CN1123612C - 一种水性丙烯酸蓄能发光涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环境友好水性蓄能发光涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。组成包括主要成膜物质丙烯酸类乳液，结构式为(0.15～2.0)MO·Al2O3·(0～1.0)SiO2：(0.02～0.10)Eu2O3，(0.02～0.10)R2O3的发光材料，以及体质颜料、其他常用涂料助剂和水。本发明水性丙烯酸蓄能发光涂料无毒无害，环境友好，经自然光、灯光等照射后具有较强的发光亮度，发光余辉时间长于12小时，可涂覆在各种物体表面。
Description
本发明涉及一种环境友好水性蓄能发光涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。
过去的发光涂料多采用过渡金属激活的ZnS系列发光材料。由于该类发光材料余辉只能达到1-2小时，受紫外线照射或与氧接触后易变质失效，已逐渐被市场所淘汰。九十年代发展起来的稀土激活碱土金属铝酸盐系列长余辉的发光材料，其余辉时间可达12小时以上，而且具有耐热、抗氧化性能好、无毒、无放射性危害等优点而在涂料中得以开发应用。近几年，国外已将用SrAl2O4∶Eu2+系列发光材料制作的发光涂料在水运、交通和消防领域中逐步推广。例如，2000年1月8日《世界报道》(《World Reporter》January 18，2000)介绍了一种丙烯酸树酯疏水发光船用涂料，该涂料采用ZnS和铝酸锶两种发光材料作为发光体。美国专利(US 5874491)介绍环氧树脂水性发光涂料，其中发光材料为铕激活的碱土金属铝酸盐。美国专利(US 5665793，US 5472737)分别介绍了丙烯酸改性的聚氨酯水性道路漆的组成。国内以稀土激活铝酸盐发光材料为颜料的发光涂料已有专利报道，例如，中国发明专利公开号CN1084535A，介绍了一种夜光涂料，该涂料以铕激活的碱土金属铝酸盐发光材料20％～70％，成品油漆20％～75％，或环氧、醇酸、过氧乙烯、三聚氰胺树脂等形成的透明复合树脂30％～70％，配合料0～15％。1998年第7期《涂料工业》8-12报道了“铝酸锶铕类长余辉荧光涂料的发光性能的研究”。该研究采用铝酸锶类发光材料，制备了不饱和聚酯树脂和环氧树脂涂料。2000年第3期《中国涂料》40-41也报道了“新型墙体发光涂料”，该涂料以稀土激活铝酸盐为发光体，是一种溶剂型涂料。上述国内外发光涂料存在如下缺陷，一方面许多发光涂料为溶剂型涂料，对环境产生危害；另一方面，现有的水性环氧树脂涂料为双组分涂料，施工不便；水性聚氨酯涂料耐侯性较差，不利于在环境差的领域应用。
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种环境友好的水性丙烯酸蓄能发光涂料。
本发明是通过如下技术方案实现的。
本发明水性丙烯酸蓄能发光涂料组成包括主要成膜物质丙烯酸类乳液，结构式为：(0.15～2.0)MO·Al2O3·(0～1.0)SiO2∶(0.02～0.10)Eu2O3，(0.02～0.10)R2O3的发光材料，以及体质颜料、其他常用涂料助剂和水，其重量份为：丙烯酸类乳液50～80份，发光材料15～40份，体质颜料1.0～6.5份，其他涂料助剂为1.0～8.5份，水40～80份。其中的发光材料的辅助激活元素R为：镝、铈、钕、镨、钐、铽、钬、铒、铥、镱的一种或多种，MO为氧化锶及氧化钙、氧化钡、氧化镁的一种或多种。
