CN112251129A - 基于丁达尔效应的呈现颜色但不染光的透明涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于丁达尔效应的呈现颜色但不染光的透明涂料及其制备方法，其原料包甲组分和乙组分，其中：按重量份数计，丙烯酸改性水性聚氨酯涂料90～110份、去离子水30～60份；丙二醇甲醚醋酸酯2～5份、分散剂1～5份、消泡剂0.1～0.2份、纳米二氧化钛或二氧化硅10～20份。本发明利用丁达尔效应可以确保透明材料在光线通过条件下，具有呈现颜色的能力，从而，在白光穿过透明材料，使材料呈现彩色的同时，不会将穿过的光线会染成材料的颜色，而是依然保持白光，防止被染色的光线改变环境色调。

Description

基于丁达尔效应的呈现颜色但不染光的透明涂料及其制备 方法
技术领域
本发明涉及玻璃涂料技术领域，具体涉及基于丁达尔效应和散射规律的呈现颜色但不染光的透明涂料及其制备方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
玻璃涂层作为一种彩色涂料，应用在建筑和装饰领域，具有(1)减少光强，降低眩光，增加舒适度；(2)增添颜色元素，提高视觉美感；(3)增加私密性。然而，目前玻璃涂料或者贴膜，采用的是利用材料本身吸收和反射不同波段的颜色呈现颜色，但是这会导致穿过的光线会被染成材料的颜色，如光线穿过红色玻璃贴膜后就会变成红色等。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于丁达尔效应和散射规律的呈现颜色但不染光的透明涂料及其制备方法。本发明的透明涂料贴覆在玻璃、透明塑料等表面后，使穿过的白色光线中特定光谱的光线被散射，偏移原有传播方向，从而产生丁达尔效应，使材料呈现出被散射光线的颜色。使玻璃、透明塑料呈现某种颜色的同时，使穿过的光线依然保持日常白色；另外，本发明的透明涂料还可以通过不同纳米粒径材料对不同光谱光强的散射强弱规律，调节散射光谱波段，从而调整透明材料的颜色。为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
在本发明的第一方面，公开一种基于丁达尔效应和散射规律的呈现颜色但不染光的透明涂料，其中：按重量份数计，丙烯酸改性水性聚氨酯涂料90～110份、去离子水30～60份；丙二醇甲醚醋酸酯2～5份、分散剂1～5份、消泡剂0.1～0.2份、纳米二氧化钛(或二氧化硅)10～20份。
进一步地，所述分散剂为聚羧酸铵盐，其主要作用是使纳米二氧化钛或者二氧化硅均匀分散，达到散射效果，并保证制备出的透明涂料各部分的光学性能均匀、一致。
在本发明的第二方面，公开上述基于丁达尔效应和散射规律的呈现颜色但不染光的透明涂料的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)：纳米二氧化钛或二氧化硅分散液制备：将纳米二氧化钛或二氧化硅自分散粉和去离子水配制成分散液，取中间层份加入烧杯中，然后加入表面修饰剂聚乙二醇，并搅拌充分溶解，完毕后加入分散剂，搅拌充分扩散，得到A液。
步骤(2)：将丙烯酸改性水性聚氨酯涂料和去离子水加入搅拌器混合，搅拌分散后，得到B液。
步骤(3)：将分散剂、消泡剂、丙二醇甲醚醋酸酯和去离子水加混合均匀，缓慢加入A液，继续搅拌，并持续降低搅拌速度，直致溶液均匀无泡，得到C液。
步骤(4)：在C液速中加入已加热后的B液，加入完成后进行分散处理，反应过程中观察液体实际透明情况，如因有大颗粒导致透光度较低，则可放入超声波棒进行分散。如因气泡导致的分散不佳，则可继续提高温度至最高80°，直至用手电筒侧面打光通过溶液时，可看到液体呈现透明蓝色，则说明制备完成，提取溶液妥善密封保存。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：在本发明中，纳米二氧化钛或者二氧化硅微粒作为胶体中的分散相，充分扩散在连续相中，在白光穿过胶体时，使穿过的白色光线中特定光谱的光线被散射，偏移原有传播方向，从而产生丁达尔效应，使材料呈现出被散射光线的颜色。使玻璃、透明塑料呈现某种颜色的同时，使穿过的光线依然保持日常白色。防止被染色的光线改变环境色调。
附图说明
构成本发明一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明第一实施例制备的呈现蓝色的透明涂料的效果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
第一实施例
基于丁达尔效应和散射规律的呈现颜色但不染光的透明涂料的制备，包括步骤：
