CN115746604A - 一种可循环显色的防腐氟碳涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可循环显色的防腐氟碳涂料及其制备方法。制备方法包括下述：将结晶紫内酯、双酚A和硬脂酸正丁酯混合后，加热溶解，冷却后得到复配溶液；将复配溶液、硬脂酸与乳化剂混合后，再加入水进行搅拌乳化，得到乳液；在预聚体溶液中缓慢滴加乳液，在pH=4~5条件下反应，然后抽滤、干燥得到显色微胶囊粉末；在氟碳乳液中添加显色微胶囊粉末、分散剂、增稠剂后，再加入成膜助剂、水后，混合均匀即可。本发明的涂料颜色随着温度变化敏感，变色时间短，表现出很好的可逆性，可应用于对温度敏感环境下的设备设施的涂装，如金属贮罐、钢结构的涂装，从而有助于对被涂装设备设施温度的辅助调节，更好发挥被涂装设备设施应有功能。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，尤其是涉及一种可循环显色的防腐氟碳涂料及其制备方法。
背景技术
温感变色(简称温变材料)是一种随温度上升或下降而反复改变颜色的功能性特殊材料。温变涂料和涂层属于温变材料，也叫温变油墨或温变油漆，它是由感温变色颜料调制而成的。感温变色涂料由电子转移型有机化合物体系制备而成。电子转移型有机化合物是一类具有特殊化学结构的有机发色体系，在特定温度下因电子转移使该有机物的分子结构发生变化，从而实现颜色转变。
但目前绝大多数的变温显色涂料的精度在10~15℃，变温灵敏度低，无法满足某些特殊场合精准变色调温的需求。尤其是当温度变化一定幅度后，涂料颜色才有较大变化，这时再去调节涂料的环境储存温度就显得较为迟滞。因此开发出温差间隔小、色差明显、精准度高、变色时间快的新型涂料类型是发展变色涂料的首要任务。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可循环显色的防腐氟碳涂料及其制备方法。该制备方法得到的涂料颜色随着温度变化敏感，变色温度在36~40℃，而且表现出很好的可逆性，可应用于对温度敏感环境下的设备设施的涂装，如金属贮罐、钢结构的涂装，从而有助于对被涂装设备设施温度的辅助调节，更好发挥被涂装设备设施应有功能。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：
一种可循环显色的防腐氟碳涂料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将结晶紫内酯、双酚A和硬脂酸正丁酯混合后，加热溶解，冷却后得到复配溶液；
（2）将复配溶液、硬脂酸与乳化剂混合后，再加入水进行搅拌乳化，得到乳液；
（3）在预聚体溶液中缓慢滴加乳液，在pH=4~5条件下反应，然后抽滤、干燥得到显色微胶囊粉末；
（4）在氟碳乳液中添加显色微胶囊粉末、分散剂、增稠剂后，搅拌均匀，再加入成膜助剂、水后，混合均匀即可。
优选的，所述的结晶紫内酯、双酚A和硬脂酸正丁酯的质量比较佳的为1：（2~3）：（20:25）。
优选的，所述的复配溶液、硬脂酸与乳化剂的质量比较佳的为1:（2~3）：（8~10）。
优选的，步骤（2）中，乳化剂与水的质量比较佳的为（4~5）:100。
优选的，所述的乳化剂较佳的为烷基酚聚氧乙烯醚-10（OP-10）与吐温-80的混合物；更佳的为烷基酚聚氧乙烯醚-10与吐温-80按质量比为2:1~3:1的混合物。
优选的，所述的预聚体较佳的为聚乙烯醇缩丁醛；所述的预聚体溶液较佳的通过下述方法制得：在聚乙烯醇溶液中，缓慢加入正丁醛，调节混合液pH值为4~5，搅拌反应，即得。所述的聚乙烯醇与正丁醛的质量比较佳的为1：（0.5~0.7）。
优选的，步骤（3）中，所述的反应的温度较佳的60~70℃，反应的时间较佳的为4~5小时。
优选的，步骤（4）中，所述的增稠剂较佳的为聚乙烯醇。
优选的，步骤（4）中，所述的分散剂较佳的为微晶石蜡。
优选的，步骤（4）中，所述的搅拌的转速较佳的为500~1500rpm，搅拌的时间较佳的为10~30min。
