定性和耐疲劳性好、抗老化性能强、变色持续时间长，但光电效率低、颜色单一，因此有机-无机复配技术应运而生，该技术以无机光感变色材料（多金属氧酸盐、过渡金属氧化物）为基础通过特有的微观结构排列杂化有机光感化合物，同时实现了有机、无机光感材料的优点。
目前市面上已存在多种类型的变色涂料，包括湿敏变色涂料、温敏变色涂料以及光敏变色涂料等，其中光敏变色涂料颜色变化单一、耐疲劳性差，而且应用单一，发明CN105219178 A公开了一种光感变色乳胶漆及其制备方法，该发明通过添加光敏染料的方式实现光感变色，该种方式产品变色持续时间短，而且光敏染料耐疲劳性差，时间久了便失去变色能力，同时产品应用也只限于乳胶漆，应用范围较小。发明CN 103468074 A公开了一种光致变色涂料，该涂料是利用无机物氧化钨对光源的可逆变色特性，达到涂料的变色效果，优点为抗老化能力强，具有一定的隔热效果，缺点为单一变色，光感变色响应慢。
因此，开发一款产品性能好、颜色变化多样、应用范围广的涂料具有广阔的应用前景和实际使用价值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种光感变色响应快、光电效率高、热稳定性、耐疲劳性好、抗老化性能强、变色持续时间长、根据实际光照能在不同颜色之间转化的无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆及其制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆，
包括光感应変色剤、光稳定剂、乳液、添加剂和水；其中，光感应変色剤为一种钼磷酸、聚乙烯吡咯烷酮复配材料。
所述的光稳定剂选用HS-CN32型，其有效成分为苯并三唑类。
所述的乳液为氟碳乳液，选用WF-TFT-10型，其有效成分为阴离子型氟碳乳液。
所述的添加剂包括流变助剂、多功能助剂、分散剂、消泡剂、湿润剂、杀菌剂、防腐剂、成膜助剂、增稠剂中的一种或多种。
所述的增稠剂包括Gel 0435型增稠剂、RM-8W型增稠剂；
其中，Gel 0435型增稠剂，其有效成分为聚氨酯缔合型；
RM-8W型增稠剂，其有效成分是HEUR，即疏水改性乙氧基聚氨酯。
进一步地，所述的添加剂中：
流变助剂，选用BYK-420型，其有效成分为改性脲；
多功能助剂，选用AMP-95型，其有效成分为2-氨基-2甲基-1-丙醇；
分散剂，选用BYK-190型，其有效成分为烷醇铵盐；
消泡剂，选用Tego Ariex 901w型，其有效成分为聚醚硅氧烷共聚物；
湿润剂，选用BYK-3455型，其有效成分为聚醚改性聚二甲基硅氧烷；
杀菌剂，选用AA 091VLF型，其有效成分为CMIT、MIT；
防腐剂，选用Biox P520W型，其有效成分为BIT；
成膜助剂，选用COASOL 290 PLUS型，其有效成分为丁二酸二异丁酯、戊二酸二异丁酯、己二酸二异丁酯的混合物。
进一步地，所述的无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆中，按重量份算，各组分比例为：
光感变色剂 10~15份，
光稳定剂 4~8份，
乳液 30~50份，
水 15~50份，
流变助剂 0.5~1份，
多功能助剂 0.1~0.2份，
分散剂 0.3~0.6份，
消泡剂 0.3~0.6份，
湿润剂 1~2份，
杀菌剂 0.1~0.4份，
防腐剂 0.1~0.4份，
成膜助剂 1.5~2.5份，
增稠剂 2.5~5份；
所述增稠剂中，Gel 0435型增稠剂为1.5~3份，RM-8W型增稠剂为1~2份。
优选地，在光感变色剂中，选用10%-50%PMo12/Pvpd。
一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆的制备方法，其制备步骤为：
