CN114250024A - 一种温感反光涂料及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种温感反光涂料及其应用。一种温感反光涂料，包括底漆、中漆和面漆；所述底漆包括：环氧树脂、膨润土、反光粉、助剂；所述中漆包括：羟基丙烯酸树脂、醋酸丁酸纤维素、膨润土、感温微胶囊粉；所述面漆包括：羟基丙烯酸树脂、膨润土、气相二氧化硅；所述感温微胶囊粉包括：显色剂、隐色剂、聚乙烯醇。本发明创造性的将传统反光涂料和传统温感变色涂料结合起来，形成“智能”反光涂料。能够实现在不同温度下对反光具有选择性。在需要监控远距离大型设备表面涂覆了具有温度感应的反光涂料，则可以简单的观察反光情况来判断温度是否超过临界点。尤其适用于夜晚环境，只需用灯光照射即可。

Description

一种温感反光涂料及其应用

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种温感反光涂料及其应用。

背景技术

反光涂料通常由反光玻璃微珠、树脂、防沉剂、抗老化剂以及溶剂组成，目前主要是采用单涂层，应用于路标、警示牌等。反光涂料依据逆反射原理，能够将光线原路反射回去，起到警示、安全的作用。

现有技术CN 112852210 A提出了一种使用到户外电子产品的反光涂料，其可以实现较好的反光效果。该反光涂料具有靓丽的金属色和丝滑的亲肤手感。但其不够“智能”，应用场景单一。

现有技术CN 108058468 B了一种感温变色发光聚氨酯合成革的制备方法，先对长余辉发光材料进行改性，在其表面引入可与异氰酸酯反应的基团，再将改性后的长余辉发光材料和感温变色材料同时引入聚氨酯涂层中，不仅解决了共混复配型长余辉发光材料与聚氨酯配伍性差、易迁移析出、分布不均匀等问题，而且赋予了聚氨酯涂层良好的感温变色发光特性。该聚氨酯合成革可吸收紫外光和可见光，在可见光照射时随温度变化呈现可逆的颜色变化，并将光能储存起来，夜晚时以发光的形式释放出，且发光颜色可随温度的改变而改变，克服了现有发光材料颜色集中在较窄的波长范围且颜色单一、缺少美感的缺陷。但其只能应用于感温变色的技术领域。

发明内容

本发明的目的是设计一种温感反光涂料，在临界温度上可实现反射效果，在临界温度下则不产生光反射，可应用在需要远距离监控的大型设备的仪表上，通过反光情况来判断温度是否超过临界点，尤其适用于夜晚环境，只需用灯光照射即可。

为了解决上述技术问题，本申请的技术方案如下：

一种温感反光涂料，该温感反光涂料包括底漆、中漆和面漆；

所述底漆包括：环氧树脂、膨润土、反光粉、助剂；

所述中漆包括：羟基丙烯酸树脂、醋酸丁酸纤维素、膨润土、感温微胶囊粉；

所述面漆包括：羟基丙烯酸树脂、膨润土、气相二氧化硅；

所述感温微胶囊粉包括：显色剂、隐色剂、聚乙烯醇。

在本发明中，底漆的主要作用是作为反光层，提供反光效果。中漆的主要作用是提供对温度的感应，当温度高于临界点时，中漆颜色变为透明，此时底漆可进行光反射；当温度低于临界点时，中漆颜色变为不透明，此时底漆不可进行光反射。面漆的主要作用是保护底漆和中漆。

优选的，所述隐色剂为结晶紫内酯。

所述结晶紫内酯的共轭体系中断，本身无色，但它具有与显色剂作用而发色的性能。结晶紫内酯在酸性条件下，内酯环开裂形成醌式大π键有色基团，发出鲜艳的高浓度的蓝紫色，在609.8nm处有最大反射光吸收。

优选的，所述显色剂为双酚A、苯酚、硬脂酸、月桂酸中的一种或几种。

进一步优选的，所述显色剂为双酚A。

结晶紫内酯和显色剂之间因得失电子反应而发色。经过本发明人多次重复试验常识多种显色剂，发现双酚A与结晶紫内酯之间组合，其显色的效果、显色的程度最为明显，显色的速度最快，这与二者之间得失电子的速率匹配密切相关。而苯酚、硬脂酸、月桂酸等其他显色剂与结晶紫内酯之间的得失电子的速率明显不那么匹配，因此，显色效果不如双酚A。

