CN113845804A

CN113845804A - 一种蓄能型发光涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN113845804A
Application number: CN202111366787.XA
Authority: CN
Inventors: 唐念; 周永言; 孙东伟
Original assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Current assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date: 2021-11-18
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2021-12-28

Abstract

本发明公开了一种蓄能型发光涂料及其制备方法。涂料包括如下质量百分比计的组分：成膜物质30％～50％、夜光粉20％～40％、固化剂10％～15％、稀释剂8％～12％、分散剂0.5％～2％、消泡剂0.1％～0.5％、防沉剂0.2％～0.5％、增稠剂0.3％～0.7％。本发明的蓄能型发光涂料可以拥有多种光色，还同时具备较高的初始发光亮度、余辉持久、防水、耐高温、耐腐蚀、耐候和附着力强的性能。

Description

一种蓄能型发光涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种蓄能型发光涂料及其制备方法。

背景技术

蓄能型环保发光涂料属于近代高科技功能材料，能吸收和储存太阳光或人造光源的能量，然后在黑暗处将吸收的能量以可见光的形式缓慢释放来，发光时间持续10小时以上。这种发光涂料由于其拥有超长余辉、高亮度、长发光时间、无放射等优点，应用十分广泛。

蓄能型发光涂料虽然具有众多优异的性能，但目前其应用依然有限，尤其在一些面积较大的场所，如建筑内外墙涂料、地坪等难以被推广使用。主要原因如下：(1)从经济层面上，蓄能型发光涂料成本较高，难以大面积推广使用；(2)从技术层面上，蓄能型发光涂料综合性能难以满足多变环境的使用要求，特别是耐候性、耐冲击、耐划伤性能不强；发光颜料的尺寸较大、与树脂的相容性不好、在涂料中的分散不理想；涂料制备、涂装工艺复杂，且大多需要配合底漆或者罩面漆使用；涂料含有较多有机溶剂，涂装过程环境污染较大。因此，为了满足不同场合的涂装和指标要求，人们越来越期望开发出更多高性能的蓄能型发光涂料。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种蓄能型发光涂料。

本发明的另一目的在于提供上述蓄能型发光涂料的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种蓄能型发光涂料，包括如下质量百分比计的组分：成膜物质30％～50％、夜光粉20％～40％、固化剂10％～15％、稀释剂8％～12％、分散剂0.5％～2％、消泡剂0.1％～0.5％、防沉剂0.2％～0.5％、增稠剂0.3％～0.7％。

优选地，所述成膜物质为氟碳清漆。

优选地，所述夜光粉为稀土激活碱土金属铝酸盐系发光颜料中的一种或多种；更优选地，为CaAl₂O₄∶Eu²⁺,Nd³⁺、Sr₄Al₁₄O₂₅∶Eu²⁺,Dy³⁺和SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺中至少一种。

优选地，所述夜光粉的粒径为5μm～70μm。

优选的，所述固化剂为脂肪族异氰酸酯；更优选地，为二环己基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中至少一种。

优选的，所述稀释剂为醋酸丁酯和醇醚类溶剂中的至少一种。

优选的，所述分散剂为聚醚改性硅氧烷。

优选的，所述消泡剂为非硅聚醚改性共聚物。

优选的，所述防沉剂为改性聚脲防沉剂。

优选的，所述增稠剂为非离子缔合型聚氨酯增稠剂。

上述蓄能型发光涂料的制备方法，包括以下步骤：将成膜物质、稀释剂搅拌，加入分散剂、消泡剂、防沉剂、增稠剂，第二次搅拌，加入夜光粉，第三次搅拌，加入固化剂，第四次搅拌，得到涂料。

优选地，所述搅拌为150-300转/分钟搅拌10-15min。

优选地，所述第二次搅拌为150-300转/分钟搅拌5-10min。

优选地，所述第三次搅拌为500-700转/分钟搅拌15-20min。

优选地，所述第四次搅拌为300-500转/分钟搅拌10-30min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的蓄能型发光涂料可以拥有多种光色，同时具备较高的初始发光亮度，余辉持久，耐水性好，耐热性出色，耐腐蚀，耐候，硬度高。

