CN111040559B - 一种水性荧光涂料及其制备方法 - Google Patents

一种水性荧光涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种水性荧光涂料，包括A组份和B组份，所述A组份包括以下重量份的原料：改性水性丙烯酸乳液45‑52份、改性荧光颜料30‑35份、N,N‑二甲基乙醇胺0.1‑0.5份、增稠剂0.5‑1.5份、成膜助剂3‑6份、其它助剂0.7‑1.9份，所述B组份为固化剂，所述A组份与所述B组份的重量比为3‑5:1，本发明还公开了其制备方法。本发明的优点为通过自制改性水性丙烯酸化合物，在主链中引入了环氧树脂，使水性荧光涂料对基材的附着力、耐候性能提高。选用的改性荧光颜料，提高了其在整个体系中的分散性，使制备的水性荧光涂料的室温储存稳定性更佳，同时保证较佳的荧光效果。

Description

一种水性荧光涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，涉及一种荧光涂料，尤其是一种水性荧光涂料及其制备方法。
背景技术
目前，大部分工业所用涂料为溶剂型涂料，溶剂型涂料主要由溶剂型树脂和有机溶剂组成，溶剂型涂料喷涂之后会释放出大量挥发性有机物(Volatile OrganicCompounds，简称VOCs)，不仅对涂料施工人员的身体健康造成严重危害，而且还会对生态环境造成破坏。随着人们环保意识的提高以及相关环保法律法规的实施，各涂料厂家均致力于开发低VOCs涂料或者零VOC涂料，而水性涂料作为低VOCs涂料的一种，备受各涂料公司及涂料研发学者的关注。水性涂料主要由水性树脂、水、助剂及助溶剂组成，安全环保、对施工人员身体健康危害小，且降低大气污染，符合绿色环保涂料发展的趋势，必将成为研发的热点。
水性荧光涂料具有荧光效果，主要是由于在涂料中加入了特殊的荧光颜料，但是目前大部分水性荧光涂料所用的荧光颜料粒径较粗，密度较大，水性荧光涂料储存稳定性较差，而且荧光效果也不佳，寿命短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种水性荧光涂料及其制备方法，提高水性荧光涂料的储存稳定性、荧光效果和延长寿命。
本发明采用的技术方案是：
一种水性荧光涂料，包括A组份和B组份，所述A组份包括以下重量份的原料：改性水性丙烯酸乳液45-52份、改性荧光颜料30-35份、N,N-二甲基乙醇胺0.1-0.5份、增稠剂0.5-1.5份、成膜助剂3-6份、其它助剂0.7-1.9份，所述B组份为固化剂，所述A组份与所述B组份的重量比为3-5:1；
所述改性水性丙烯酸乳液包括以下重量份的原料：环氧树脂10-15份、丙烯酸类树脂19-35份、苯乙烯6-8份、过氧化苯甲酰胺0.5-0.9份、正丁醇10-15份、乙二醇丁醚10-15份、N,N-二甲基乙醇胺8-12份。
所述改性荧光颜料包括以下重量份的原料：硅酸锌锰60-70份、分散剂5-10份、表面活性剂0.2-0.5份、水性流变助剂0.2-0.5份、硅烷偶联剂5-10份。
优选的，所述丙烯酸类树脂包括丙烯酸类树脂A14-17份和丙烯酸类树脂B15-18份；
所述丙烯酸类树脂A选自甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯的其中一种；
所述丙烯酸类树脂B选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯的其中一种。
优选的，所述增稠剂为重量比为0.5-1.5海明斯R299和海明斯350d。
优选的，所述成膜助剂为重量比为0.5-2的二乙二醇丁醚和二丙二醇丁醚。
本发明还公开了该水性荧光涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、加入改性水性丙烯酸乳液、加水搅拌均匀；
步骤二、缓慢加入改性荧光颜料搅拌均匀；
步骤三、加入N,N-二甲基乙醇胺搅拌均匀；