上述丙烯酸类乳液为纯丙乳液、醋丙乳液、苯丙乳液的一种或多种。
上述体质颜料为轻质碳酸钙、膨润土、超细滑石粉和气相二氧化硅的一种或多种。
其它常用涂料助剂为：
成膜助剂 酯醇十二或丙二醇苯醚，
分散剂 聚羧酸盐(分子量为4000～8000)，
消泡剂 醋酸三丁酯，
防霉剂 五氯苯酚，
增稠剂 碱溶胀性丙烯酸。
上述发光涂料的发光材料是经过包膜处理的。包膜物质为：丙烯酸蜡、聚乙烯蜡、硅烷偶联剂的一种或多种，包膜量为发光材料重量的百分比为：0.1～1.5％。包膜溶剂为无水乙醇、二甲苯、醋酸丁酯的一种或多种，溶剂用量为发光材料重量的45～65％。
制备上述水性丙烯酸蓄能发光涂料的的方法包括步骤如下：
1)将包膜物质充分溶解于溶剂中，按比例加入发光材料细粉，在球磨机中球磨1～3小时，出浆，真空干燥，得到包膜发光粉。
2)将水、成膜助剂、丙烯酸类乳液、体质颜料和包膜发光粉依次加入到配料罐中，搅拌，然后，倒入球磨机中研磨混合30～60分钟，加入分散剂、消泡剂、防霉剂、增稠剂等常用涂料助剂，再球磨10～20分钟，出浆，得到成品涂料。
本发明是一种以稀土激活碱土金属铝酸盐、铝硅酸盐发光材料为颜料，以丙烯酸类乳液为主要成膜物质的单组分水性蓄能发光涂料。该水性丙烯酸蓄能发光涂料无毒无害，环境友好，经自然光、灯光等照射后具有较强的发光亮度，发光余辉时间长于12小时，可涂覆在各种物体表面，广泛用于道路、船舶、建筑、消防标志、标牌等领域。
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
1)称取丙烯酸蜡300克，溶解于50升二甲苯溶液中，加入100千克蓝绿发光粉，球磨2小时，出浆，真空干燥，得到蓝绿色包膜发光粉。蓝绿发光粉的结构式为：0.75SrO·Al2O3∶0.045Eu2O3，0.060Dy2O3。
2)量取50千克水倒入配料罐中，分别称取成膜助剂酯醇十二3.8千克，分散剂聚羧酸盐(分子量5040)0.8千克，纯丙乳液54千克，超细滑石粉3.6千克，包膜发光粉36千克，依次加入到配料罐中，搅拌，然后加入到球磨机中球磨40分钟，称取消泡剂醋酸三丁酯0.6千克，防霉剂五氯苯酚0.5千克，增稠剂碱溶胀性丙烯酸0.7千克，加入到球磨机中，再球磨15分钟，出浆，成品包装。
该发光涂料在暗处发出蓝绿色光，涂覆于塑料、木材表面0.3毫米，按照德国DIN67510标准测定发光强度达到3658mcd/m2，10小时余辉21.6mcd/m2。
实施例2
所用的包膜发光粉同实施例1。
量取50千克水倒入配料罐中，分别称取成膜助剂酯醇十二3.6千克，分散剂聚羧酸盐(分子量6000)0.8千克，苯丙乳液70千克，碳酸钙1.6千克，超细滑石粉1.6千克，气相二氧化硅0.6千克，包膜发光粉20千克，依次加入到配料罐中，搅拌，然后加入到球磨机中球磨50分钟，称取消泡剂醋酸三丁酯0.8千克，防霉剂五氯苯酚0.4千克，增稠剂碱溶胀性丙烯酸0.8千克，加入到球磨机中，再球磨15分钟，出浆，成品包装。
该发光涂料在暗处发出蓝绿色光，涂覆于塑料、金属表面0.3毫米，按照德国DIN67510标准测定发光强度达到3130mcd/m2，10小时余辉10.6mcd/m2。
实施例3
1)称取聚乙烯蜡350克，溶解于60升无水乙醇中，加入100千克黄绿发光粉，球磨1.5小时，出浆，真空干燥，得到黄绿色包膜发光粉。黄绿发光粉的结构式为：SrO·Al2O3·0.1SiO2∶0.035Eu2O3，0.040Dy2O3。