优选的，步骤（4）中，所述的氟碳乳液与所述的显色微胶囊粉末的质量比较佳的为（30~40）:1。
所述的水性氟碳乳液可为本领域常规使用的各种水性氟碳乳液，较佳地为上海鸿科化工有限公司生产的水性氟碳乳液HK8333-45、长兴化学工业股份有限公司的水性氟碳乳液4303和北京恒瑞硕源科技有限公司的水性氟碳乳液CYWF-1128Y中的一种或多种。
所述的成膜助剂可为本领域常规使用的成膜助剂，较佳地为伊士曼化工有限公司（EASTMAN）生产的成膜助剂Texanol。
本发明还提供了上述制备方法得到的可循环显色的防腐氟碳涂料。
本发明的涂料中通过添加含有结晶紫内酯、双酚A的显色微胶囊，实现涂料颜色随温度的变化而变化；进一步通过添加了硬脂酸，在温度变化时，变色更加敏感。当存储涂料的环境有些许温度变化，即可通过涂料颜色观察到，这样可以及时改变存储涂料的温度，实现涂料的长期稳定保存。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的涂料颜色随着温度变化敏感，变色温度在36~40℃，变色时间短，而且表现出很好的可逆性，可应用于对温度敏感环境下的设备设施的涂装，如金属贮罐、钢结构的涂装，从而有助于对被涂装设备设施温度的辅助调节，更好发挥被涂装设备设施应有功能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1、4中采用的氟碳乳液为上海鸿科化工有限公司生产的水性氟碳乳液HK8333-45，实施例2采用的氟碳乳液是长兴化学工业股份有限公司的水性氟碳乳液4303，实施例3采用的氟碳乳液是北京恒瑞硕源科技有限公司的水性氟碳乳液CYWF-1128Y。
成膜助剂为伊士曼化工有限公司（EASTMAN）生产的成膜助剂Texanol。
实施例1
本实施例的涂料制备方法如下：
（1）将结晶紫内酯、双酚A和硬脂酸正丁酯混合后（结晶紫内酯、双酚A和硬脂酸正丁酯的质量比为1：3：24），85℃加热溶解反应3小时后，自然冷却后得到复配溶液；
（2）将复配溶液、硬脂酸与乳化剂混合后，再加入水进行搅拌乳化2小时，得到乳液；复配溶液、硬脂酸与乳化剂、水的质量比为1：3：9：200；乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚-10与吐温-80按质量比为2:1的混合物；
（3）制备预聚体溶液：在聚乙烯醇溶液中，缓慢加入正丁醛，调节混合液pH值为4，50℃搅拌反应4小时，得到预聚体溶液；所述的聚乙烯醇与正丁醛的质量比为1：0.6。在上述制备得到的预聚体溶液100g中缓慢滴加步骤（2）制备的乳液30g，在pH=5条件下60℃反应，然后抽滤、干燥得到显色微胶囊粉末；
（4）在35g氟碳乳液中添加步骤（3）制得的1g显色微胶囊粉末、0.5g分散剂微晶石蜡、5g增稠剂聚乙烯醇后，搅拌均匀，再加入1g成膜助剂、30g水后，混合均匀即得到可循环显色的防腐氟碳涂料。
该例的涂料在储存过程中，当环境温度为30℃时，涂料颜色没有明显变化，当环境温度变为37℃时，涂料颜色变为鲜艳的蓝紫色，变色时间为32s。当环境温度降低回复到30℃以下时，涂料恢复，复色时间为40s。
对该实施例的涂料进行常规性能检测，结果如下表：
实施例2
本实施例的涂料制备方法如下：
（1）将结晶紫内酯、双酚A和硬脂酸正丁酯混合后（结晶紫内酯、双酚A和硬脂酸正丁酯的质量比为1：2：20），80℃加热溶解反应3小时后，自然冷却后得到复配溶液；
（2）将复配溶液、硬脂酸与乳化剂混合后，再加入水进行搅拌乳化2小时，得到乳液；复配溶液、硬脂酸与乳化剂、水的质量比为1：2：8：200；乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚-10与吐温-80按质量比为2:1的混合物；
（3）制备预聚体溶液：在聚乙烯醇溶液中，缓慢加入正丁醛，调节混合液pH值为4，50℃搅拌反应4小时，得到预聚体溶液；所述的聚乙烯醇与正丁醛的质量比为1：0.6。在上述制备得到的预聚体溶液100g中缓慢滴加步骤（2）制备的乳液30g，在pH=4条件下70℃反应，然后抽滤、干燥得到显色微胶囊粉末；