S1、在搅拌设备中先加入一部分水，在低转速下，200~300的搅拌速度下加入BYK-420型流变助剂、AMP-95型多功能助剂、BYK-190型分散剂、Tego Ariex 901w型消泡剂、BYK-3455型润湿剂、Gel 0435型增稠剂；再在较高转速下再搅拌5min，使各助剂分散均匀；
S2、在高转速下，加入WF-TFT-10型氟碳乳液、分散3~5min；保持高转速，再依次加入AA091VLF型杀菌剂、Boix P520W型防腐剂，分散3min至均匀；在高转速下，依次加入光稳定剂HS-CN32和成膜助剂COASOL 290 PLUS，分散3min，再在中转速下缓慢加入光感変色剤，在此条件下搅拌5~10min；
S3、最后，在中转速下，缓慢加入RM-8W型增稠剂和剩余的水，分散10~15min，分散至均匀状态，形成成品。
进一步地，所述的低转速为200~300RPM；中转速为500RPM；较高转速为600~800RPM；高转速为800RPM。
原理为：聚乙烯吡咯烷酮分子基团质子化后与提供杂多阴离子的钼磷酸成盐，形成电荷转移桥，在紫外光照射下，通过氧化还原反应过程杂化复合材料由无色变为蓝色，在紫外光消失后重新恢复为无色，如此反复进行。
本发明具有以下优点：
（1）与传统的漆相比，本方案中组分的选择，使得光感变色响应快、光电效率高、热稳定性、耐疲劳性好、抗老化性能强、变色持续时间长，根据实际紫外光照强度可在不同颜色之间转化；
（2）同时，本发明提供的清漆可配合多种涂料使用，例如外墙乳胶漆、质感涂料、无机涂料、水性工业涂料等，将本产品涂覆在其他产品上可替代现有产品需要调色且颜色单一的缺点，在提供颜色多样化的同时提高涂覆物的装饰性和保护性。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
【实施例1】
一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆，包括光感应変色剤、光稳定剂、乳液、添加剂和水；光感应変色剤为一种钼磷酸、聚乙烯吡咯烷酮复配材料。
进一步地，光稳定剂选用HS-CN32型，其有效成分为苯并三唑类。乳液为氟碳乳液，选用WF-TFT-10型，其有效成分为阴离子型氟碳乳液。添加剂包括流变助剂、多功能助剂、分散剂、消泡剂、湿润剂、杀菌剂、防腐剂、成膜助剂、增稠剂中的一种或多种。
具体地，所述的增稠剂包括Gel 0435型增稠剂、RM-8W型增稠剂；其中，Gel 0435型增稠剂，其有效成分为聚氨酯缔合型；RM-8W型增稠剂，其有效成分是HEUR，即疏水改性乙氧基聚氨酯。
具体地，添加剂中：流变助剂，选用BYK-420型，其有效成分为改性脲；多功能助剂，选用AMP-95型，其有效成分为2-氨基-2甲基-1-丙醇；分散剂，选用BYK-190型，其有效成分为烷醇铵盐；消泡剂，选用Tego Ariex 901w型，其有效成分为聚醚硅氧烷共聚物；湿润剂，选用BYK-3455型，其有效成分为聚醚改性聚二甲基硅氧烷；杀菌剂，选用AA 091VLF型，其有效成分为CMIT、MIT；防腐剂，选用Biox P520W型，其有效成分为BIT；成膜助剂，选用COASOL290 PLUS型，其有效成分为丁二酸二异丁酯、戊二酸二异丁酯、己二酸二异丁酯的混合物。增稠剂中，Gel 0435型增稠剂为1.5份，RM-8W型增稠剂为1份。
本方案中，按重量份算：
光感变色剂 10份， 光稳定剂 4份，
乳液 30份， 水 15份，
流变助剂 0.5份， 多功能助剂 0.1份，
分散剂 0.3份， 消泡剂 0.36份，
湿润剂 1份， 杀菌剂 0.1份，
防腐剂 0.1份， 成膜助剂 1.5份，
增稠剂 2.5份。
本实施例制备时的步骤为：
S1、在搅拌设备中先加入一部分水，在低转速下，200的搅拌速度下加入BYK-420型流变助剂、AMP-95型多功能助剂、BYK-190型分散剂、Tego Ariex 901w型消泡剂、BYK-3455型润湿剂、Gel 0435型增稠剂；再在较高转速下再搅拌5min，使各助剂分散均匀；