2)量取50升水倒入配料罐中，分别称取成膜助剂酯醇十二4.2千克，分散剂聚羧酸盐(分子量4500)0.8千克，纯丙乳液66千克，膨润土6.0千克，包膜发光粉20千克，依次加入到配料罐中，搅拌，然后加入到球磨机中球磨50分钟，称取消泡剂醋酸三丁酯1.0千克，防霉剂五氯苯酚0.8千克，增稠剂碱溶胀性丙烯酸1.2千克，加入到球磨机中，再球磨15分钟，出浆，成品包装。
该发光涂料在暗处发出黄绿色光，涂覆于水泥、木板或金属表面0.3毫米，按照德国DIN67510标准测定发光强度达到3740mcd/m2，10小时余辉9.6mcd/m2。
实施例4
所用包膜发光粉同实施例3。
量取50升水倒入配料罐中，分别称取成膜助剂丙二醇苯醚4.6千克，分散剂聚羧酸盐(分子量6500)0.8千克，醋丙乳液70千克，碳酸钙2.0千克，超细滑石粉1.6千克，气相二氧化硅0.8千克，包膜发光粉18千克，依次加入到配料罐中，搅拌，然后加入到球磨机中球磨50分钟，称取消泡剂醋酸三丁酯0.8千克，防霉剂五氯苯酚0.4千克，增稠剂碱溶胀性丙烯酸1.0千克，加入到球磨机中，再球磨15分钟，出浆，成品包装。
该发光涂料在暗处发出黄绿色光，涂覆于塑料、木材表面0.3毫米，按照德国DIN67510标准测定发光强度达到3420mcd/m2，10小时余辉7.6mcd/m2。
Claims (6)
1.一种水性丙烯酸蓄能发光涂料，其特征在于，组成包括：主要成膜物质丙烯酸类乳液，结构式为(0.15～2.0)MO·Al2O3·(0～1.0)SiO2∶(0.02～0.10)Eu2O3，(0.02～0.10)R2O3的发光材料，以及体质颜料、其他常用涂料助剂和水，各组份的重量份为：丙烯酸类乳液50～80份，发光材料15～40份，体质颜料1.0～6.5，其他涂料助剂为1.0～8.5份，水40～80份；其中，发光材料的辅助激活元素R为：镝、铈、钕、镨、钐、铽、钬、铒、铥、镱的一种或多种，MO为氧化锶及氧化钙、氧化钡、氧化镁的一种或多种，所述的发光材料是经过包膜处理的。
2.如权利要求1所述的水性丙烯酸蓄能发光涂料，其特征在于，所述丙烯酸类乳液为纯丙乳液、醋丙乳液、苯丙乳液的一种或多种。
3.如权利要求1或2所述的水性丙烯酸蓄能发光涂料，其特征在于，所述体质颜料为轻质碳酸钙、膨润土、超细滑石粉和气相二氧化硅的一种或多种。
4.如权利要求1或2所述的水性丙烯酸蓄能发光涂料，其特征在于，其它常用涂料助剂为：
成膜助剂 酯醇十二或丙二醇苯醚，
分散剂 分子量为4000～8000聚羧酸盐，
消泡剂 醋酸三丁酯，
防霉剂 五氯苯酚，
增稠剂碱 溶胀性丙烯酸。
5.如权利要求1或2所述的水性丙烯酸蓄能发光涂料，其特征在于，所述的包膜处理的包膜物质为：丙烯酸蜡、聚乙烯蜡、硅烷偶联剂的一种或多种，包膜量为发光材料重量的百分比为：0.1～1.5％，包膜溶剂为无水乙醇、二甲苯、醋酸丁酯的一种或多种，溶剂用量为发光材料重量的45～65％。
6.一种制备权利要求1～5所述的水性丙烯酸蓄能发光涂料的的方法，包括步骤如下：
(1)将包膜物质充分溶解于溶剂中，按比例加入发光材料细粉，在球磨机中球磨1～3小时，出浆，真空干燥，得到包膜发光粉；
(2)将水、成膜助剂、丙烯酸类乳液、体质颜料和包膜发光粉依次加入到配料罐中，搅拌，然后，倒入球磨机中研磨混合30～60分钟，加入分散剂、消泡剂、防霉剂、增稠剂常用涂料助剂，再球磨10～20分钟，出浆，得到成品涂料。
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