优选的，所述感温微胶囊粉还包括预先溶解显色剂和隐色剂的溶剂。

进一步优选的，所述溶剂为十二醇、十四醇、十六醇或十八醇中的一种或几种。

所述溶剂的选择与显色的温度密切相关。在本发明中，需要在37℃变色，因此优选用十四醇预先溶解双酚A与结晶紫内酯，以达到敏感的变色效果。

优选的，按重量份计，所述底漆包括：环氧树脂20-30份、膨润土0.1-0.8份、反光粉30-60份、助剂0.7-3份。

所述底漆的配比在此范围内，树脂与反光粉的比例较为合适，反光粉太少则反射效果不强，反光粉太多反射效果不会再提升且影响涂层性能。

优选的，所述环氧树脂为NPES-904、NPEL-128、NPES-907中的任意一种或几种。

优选的，所述反光粉为FG26、FG24、FG23中的任意一种或几种。

优选的，所述助剂包括：气相二氧化硅0.1-0.5份、流平剂0.1-0.5份、分散剂0.5-2份。

优选的，所述流平剂为BYK 358N、EFKA 3777、EFKA 3600中的任意一种或几种。

优选的，所述分散剂为EFKA 4010、BYK 163中的任意一种或几种。

优选的，按重量份计，所述底漆还包括溶剂12-24份。

优选的，所述溶剂为二甲苯、三甲苯、PMA、醋酸丁酯、乙酸乙酯中的一种或几种。

进一步优选的，按重量份计，所述溶剂包括：二甲苯3-6份、三甲苯4-8份、PMA 5-10份。

优选的，所述底漆还包括改性脂环胺固化剂。

优选的，按重量份计，所述中漆包括：羟基丙烯酸树脂30-50份、醋酸丁酸纤维素5-10份、膨润土0.1-0.8份、感温微胶囊粉10-20份。

所述中漆在此配比范围性能较为合适，感温微胶囊太少则遮盖力太差，不足以遮盖反光层。感温微胶囊太多，遮盖力不再有明显增加，且影响涂层性能。

优选的，所述羟基丙烯酸树脂为SETALUX 1179 BA-57、SETALUX D A 870BA中的一种或两种。

优选的，所述醋酸丁酸纤维素为伊士曼381-2、381-0.5中的一种或两种。

优选的，所述中漆还包括中漆助剂1.2-5份和中漆溶剂25-50份。

进一步优选的，按重量份计，所述中漆助剂包括：气相二氧化硅0.1-0.5份、流平剂0.1-0.5份、分散剂0.5-2份、紫外线吸收剂0.5-2份。

优选的，所述气相二氧化硅为瓦克HDK H20、赢创R972中的一种或两种。

优选的，所述流平剂为BYK 358N、EFKA 3777、EFKA 3600中的一种或几种。

优选的，所述分散剂为EFKA 4010、BYK 163中的一种或两种。

优选的，按重量份计，所述中漆溶剂包括：二甲苯5-10份、三甲苯10-20份、PMA 10-20份。

优选的，所述感温微胶囊粉的制备方法包括：

S1、变色材料制备：将显色剂、隐色剂按1:3重量比称量，搅拌均匀、溶解，得到变色材料；

S2、变色材料乳化：将变色材料投入含有乳化剂的水溶液中进行乳化，得到变色材料乳液；

S3、微胶囊粉制备：将正丁醛和聚乙烯醇按照0.65:1重量比混合得到A组分；将变色材料乳液和A组分按照2.5:1重量比边搅边混合均匀，调节体系PH值4-5，温度 65℃，反应后倒出，得到感温微胶囊粉。

进一步优选的，所述感温微胶囊粉的制备方法包括：

S1、变色材料制备：将结晶紫内酯、双酚A、十四醇按1:3:60重量比称量，搅拌均匀、溶解，得到变色材料；

S2、变色材料乳化：乳化剂采用OP-10和Span-80按4:1重量比复配，乳化剂浓度4％；将变色材料投入含有乳化剂的水溶液中进行乳化，控制乳化温度45℃，得到变色材料乳液；