S2、在高转速下，加入WF-TFT-10型氟碳乳液、分散3min；保持高转速，再依次加入AA091VLF型杀菌剂、Boix P520W型防腐剂，分散3min至均匀；在高转速下，依次加入光稳定剂HS-CN32和成膜助剂COASOL 290 PLUS，分散3min，再在中转速下缓慢加入光感変色剤，在此条件下搅拌5min；
S3、最后，在中转速下，缓慢加入RM-8W型增稠剂和剩余的水，分散10min，分散至均匀状态，形成成品。
【实施例2】
一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆，包括光感应変色剤、光稳定剂、乳液、添加剂和水；光感应変色剤为一种钼磷酸、聚乙烯吡咯烷酮复配材料。
进一步地，光稳定剂选用HS-CN32型，其有效成分为苯并三唑类。乳液为氟碳乳液，选用WF-TFT-10型，其有效成分为阴离子型氟碳乳液。添加剂包括流变助剂、多功能助剂、分散剂、消泡剂、湿润剂、杀菌剂、防腐剂、成膜助剂、增稠剂中的一种或多种。
具体地，所述的增稠剂包括Gel 0435型增稠剂、RM-8W型增稠剂；其中，Gel 0435型增稠剂，其有效成分为聚氨酯缔合型；RM-8W型增稠剂，其有效成分是HEUR，即疏水改性乙氧基聚氨酯。
具体地，添加剂中：流变助剂，选用BYK-420型，其有效成分为改性脲；多功能助剂，选用AMP-95型，其有效成分为2-氨基-2甲基-1-丙醇；分散剂，选用BYK-190型，其有效成分为烷醇铵盐；消泡剂，选用Tego Ariex 901w型，其有效成分为聚醚硅氧烷共聚物；湿润剂，选用BYK-3455型，其有效成分为聚醚改性聚二甲基硅氧烷；杀菌剂，选用AA 091VLF型，其有效成分为CMIT、MIT；防腐剂，选用Biox P520W型，其有效成分为BIT；成膜助剂，选用COASOL290 PLUS型，其有效成分为丁二酸二异丁酯、戊二酸二异丁酯、己二酸二异丁酯的混合物。增稠剂中，Gel 0435型增稠剂为3份，RM-8W型增稠剂为2份。
本方案中，按重量份算：
光感变色剂 15份， 光稳定剂 8份，
乳液 50份， 水 50份，
流变助剂 1份， 多功能助剂 0.2份，
分散剂 0.6份， 消泡剂 0.6份，
湿润剂 1份， 杀菌剂 0.4份，
防腐剂 0.1份， 成膜助剂 2.5份，
增稠剂 5份。
本实施例制备时的步骤为：
S1、在搅拌设备中先加入一部分水，在低转速下，200~300的搅拌速度下加入BYK-420型流变助剂、AMP-95型多功能助剂、BYK-190型分散剂、Tego Ariex 901w型消泡剂、BYK-3455型润湿剂、Gel 0435型增稠剂；再在较高转速下再搅拌5min，使各助剂分散均匀；
S2、在高转速下，加入WF-TFT-10型氟碳乳液、分散5min；保持高转速，再依次加入AA091VLF型杀菌剂、Boix P520W型防腐剂，分散3min至均匀；在高转速下，依次加入光稳定剂HS-CN32和成膜助剂COASOL 290 PLUS，分散3min，再在中转速下缓慢加入光感変色剤，在此条件下搅拌10min；
S3、最后，在中转速下，缓慢加入RM-8W型增稠剂和剩余的水，分散15min，分散至均匀状态，形成成品。

Claims (9)

1.一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆，其特征在于：
包括光感应変色剤、光稳定剂、乳液、添加剂和水；
所述的光感应変色剤为一种钼磷酸、聚乙烯吡咯烷酮复配材料。
2.根据权利要求1所述的一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆，其特征在于：所述的光稳定剂选用HS-CN32型，其有效成分为苯并三唑类。