（4）在30g氟碳乳液中添加步骤（3）制得的1g显色微胶囊粉末、0.5g分散剂微晶石蜡、6g增稠剂聚乙烯醇后，搅拌均匀，再加入1g成膜助剂、20g水后，混合均匀即得到可循环显色的防腐氟碳涂料。
该例的涂料在储存过程中，当环境温度为30℃时，涂料颜色没有明显变化，当环境温度变为38℃时，涂料颜色变为鲜艳的蓝紫色，变色时间为30s。当环境温度降低回复到30℃以下时，涂料恢复，复色时间为41s。
对该实施例的涂料进行常规性能检测，结果如下表：
实施例3
本实施例的涂料制备方法如下：
（1）将结晶紫内酯、双酚A和硬脂酸正丁酯混合后（结晶紫内酯、双酚A和硬脂酸正丁酯的质量比为1：2：20），80℃加热溶解反应3小时后，自然冷却后得到复配溶液；
（2）将复配溶液、硬脂酸与乳化剂混合后，再加入水进行搅拌乳化2小时，得到乳液；复配溶液、硬脂酸与乳化剂、水的质量比为1：3：10：200；乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚-10与吐温-80按质量比为3:1的混合物；
（3）制备预聚体溶液：在聚乙烯醇溶液中，缓慢加入正丁醛，调节混合液pH值为5，50℃搅拌反应4小时，得到预聚体溶液；所述的聚乙烯醇与正丁醛的质量比为1：0.6。在上述制备得到的预聚体溶液100g中缓慢滴加步骤（2）制备的乳液30g，在pH=4条件下60℃反应，然后抽滤、干燥得到显色微胶囊粉末；
（4）在30g氟碳乳液中添加步骤（3）制得的0.9g显色微胶囊粉末、0.5g分散剂微晶石蜡、6g增稠剂聚乙烯醇后，搅拌均匀，再加入1g成膜助剂、25g水后，混合均匀即得到可循环显色的防腐氟碳涂料。
该例的涂料在储存过程中，当环境温度为30℃时，涂料颜色没有明显变化，当环境温度变为36℃时，涂料颜色变为鲜艳的蓝紫色，变色时间为31s。当环境温度降低回复到30℃以下时，涂料恢复，复色时间为42s。
对该实施例的涂料进行常规性能检测，结果如下表：
实施例4
本实施例的涂料制备方法如下：
（1）将结晶紫内酯、双酚A和硬脂酸正丁酯混合后（结晶紫内酯、双酚A和硬脂酸正丁酯的质量比为1：2：20），80℃加热溶解反应3小时后，自然冷却后得到复配溶液；
（2）将复配溶液、硬脂酸与乳化剂混合后，再加入水进行搅拌乳化2小时，得到乳液；复配溶液、硬脂酸与乳化剂、水的质量比为1：2：8：100；乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚-10；
（3）制备预聚体溶液：在聚乙烯醇溶液中，缓慢加入正丁醛，调节混合液pH值为4，40℃搅拌反应4小时，得到预聚体溶液；所述的聚乙烯醇与正丁醛的质量比为1：0.6。在上述制备得到的预聚体溶液100g中缓慢滴加步骤（2）制备的乳液30g，在pH=4条件下60℃反应，然后抽滤、干燥得到显色微胶囊粉末；
（4）在30g氟碳乳液中添加步骤（3）制得的1g显色微胶囊粉末、0.5g分散剂微晶石蜡、6g增稠剂聚乙烯醇后，搅拌均匀，再加入1g成膜助剂、20g水后，混合均匀即得到可循环显色的防腐氟碳涂料。
该例的涂料在储存过程中，当环境温度为30℃时，涂料颜色没有明显变化，当环境温度变为37℃时，涂料颜色变为鲜艳的蓝紫色，变色时间为31s。当环境温度降低回复到30℃以下时，涂料恢复，复色时间为42s。
对该实施例的涂料进行常规性能检测，结果如下表：
对比例1
与实施例1相比，在步骤（2）中不添加硬脂酸，其他参数条件与实施例1均相同。
该例的涂料在储存过程中，当环境温度为30℃时，涂料颜色没有明显变化，当环境温度变为41℃时，涂料颜色变为鲜艳的蓝紫色，变色时间为42s。当环境温度降低回复到30℃以下时，涂料恢复，复色时间为54s。
涂料的常规性能与实施例1无差别。
对比例2
与实施例1相比，在步骤（2）中将硬脂酸替换为丙烯酸，其他参数条件与实施例1均相同。