S3、微胶囊粉制备：将正丁醛和聚乙烯醇按照0.65:1重量比混合得到A组分；将变色材料乳液和A组分按照2.5:1重量比边搅边混合均匀，调节体系PH值4-5，温度 65℃，搅拌速度1500r/min，反应一段时间后冷却倒出，过滤，清洗后烘干得到感温微胶囊粉。

优选的，按重量份计，所述面漆包括：羟基丙烯酸树脂50-70份、膨润土0.1-0.8份、气相二氧化硅0.1-0.5份。

优选的，所述羟基丙烯酸树脂为湛新SETALUX 1753、同德6765b中的一种或两种。

优选的，所述气相二氧化硅为瓦克HDK H20、赢创R972中的一种或两种。

优选的，按重量份计，所述面漆还包括面漆助剂0.1-0.5、面漆溶剂25-50份。

优选的，所述面漆助剂包括流平剂。

优选的，所述流平剂为BYK 358N、EFKA 3777、EFKA 3600中的一种或几种。

优选的，按重量份计，所述面漆溶剂包括：二甲苯5-10份、三甲苯10-20份、PMA 10-20份。

优选的，所述中漆还包括异氰酸酯固化剂。

优选的，所述面漆还包括异氰酸酯固化剂。

进一步优选的，所述异氰酸酯固化剂为HDI固化剂。

本发明还要求保护所述温感反光涂料在大型设备的温度控制仪表上的应用。

本发明的有益效果为：

本发明的优点是创造性的将传统反光涂料和传统温感变色涂料结合起来，形成“智能”反光涂料。能够实现在不同温度下对反光具有选择性。当温度低于37℃时感温涂层变为蓝色，透光性差，此时处于底部的反光涂层将不能接受外界光源，不产生光反射。当温度高于37℃时，感温涂层变为透明，此时处于底部的反光涂层可以接收到外界光源，产生光反射。例如需要监控远距离大型设备的表面温度，使用仪器测温非常不方便且昂贵，如果设备表面涂覆了具有温度感应的反光涂料，则可以简单的观察反光情况来判断温度是否超过临界点。尤其适用于夜晚环境，只需用灯光照射即可。

该涂料在金属上附着力优异，还具有优异的耐候、耐酸、耐碱等性能。不仅可以“智能”反光，还具有优异的防护性能。

具体实施方式

实施例1

按照表1的配方，分别配置温感反光涂料。表1如下所示。

表1配方表

其中，原料的型号和厂家具体如表2所示。

表2原料的型号和厂家

所述感温微胶囊粉的制备方法包括：

S1、变色材料制备：将结晶紫内酯、双酚A、十四醇按1:3:60重量比称量，搅拌均匀、溶解，得到变色材料；

S2、变色材料乳化：乳化剂采用OP-10和Span-80按4:1重量比复配，乳化剂浓度4％；将变色材料投入含有乳化剂的水溶液中进行乳化，控制乳化温度45℃，得到变色材料乳液；

S3、微胶囊粉制备：将正丁醛和聚乙烯醇按照0.65:1重量比混合得到A组分；将变色材料乳液和A组分按照2.5:1重量比边搅边混合均匀，调节体系PH值4-5，温度 65℃，搅拌速度1500r/min，反应一段时间后冷却倒出，过滤，清洗后烘干得到感温微胶囊粉。

其中感温微胶囊粉中的原料均为市售原料。

漆料施工方法：

底漆：将底漆与固化剂(赢创Ancamine 1618)按重量份数比10：1混合，加入二甲苯(底漆重量的40％)搅拌均匀。采用空气喷涂的方式喷涂于基材上，室温干燥24小时。中漆：将中漆与固化剂(科思创N75)按重量份数比6：1混合，加入二甲苯(中漆重量的50％)搅拌均匀。采用空气喷涂的方式喷涂于底漆涂层上，室温干燥24小时。