步骤四、加入成膜助剂搅拌均匀；
步骤五、加入增稠剂搅拌均匀；
步骤六、加入其它助剂搅拌均匀，过滤得组分A；
步骤七、将A组份与B组份按照配比搅拌均匀后获得水性荧光涂料。
优选的，改性水性丙烯酸乳液的制备方法为按重量份加入环氧树脂、正丁醇、乙二醇丁醚，使其溶解，加入丙烯酸类树脂、苯乙烯、过氧化苯甲酰胺的混合液，恒温反应1-2h，使温度降至40-70℃，加入N,N-二甲基乙醇胺，调节pH至中性，加水恒温反应30-50mins。
优选的，改性荧光颜料的制备方法为按重量份加入硅酸锌锰、分散剂、表面活性剂、水性流变助剂、水，并搅拌均匀，加入硅烷偶联剂搅拌均匀即可。
本发明自制的改性水性丙烯酸化合物的主链中引入了环氧树脂，使水性荧光涂料对基材的附着力、耐候性能提高。选用的改性荧光颜料，在不影响性能的情况下减少了研磨过程，使工艺更加简单方便。同时将其制备成浆料，且引入带有环氧基团的硅烷偶联剂，使其可以更好地与环氧树脂相混合，提高了其在整个体系中的分散性，使制备的水性荧光涂料的室温储存稳定性更佳，同时保证较佳的荧光效果。A组分中添加N,N-二甲基乙醇胺能对整个体系的pH值进行调节。特定增稠剂能与水性荧光涂料中的树脂成份形成更加稳定的网状结构，使其对颜料及填料的包裹性更好，故使水性荧光涂料的储存稳定性更佳，延长使用寿命。本发明的涂料适用范围广，可以用于设备铭牌、特种车辆、消防器材、安全通道等指示标志。
具体实施方案
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
实施例
一种水性荧光涂料的制备方法，步骤如下：
(1)将改性水性丙烯酸乳液、去离子水加入到分散罐中，以500-800转/分钟的条件搅拌5-8分钟；
(2)将转速调至1000-1200转/分钟，缓慢加入改性荧光颜料，搅拌30分钟；
(3)将转速调至800-1000转/分钟，加入N,N-二甲基乙醇胺，搅拌5-10分钟；
(4)将转速调至1000-1200转/分钟，加入成膜助剂，成膜助剂为重量比为0.5-2的二乙二醇丁醚和二丙二醇丁醚混合物，搅拌5-10分钟；
(5)将转速调至800-1000转/分钟，加入增稠剂，搅拌5-10分钟；
(6)将转速调至1000-1200转/分钟，加入其它助剂，其它助剂包括消泡剂0.3-0.8份、基材润湿剂0.2-0.6份、流平剂0.2-0.5份，搅拌20-30分钟；
消泡剂选自BYK-024、BYK-WS、TEGO902w其中一种或多种。
基材润湿剂选自tego4100、tego270其中一种或多种。
流平剂选自tego410、tego450、byk-381其中一种或多种。
(7)将分散后的物料进行过滤包装即可；
(8)B组份包括401-70(科思创)18份、2655(科思创)21份、3900(科思创)31份、PGDA(蒂凯姆)30份，搅拌均匀制得。
(9)将A组份与B组份按照重量比3-5:1进行配比，搅拌均匀后获得水性荧光涂料。
其中，改性水性丙烯酸乳液的制备方法为按重量份加入环氧树脂、正丁醇、乙二醇丁醚，加热、搅拌至溶解，加入丙烯酸类树脂、苯乙烯、过氧化苯甲酰胺的混合液，恒温反应1-2h，使温度降至40-70℃，加入N,N-二甲基乙醇胺，调节pH至中性，加水恒温反应30-50mins。
改性荧光颜料的制备方法为按重量份加入硅酸锌锰、分散剂、表面活性剂、水性流变助剂、水，并搅拌均匀，加入硅烷偶联剂搅拌均匀即可。
实施例1
一种水性荧光涂料，其原料构成及其重量份组成如下:
A组份
Figure BDA0002335019730000051
B组份
Figure BDA0002335019730000052
上述水性荧光涂料的制备方法，步骤如下：
(1)将改性水性丙烯酸乳液、去离子水加入到分散罐中，以800转/分钟的条件搅拌8分钟；
(2)将转速调至1200转/分钟，缓慢加入改性荧光颜料，搅拌30分钟；
(3)将转速调至800转/分钟，加入DMEA，搅拌10分钟；
(4)将转速调至1000转/分钟，加入DBG、DPNB，搅拌10分钟；