附图说明

图1是15种不同夜光粉掺量的发光涂料余辉初始亮度检测结果图。

图2是实施例1-4发光涂料的涂层在黑暗环境下发光强度随时间变化的检测结果图。

图3是实施例4发光涂料的耐水性测试结果图。

图4是实施例4发光涂料的耐热性测试结果图。

图5是实施例4发光涂料的耐腐蚀性测试结果图。

图6是实施例4发光涂料的耐候性测试结果图。

图7是实施例4发光涂料的硬度测试结果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种蓄能型发光涂料，其原料按质量百分比计包括：氟碳清漆40％、固化剂(二环己基甲烷二异氰酸酯)12％、稀释剂(醋酸丁酯)10％、SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺黄绿光夜光粉(粒径50μm)35％、分散剂(聚醚改性硅氧烷F4250，佛山市奥纳聚合物有限公司)1.5％、消泡剂(聚醚改性共聚物F291，佛山市奥纳聚合物)0.5％、防沉剂(改性聚脲化合物F5705，佛山市奥纳聚合物)0.4％、增稠剂(非离子缔合型聚氨酯F620，佛山市奥纳聚合物)0.6％。

上述蓄能型发光涂料的制备方法：

步骤1：按比例称取各原料。

步骤2：在搅拌条件下，依次将氟碳清漆、醋酸丁酯稀释剂加入到容器内进行混合搅拌；混合搅拌速度为150转/分钟，混合搅拌15分钟。

步骤3：向容器中加入分散剂、消泡剂、防沉剂、增稠剂，混合搅拌均匀；混合搅拌速度为200转/分钟，混合搅拌10分钟。

步骤4：缓慢加入SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺黄绿光夜光粉，将搅拌速度调高至500转/分钟，搅拌分散15分钟。

步骤5：将搅拌速度调低至300转/分钟，缓慢加入二环己基甲烷二异氰酸酯固化剂，搅拌分散10分钟，即得到蓄能型发光涂料。

实施例2

一种蓄能型发光涂料，其原料按质量百分比计包括：氟碳清漆45％、固化剂(二环己基甲烷二异氰酸酯)13％、稀释剂(乙二醇乙醚醋酸酯)10％、Sr₄Al₁₄O₂₅∶Eu²⁺,Dy³⁺蓝绿光夜光粉(粒径20μm)30％、分散剂1.2％、消泡剂0.3％、防沉剂0.2％、增稠剂0.3％(分散剂、消泡剂、防沉剂、增稠剂与实施例1相同)。

上述蓄能型发光涂料的制备方法：

步骤1：按比例称取各原料。

步骤2：在搅拌条件下，依次将氟碳清漆、稀释剂加入到容器内进行混合搅拌；混合搅拌速度为100转/分钟，混合搅拌12分钟。

步骤3：向容器中加入分散剂、消泡剂、防沉剂、增稠剂，混合搅拌均匀；混合搅拌速度为150转/分钟，混合搅拌10分钟。

步骤4：缓慢加入Sr₄Al₁₄O₂₅∶Eu²⁺,Dy³⁺蓝绿光夜光粉，将搅拌速度调高至600转/分钟，搅拌分散15分钟。

步骤5：将搅拌速度调低至400转/分钟，缓慢加入二环己基甲烷二异氰酸酯固化剂，搅拌分散20分钟，即得到蓄能型发光涂料。

实施例3

一种蓄能型发光涂料，其原料按质量百分比计包括：氟碳清漆50％、固化剂(六亚甲基二异氰酸酯)15％、稀释剂(乙二醇乙醚醋酸酯)12％、SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺黄绿光夜光粉(粒径60μm)20％、分散剂1.4％、消泡剂0.4％、防沉剂0.5％、增稠剂0.7％(分散剂、消泡剂、防沉剂、增稠剂与实施例1相同)。

上述蓄能型发光涂料的制备方法：

步骤1：按比例称取各原料。

步骤2：在搅拌条件下，依次将氟碳清漆、稀释剂加入到容器内进行混合搅拌；混合搅拌速度为250转/分钟，混合搅拌15分钟。

步骤3：向容器中加入分散剂、消泡剂、防沉剂、增稠剂，混合搅拌均匀；混合搅拌速度为300转/分钟，混合搅拌10分钟。

步骤4：缓慢加入SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺黄绿光夜光粉，将搅拌速度调高至650转/分钟，搅拌分散16分钟。