面漆：将面漆与固化剂(科思创N75)按重量份数比5：1混合，加入二甲苯(面漆重量的60％)搅拌均匀。采用空气喷涂的方式喷涂于中漆涂层上，室温干燥7天。

然后对漆膜测试性能，具体如表3所示。

表3性能指标

将感温反光涂料施工于仪表盘之后，当温度低于37℃时，涂料颜色为蓝色，当温度高于37℃时，涂料颜色为无色，即把反光底漆显出来。37℃感温反光涂料施工于仪表盘之后，涂料变色具有可逆性，环境温度低于37℃变为蓝色，环境温度高于37℃，涂料无色。

本发明的实施例1-5的附着力、耐盐雾、<37℃的反射强度(体现出感温层对反光层的遮盖力，低温下反射强度越低说明温控反光效果越好)、>37℃的反射强度(体现出当感温层透明时反光层的反光效果，高温下反射强度越高说明温控反光效果越好)均能够满足要求，附着力均大于1级，耐盐雾时间均大于2000小时，低温反射强度均小于 50，高温反射强度均大于200。然而对比例1的底漆反光粉太少、树脂太多导致高温反光强度只有100，效果太差。对比例2的底漆反光粉太多、树脂太少导致附着力只有4 级且耐盐雾只有500小时，不满足防护要求。对比例3的中漆感温微胶囊太少，导致低温时中漆遮盖力不足，无法有效阻止底漆的光反射，温控效果差。对比例4的中漆感温微胶囊太多，导致耐盐雾只有1000小时，且遮盖力太强引起高温反射强度低于200。对比例5去掉底漆反射层后，附着力、耐盐雾均很差，由于只有感温层所以只能在白天方便观察到温度的变化，晚上则无法便捷观察温度变化。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种温感反光涂料，其特征在于，包括底漆、中漆和面漆；

所述底漆包括：环氧树脂、膨润土、反光粉、助剂；

所述中漆包括：羟基丙烯酸树脂、醋酸丁酸纤维素、膨润土、感温微胶囊粉；

所述面漆包括：羟基丙烯酸树脂、膨润土、气相二氧化硅；

所述感温微胶囊粉包括：显色剂、隐色剂、聚乙烯醇。

2.根据权利要求1所述的温感反光涂料，其特征在于，所述显色剂为双酚A、苯酚、硬脂酸、月桂酸中的一种或几种；优选的，所述显色剂为双酚A。

3.根据权利要求1所述的温感反光涂料，其特征在于，所述隐色剂为结晶紫内酯。

4.根据权利要求1所述的温感反光涂料，其特征在于，所述感温微胶囊粉还包括预先溶解显色剂和隐色剂的溶剂；优选的，所述溶剂为十二醇、十四醇、十六醇或十八醇中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的温感反光涂料，其特征在于，按重量份计，所述底漆包括：环氧树脂20-30份、膨润土0.1-0.8份、反光粉30-60份、助剂0.7-3份。

6.根据权利要求1所述的温感反光涂料，其特征在于，按重量份计，所述中漆包括：羟基丙烯酸树脂30-50份、醋酸丁酸纤维素5-10份、膨润土0.1-0.8份、感温微胶囊粉10-20份。

7.根据权利要求1-6任一项所述的温感反光涂料，其特征在于，所述中漆还包括中漆助剂1.2-5份和中漆溶剂25-50份；优选的，按重量份计，所述中漆助剂包括：气相二氧化硅0.1-0.5份、流平剂0.1-0.5份、分散剂0.5-2份、紫外线吸收剂0.5-2份。

8.根据权利要求1所述的温感反光涂料，其特征在于，所述感温微胶囊粉的制备方法包括：

S1、变色材料制备：将显色剂、隐色剂按1:3重量比称量，搅拌均匀、溶解，得到变色材料；

S2、变色材料乳化：将变色材料投入含有乳化剂的水溶液中进行乳化，得到变色材料乳液；

S3、微胶囊粉制备：将正丁醛和聚乙烯醇按照0.65:1重量比混合得到A组分；将变色材料乳液和A组分按照2.5:1重量比边搅边混合均匀，调节体系PH值4-5，温度65℃，反应后倒出，得到感温微胶囊粉。

9.根据权利要求1所述的温感反光涂料，其特征在于，按重量份计，所述面漆包括：羟基丙烯酸树脂50-70份、膨润土0.1-0.8份、气相二氧化硅0.1-0.5份。

10.根据权利要求1-9任一项所述的温感反光涂料在大型设备的温度控制仪表上的应用。