(5)将转速调至1000转/分钟，加入增稠剂，搅拌10分钟；
(6)将转速调至1000转/分钟，加入其它助剂：基材润湿剂、流平剂、消泡剂，搅拌30分钟；
(7)将分散后的物料进行过滤包装即可；
(8)B组份包括401-70(科思创)18份、2655(科思创)21份、3900(科思创)31份、PGDA(蒂凯姆)30份，搅拌均匀制得；
(9)将A组份与B组份按照4:1进行配比，搅拌均匀后获得水性荧光涂料。
改性水性羟基丙烯酸树脂由下列重量份的原料制成：环氧树脂10、甲基丙烯酸15、甲基丙烯酸甲酯15、苯乙烯8、过氧化苯甲酰胺0.7、正丁醇15、乙二醇丁醚15、N,N-二甲基乙醇胺10.3、去离子水11。制备方法是将环氧树脂、正丁醇、乙二醇丁醚加到圆底烧瓶中超声分散20-30mins，加热并搅拌，升至一定温度使环氧树脂完全溶解，用滴液漏斗滴加甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、过氧化苯甲酰胺的混合液，滴加时间45mins，恒温反应1.5h，降低温度至60℃，向反应产物中滴加N,N-二甲基乙醇胺，调节反应产物PH至中性，高速搅拌下加入去离子水，恒温反应45mins，制得改性水性丙烯酸乳液。
改性荧光颜料由下列重量份的原料制成：硅酸锌锰70、分散剂BYK-190 7、表面活性剂空气化学AD-01 0.2、水性流变助剂海明斯105A 0.5、去离子水17.3、硅烷偶联剂KH-560 5。制备方法是将硅酸锌锰、分散剂BYK-190、表面活性剂气化学AD-01、水性流变助剂海明斯105A、去离子水加入到分散罐中、以2000-2500转/分钟的条件搅拌1.5h；将转速调制800-1000转/分钟，缓慢滴加硅烷偶联剂KH-560，搅拌30分钟，制得改性荧光颜料。
实施例2
一种水性荧光涂料，其原料构成及其重量份组成如下:
A组份
Figure BDA0002335019730000061
Figure BDA0002335019730000071
B组份
Figure BDA0002335019730000072
A组份与B组份的重量比为4:1。
对比例1
一种水性荧光涂料，其原料构成及其重量份组成如下:
A组份
Figure BDA0002335019730000073
B组份
Figure BDA0002335019730000074
A组份与B组份的重量比为4:1。
对比例2
一种水性荧光涂料，其原料构成及其重量份组成如下:
Figure BDA0002335019730000081
B组份
Figure BDA0002335019730000082
A组份与B组份的重量比为4:1。
实施例3
一种水性荧光涂料，其原料构成及其重量份组成如下:
A组份
Figure BDA0002335019730000083
Figure BDA0002335019730000091
B组份
Figure BDA0002335019730000092
A组份与B组份的重量比为4:1。
对比例3
一种水性荧光涂料，其原料构成及其重量份组成如下:
A组份
Figure BDA0002335019730000093
B组份
Figure BDA0002335019730000094
Figure BDA0002335019730000101
A组份与B组份的重量比为4:1。
以下通过实验对本发明的水性荧光涂料的效果进行验证，在验证中，选用带有白色底漆的马口铁板进行喷涂，喷涂之后，流评10-15mins进入80℃烘箱，之后进行性能测试，测试结果表1-3所示：
表1实施例1-2、对比例1涂料性能测试结果对比表
Figure BDA0002335019730000102
表2实施例1、对比例2、实施例3涂料性能测试结果对比表
Figure BDA0002335019730000103
Figure BDA0002335019730000111
表3实施例1、对比例3涂料性能测试结果对比表