3.根据权利要求2所述的一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆，其特征在于：所述的乳液为氟碳乳液，选用WF-TFT-10型，其有效成分为阴离子型氟碳乳液。
4.根据权利要求3所述的一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆，其特征在于：所述的添加剂包括流变助剂、多功能助剂、分散剂、消泡剂、湿润剂、杀菌剂、防腐剂、成膜助剂、增稠剂中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆，其特征在于：所述的增稠剂包括Gel 0435型增稠剂、RM-8W型增稠剂；
其中，Gel 0435型增稠剂，其有效成分为聚氨酯缔合型；
RM-8W型增稠剂，其有效成分是HEUR，即疏水改性乙氧基聚氨酯。
6.根据权利要求5所述的一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆，其特征在于：所述的添加剂中：
流变助剂，选用BYK-420型，其有效成分为改性脲；
多功能助剂，选用AMP-95型，其有效成分为2-氨基-2甲基-1-丙醇；
分散剂，选用BYK-190型，其有效成分为烷醇铵盐；
消泡剂，选用Tego Ariex 901w型，其有效成分为聚醚硅氧烷共聚物；
湿润剂，选用BYK-3455型，其有效成分为聚醚改性聚二甲基硅氧烷；
杀菌剂，选用AA 091VLF型，其有效成分为CMIT、MIT；
防腐剂，选用Biox P520W型，其有效成分为BIT；
成膜助剂，选用COASOL 290 PLUS型，其有效成分为丁二酸二异丁酯、戊二酸二异丁酯、己二酸二异丁酯的混合物。
7.根据权利要求6所述的一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆，其特征在于：所述的无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆中，按重量份算，各组分比例为：
光感变色剂 10~15份，
光稳定剂 4~8份，
乳液 30~50份，
水 15~50份，
流变助剂 0.5~1份，
多功能助剂 0.1~0.2份，
分散剂 0.3~0.6份，
消泡剂 0.3~0.6份，
湿润剂 1~2份，
杀菌剂 0.1~0.4份，
防腐剂 0.1~0.4份，
成膜助剂 1.5~2.5份，
增稠剂 2.5~5份；
所述增稠剂中，Gel 0435型增稠剂为1.5~3份，RM-8W型增稠剂为1~2份。
8.根据权利要求1所述的一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆的制备方法，其特征在于：其制备步骤为：
S1、在搅拌设备中先加入一部分水，在低转速下，200~300的搅拌速度下加入BYK-420型流变助剂、AMP-95型多功能助剂、BYK-190型分散剂、Tego Ariex 901w型消泡剂、BYK-3455型润湿剂、Gel 0435型增稠剂；再在较高转速下再搅拌5min，使各助剂分散均匀；
S2、在高转速下，加入WF-TFT-10型氟碳乳液、分散3~5min；保持高转速，再依次加入AA091VLF型杀菌剂、Boix P520W型防腐剂，分散3min至均匀；在高转速下，依次加入光稳定剂HS-CN32和成膜助剂COASOL 290 PLUS，分散3min，再在中转速下缓慢加入光感変色剤，在此条件下搅拌5~10min；
S3、最后，在中转速下，缓慢加入RM-8W型增稠剂和剩余的水，分散10~15min，分散至均匀状态，形成成品。
9.根据权利要求8所述的一种无机-有机复配光感变色水性氟碳清漆的制备方法，其特征在于：所述的低转速为200~300RPM；中转速为500RPM；较高转速为600~800RPM；高转速为800RPM。
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