步骤5：将搅拌速度调低至550转/分钟，缓慢加入六亚甲基二异氰酸酯固化剂，搅拌分散25分钟，即得到蓄能型发光涂料。

实施例4

一种蓄能型发光涂料，其原料按质量百分比计包括：氟碳清漆36％、固化剂(六亚甲基二异氰酸酯)11％、稀释剂(醋酸丁酯)9.5％、CaAl₂O₄∶Eu²⁺,Nd³⁺蓝紫光夜光粉(粒径50μm)40％、分散剂1.8％、消泡剂0.5％、防沉剂0.5％、增稠剂0.7％(分散剂、消泡剂、防沉剂、增稠剂与实施例1相同)。

上述蓄能型发光涂料的制备方法：

步骤1：按比例称取各原料。

步骤2：在搅拌条件下，依次将氟碳清漆、醋酸丁酯稀释剂加入到容器内进行混合搅拌；混合搅拌速度为200转/分钟，混合搅拌13分钟。

步骤3：向容器中加入分散剂、消泡剂、防沉剂、增稠剂，混合搅拌均匀；混合搅拌速度为250转/分钟，混合搅拌10分钟。

步骤4：缓慢加入SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺黄绿光夜光粉，将搅拌速度调高至600转/分钟，搅拌分散12分钟。

步骤5：将搅拌速度调低至500转/分钟，缓慢加入六亚甲基二异氰酸酯固化剂，搅拌分散30分钟，即得到蓄能型发光涂料。

对比例

表1

表1列出了针对夜光粉掺量进行的实验，标样⑨、⑧、⑥、⑩依次分别为上述实施例1-4，其余11个标样均是将实施例1中夜光粉掺量调整得到。图1是对15种不同夜光粉掺量的发光涂料进行余辉初始亮度检测的结果。检测方法：将发光涂料进行涂装，得到的涂层在太阳光下暴露9小时，再置于黑暗环境下进行检测。

性能检测

图2为实施例1-4的发光涂料的涂层在黑暗环境下发光强度随时间变化的检测结果，结果显示涂层在在黑暗处有着12小时以上的超长余辉。

将实施例1-4的发光涂料的涂层进行常规的耐水性和耐热性测试，然后用48W的日光灯发光源激发30分钟，再置于黑暗环境下进行测试，测试结果见表2。

表2

从表2可以看出，本发明提供的蓄能型发光涂料余辉亮度高，余辉时间长。

耐水性测试(GB 1733-93)：

在玻璃水槽中加入去离子水，调节水温至25℃，并在整个实验过程中保持该温度。将实施例1-4的涂料涂布试板，待涂料实干后将试板放入玻璃水槽中，使每块试板长度的2/3浸泡于水中。浸泡5天后将试板从槽中取出，用滤纸吸干，立即目视检查试板，并记录是否有失光、变色、起泡、起皱、脱落、生锈等现象。采用环氧树脂替代实施例1中氟碳清漆，得到的涂料作为对照进行耐水性测试。结果显示，实施例1-4的涂料涂布的试板无变化，而环氧树脂所制得的涂料表面出现了大量乳白色膜状物，边缘有略微卷起(对照和实施例4涂料的测试结果见图3)，表明采用氟碳清漆得到的发光涂料可在空气中，甚至是潮湿的环境中长期使用，耐水性好。

耐热性测试(GB/T 1735-2009)：

实施例1-4的涂料涂布试板，涂料实干后将试板放入规定温度的鼓风烘箱中，试板距离烘箱每一面的距离为100mm，试板相互间隔为20mm，在规定温度下将试板放置5天。5天后将试板从烘箱中取出并使之冷却至室温。采用环氧树脂替代实施例1中的氟碳清漆，得到的涂料作为对照进行耐热性测试。检查试板，看涂层的颜色是否有变化、涂层是否有被破坏的现象。结果显示，实施例1-4涂料制备的涂层表面、颜色及边缘均无明显变化，而环氧树脂制备的涂料，其涂层表面颜色已经开始泛黄，边缘有胶状物溢出(对照和实施例4涂料的测试结果见图4)。结果表明，相对于环氧树脂涂料，本发明采用氟碳清漆制备的涂料具有更为出色的耐热性，可用于极端外部环境。