该例的涂料在储存过程中，当环境温度为30℃时，涂料颜色没有明显变化，当环境温度变为41℃时，涂料颜色变为鲜艳的蓝紫色，变色时间为43s。当环境温度降低回复到30℃以下时，涂料恢复，复色时间为58s。
涂料的常规性能与实施例1无差别。
必须加以强调的是，上述的详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，但该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本发明的专利范围中。
Claims (10)
1.一种可循环显色的防腐氟碳涂料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）将结晶紫内酯、双酚A和硬脂酸正丁酯混合后，加热溶解，冷却后得到复配溶液；
（2）将复配溶液、硬脂酸与乳化剂混合后，再加入水进行搅拌乳化，得到乳液；
（3）在预聚体溶液中缓慢滴加乳液，在pH=4~5条件下反应，然后抽滤、干燥得到显色微胶囊粉末；
（4）在氟碳乳液中添加显色微胶囊粉末、分散剂、增稠剂后，搅拌均匀，再加入成膜助剂、水后，混合均匀即可。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的结晶紫内酯、双酚A和硬脂酸正丁酯的质量比为1：（2~3）：（20:25）；所述的复配溶液、硬脂酸与乳化剂的质量比较佳的为1:（2~3）：（8~10）。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，乳化剂与水的质量比为（4~5）:100。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚-10（OP-10）与吐温-80的混合物；更佳的为烷基酚聚氧乙烯醚-10与吐温-80按质量比为2:1~3:1的混合物。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的预聚体为聚乙烯醇缩丁醛；所述的预聚体溶液较佳的通过下述方法制得：在聚乙烯醇溶液中，缓慢加入正丁醛，调节混合液pH值为4~5，搅拌反应，即得；所述的聚乙烯醇与正丁醛的质量比较佳的为1：（0.5~0.7）。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的反应的温度为60~70℃，反应的时间为4~5小时。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述的增稠剂为聚乙烯醇；所述的分散剂为微晶石蜡。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述的氟碳乳液与所述的显色微胶囊粉末的质量比为（30~40）:1。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的水性氟碳乳液为上海鸿科化工有限公司生产的水性氟碳乳液HK8333-45、长兴化学工业股份有限公司的水性氟碳乳液4303和北京恒瑞硕源科技有限公司的水性氟碳乳液CYWF-1128Y中的一种或多种。
10.一种由如权利要求1~9中任一项所述的制备方法制得的可循环显色的防腐氟碳涂料。
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| CN111218147A (zh) * | 2020-02-14 | 2020-06-02 | 深圳供电局有限公司 | 可逆变色材料、可逆示温涂料及其制备方法和应用 |
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-
2022
- 2022-11-03 CN CN202211368659.3A patent/CN115746604A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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