步骤(1)：纳米二氧化钛分散液制备：将3-5nm水性二氧化钛自分散粉(宁波极微纳新材料科技有限公司生产纳米二氧化钛自分散粉)和去离子水配制成浓度为20％的分散液，取中间层10份加入烧杯中，然后加入1.0份相对分子质量9000的表面修饰剂聚乙二醇，并搅拌充分溶解，在40℃、200r/min的速度下搅拌，10min完毕后，加入0.2份分散剂(聚羧酸铵盐，日本诺普科SN5027)，100r/min搅拌2min充分扩散，得到A液。
步骤(2)：将配方量的100份丙烯酸改性水性聚氨酯和20份去离子水加入搅拌器混合，在300r/min的速度搅拌下，高速分散30min后，得到B液。
步骤(3)：按配方量将1份分散剂(聚羧酸铵盐，日本诺普科SN5027)、0.1份消泡剂、3份丙二醇甲醚醋酸酯和去离子水加入备料锅中混合均匀，在1000r/min的速度下搅拌30min，搅拌速度降低至200r/min，缓慢加入A液，继续搅拌，并持续降低搅拌速度，直致溶液均匀无泡，得到C液。
步骤(4)：将C液速度保持在100r/min，40℃，缓慢加入已加热至40℃的B液，加入完成后，在分散机上低速分散10min后，再高速1000R/min分散。高速10min后，观察液体实际透明情况，如因有大颗粒导致透光度较低，则可放入超声波棒进行分散。如因气泡导致的分散不佳，则可继续提高温度至最高80°，低速搅拌，直至用手电筒侧面打光通过溶液时，可看到液体呈现透明蓝色，即得，结果如图1所示。
第二实施例
基于丁达尔效应和散射规律的呈现颜色但不染光的透明涂料的制备，包括步骤：
步骤(1)：5-10nm纳米二氧化硅分散浆液(上海则成化工有限公司T2030)和去离子水配制成二氧化硅固体含量浓度为20％的分散液，在50℃、50r/min的速度下搅拌，15min完毕后，取中间层5份加入烧杯中，然后加入1.0份相对分子质量9000的表面修饰剂聚乙二醇，并搅拌充分溶解，在50℃、100r/min的速度下搅拌，30min完毕后，加入0.2份分散剂(聚羧酸铵盐，日本诺普科SN5027)，100r/min搅拌10min充分扩散，得到A液。
步骤(2)：将配方量的100份丙烯酸改性水性聚氨酯和20份去离子水加入搅拌器混合，在200r/min的速度搅拌下，高速分散60min后，得到B液。
步骤(3)：按配方量将1份分散剂(聚羧酸铵盐，日本诺普科SN5027)、0.1份消泡剂、3份丙二醇甲醚醋酸酯和去离子水加入备料锅中混合均匀，在1000r/min的速度下搅拌30min，搅拌速度降低至200r/min，缓慢加入A液，继续搅拌，并持续降低搅拌速度，直致溶液均匀无泡，得到C液。
步骤(4)：将C液速度保持在100r/min，40℃，缓慢加入已加热至40℃的B液，加入完成后，在分散机上低速分散10min后，再高速1000R/min分散。高速10min后，观察液体实际透明情况，如因有大颗粒导致透光度较低，则可放入超声波棒进行分散。如因气泡导致的分散不佳，则可继续提高温度至最高80°，低速搅拌，直至用手电筒侧面打光通过溶液时，可看到液体呈现透明蓝色，即得。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于丁达尔效应的呈现颜色但不染光的透明涂料，其特征在于，其原料包甲组分和乙组分，其中，按重量份数计：
所述甲组分包括：丙烯酸改性水性聚氨酯涂料90～110份、去离子水20～30份；
所述乙组分包括：丙二醇甲醚醋酸酯3～5份、分散剂1～5份、消泡剂0.1～0.2份、去离子水30～60份、纳米二氧化钛或纳米二氧化硅10～20份。
2.根据权利要求1所述的基于丁达尔效应的呈现颜色但不染光的透明涂料，其特征在于，所述分散剂为聚羧酸铵盐。
3.权利要求1或2得到的基于丁达尔效应的呈现颜色但不染光的透明涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)：纳米二氧化钛分散液制备：将纳米二氧化钛自分散粉和去离子水配制成分散液，取中间层份加入烧杯中，然后加入表面修饰剂聚乙二醇，并搅拌充分溶解，完毕后加入分散剂，搅拌充分溶解，得到A液；
步骤(2)：将丙烯酸改性水性聚氨酯涂料和去离子水加入搅拌器混合，搅拌分散后，得到B液；
步骤(3)：将分散剂、消泡剂、丙二醇甲醚醋酸酯和去离子水加混合均匀，缓慢加入所述A液，继续搅拌，并持续降低搅拌速度，直致溶液均匀无泡，得到C液；
步骤(4)：在C液速中加入已加热后的B液，加入完成后进行分散处理，直至用手电筒侧面打光通过溶液时，看到液体呈现透明蓝色，即得。
4.根据权利要求3所述的透明涂料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，反应过程中观察液体实际透明情况，如因有大颗粒导致透光度较低，则可放入超声波棒进行分散，如因气泡导致的分散不佳，则可继续提高温度至最高80°，直至用正白光手电筒侧面打光通过溶液时，看到液体呈现透明蓝色，但穿过光线保持白色。
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