耐腐蚀性测试(GB1763-79)：

将实施例1-4的涂料按GB1763-79在底材上制备涂层，在恒温恒湿条件下干燥48小时后投入实验。分别将硫酸和氢氧化钠用蒸馏水配成5％wt溶液。将试板三分之二的面积分别浸入温度为25℃的酸溶液和碱溶液中，待达到产品标准规定的浸泡时间后取出试板，用自来水洗除酸和碱迹，并用滤纸吸干。观察涂层有无剥落、起皱、起泡、生锈、变色和失光等现象。结果表明，浸泡于酸溶液和碱溶液后的试板均无剥落、起皱、起泡、生锈、变色和失光的现象(实施例4涂料的测试结果如图5所示)。

耐候性测试(GB/T 9276-1996)：

将实施例1-4的涂料涂布试板，涂料实干后将试板置于80℃的热水中浸泡1h，再经冷水冲洗降温，然后至于零下20℃的冷冻箱中低温冷冻1h，循环三次后观察样品外观、发光情况。

实验结果显示，经三次冷热循环后，试板表面及边缘无明显变化。经48W灯箱照射30min后，试板仍然发光良好，表明形貌无变化，表明实施例1-4的涂料经过人工高低温老化后仍具耐候性(实施例4涂料的测试结果如图6所示)。

硬度测试(GB6739-2006)：

将实施例1-4的涂料涂布试板，涂料实干后在试板上进行了四次硬度测试，采用硬度为6H、4H和3H、2H的铅笔。结果显示，采用6H、4H和3H进行测试的试板均出现凹痕，而采用2H铅笔进行测试的试板没有留下凹痕，故实施例1-4的涂料硬度为2H(实施例4涂料的测试结果如图7所示)。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种蓄能型发光涂料，其特征在于，包括如下质量百分比计的组分：成膜物质30％～50％、夜光粉20％～40％、固化剂10％～15％、稀释剂8％～12％、分散剂0.5％～2％、消泡剂0.1％～0.5％、防沉剂0.2％～0.5％、增稠剂0.3％～0.7％。

2.根据权利要求1所述蓄能型发光涂料，其特征在于，所述成膜物质为氟碳清漆。

3.根据权利要求1所述蓄能型发光涂料，其特征在于，

所述夜光粉为稀土激活碱土金属铝酸盐系发光颜料中的一种或多种；

所述固化剂为脂肪族异氰酸酯。

4.根据权利要求3所述蓄能型发光涂料，其特征在于，

所述夜光粉为CaAl₂O₄∶Eu²⁺,Nd³⁺、Sr₄Al₁₄O₂₅∶Eu²⁺,Dy³⁺和SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺中至少一种；

所述固化剂为二环己基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中至少一种。

5.根据权利要求1所述蓄能型发光涂料，其特征在于，所述夜光粉的粒径为5μm～70μm。

6.根据权利要求1所述蓄能型发光涂料，其特征在于，所述稀释剂为醋酸丁酯和醇醚类溶剂中的至少一种。

7.根据权利要求1所述蓄能型发光涂料，其特征在于，

所述分散剂为聚醚改性硅氧烷；

所述消泡剂为非硅聚醚改性共聚物。

8.根据权利要求1所述蓄能型发光涂料，其特征在于，

所述防沉剂为改性聚脲防沉剂；

所述增稠剂为非离子缔合型聚氨酯增稠剂。

9.权利要求1-8任一项所述蓄能型发光涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将成膜物质、稀释剂搅拌，加入分散剂、消泡剂、防沉剂、增稠剂，第二次搅拌，加入夜光粉，第三次搅拌，加入固化剂，第四次搅拌，得到涂料。

10.根据权利要求9所述蓄能型发光涂料的制备方法，其特征在于，

所述搅拌为150～300转/分钟搅拌10～15min；

所述第二次搅拌为150～300转/分钟搅拌5～10min；

所述第三次搅拌为500～700转/分钟搅拌15～20min；

所述第四次搅拌为300～500转/分钟搅拌10～30min。