Figure BDA0002335019730000112
Figure BDA0002335019730000121
实施例2、对比例1分别将改性荧光颜料的质量降至30重量份、25重量份，实施例2中发光颜色和发光时间相对实施例1减弱，对比例1的发光颜色变为绿色光，发光时间为弱绿色光，证明改性荧光颜料的质量为30-35份时，为最优参数。
对比例2中未加增稠剂，附着力降低，发光颜色和发光时间减弱，实施例3中增稠剂的剂量为1重量份，附着力增加，发光颜色和发光时间更弱，结合实施例1中增稠剂的剂量为0.5重量份时，附着力不变，但发光颜色最强和发光时间最长，证明增稠剂的剂量为0.5重量份时，为最优参数。
对比例3中采用的荧光颜料为上海凯茵化工FF-18，制得的荧光涂料的附着力、铅笔硬度、发光颜色、发光时间和耐水性都明显降低，不如实施例1。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种水性荧光涂料，其特征在于包括A组份和B组份，所述A组份包括以下重量份的原料：改性水性丙烯酸乳液45-52份、改性荧光颜料30-35份、N,N-二甲基乙醇胺0.1-0.5份、增稠剂0.5-1.5份、成膜助剂3-6份、其它助剂0.7-1.9份，所述B组份为固化剂，所述A组份与所述B组份的重量比为3-5:1；
所述改性水性丙烯酸乳液包括以下重量份的原料：环氧树脂10-15份、丙烯酸类树脂19-35份、苯乙烯6-8份、过氧化苯甲酰胺0.5-0.9份、正丁醇10-15份、乙二醇丁醚10-15份、N,N-二甲基乙醇胺8-12份；
改性水性丙烯酸乳液的制备方法为按重量份加入环氧树脂、正丁醇、乙二醇丁醚，使其溶解，加入丙烯酸类树脂、苯乙烯、过氧化苯甲酰胺的混合液，恒温反应，加入N ,N-二甲基乙醇胺，加水恒温反应；
所述改性荧光颜料包括以下重量份的原料：硅酸锌锰60-70份、分散剂5-10份、表面活性剂0.2-0.5份、水性流变助剂 0.2-0.5份、硅烷偶联剂 5-10份；
所述增稠剂为重量比为0.5-1.5海明斯R299和海明斯350d；
所述硅烷偶联剂为KH-560，所述硅烷偶联剂带有环氧基团。
2.如权利要求1所述的一种水性荧光涂料，其特征在于：
所述丙烯酸类树脂包括丙烯酸类树脂A14-17份和丙烯酸类树脂B15-18份；
所述丙烯酸类树脂A选自甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯的其中一种；
所述丙烯酸类树脂B选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯的其中一种。
3.如权利要求1或2所述的一种水性荧光涂料，其特征在于：所述成膜助剂为重量比为0.5-2的二乙二醇丁醚和二丙二醇丁醚。
4.一种权利要求1-3任意一项所述的水性荧光涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、加入改性水性丙烯酸乳液、加水搅拌均匀；
步骤二、缓慢加入改性荧光颜料搅拌均匀；
步骤三、加入N,N-二甲基乙醇胺搅拌均匀；
步骤四、加入成膜助剂搅拌均匀；
步骤五、加入增稠剂搅拌均匀；
步骤六、加入其它助剂搅拌均匀，过滤得组分A；
步骤七、将A组份与B组份按照配比搅拌均匀后获得水性荧光涂料。
5.如权利要求4所述的一种水性荧光涂料的制备方法，其特征在于：改性水性丙烯酸乳液的制备方法为按重量份加入环氧树脂、正丁醇、乙二醇丁醚，使其溶解，加入丙烯酸类树脂、苯乙烯、过氧化苯甲酰胺的混合液，恒温反应1-2h，使温度降至40-70℃，加入N,N-二甲基乙醇胺，调节pH至中性，加水恒温反应30-50mins。
6.如权利要求4或5所述的一种水性荧光涂料的制备方法，其特征在于：改性荧光颜料的制备方法为按重量份加入硅酸锌锰、分散剂、表面活性剂、水性流变助剂、水，并搅拌均匀，加入硅烷偶联剂搅拌均匀即可。
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