一种教室专用护眼节能增亮涂料及其制备方法和用途与流程

本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种教室专用护眼节能增亮功能涂料及其制备方法。

背景技术：

在低碳生活，节能环保成为我国乃至全世界健康发展的一个主流方向的状况下，降低功耗，节能，将是各领域技术发展的一个重要方向。节能涂料对太阳光具有很高的反射率，能阻缓热能向物体内部传导，并将吸收的热能辐射出去。高的反射率使涂料在高温的夏季降低了建筑表面温度，进而影响了周围环境温度，也可提高光的利用率，投影仪等电子设备能耗降低。随着能耗的降低，二氧化碳(co2)、氮氧化物(nox)、硫氧化物(sox)等的排放也可大量减少，进而达到节能减排的效果。同时涂料的基料为水性乳液，对环境友好，因此节能涂料具有环保节能的功用，符合当今发展的趋势。教室作为重要的教学场所，其亮度、舒适度及其环保性备受关注，开发满足以上要求的教室专用护眼节能增亮涂料具有很大的实际意义。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种教室专用护眼节能增亮功能涂料及其制备方法，该涂料利用微玻璃珠添加剂的反光特性，通过提高墙面反射光线能力，同时利用荧光素钠的光学特性，通过该分子的光吸收和荧光发射，将室内的包括紫外波段的不可见光转化为米黄色可见光。

该涂料能够提高室内光线亮度，在同等亮度条件下，减少教室照明灯具的数量，降低用电瓦数，同时可以提高投影亮度，同等条件下可以使用流明数更低的投影设备，达到节能功效；米黄色光具有较柔和对眼睛刺激小的特点，在赋予涂料以节能增亮特性的同时，达到护眼效果，增加室内教学学习舒适性。由于该涂料具有以上特性，非常适合在教室使用。

本发明为达到预期效果，本发明的技术方案如下：一种教室专用护眼节能增亮涂料，具有护眼节能增亮的功能，所述教室专用护眼节能增亮涂料原料按重量份数计包括：水性聚丙烯酸乳液80-100份，空心玻璃微珠5-10份，红外反射颜料3-8份，荧光素钠0.005-0.01份，成膜助剂2-5份，分散剂0.5-1份，润湿剂0.1-0.2份，消泡剂0.01-0.2份，增稠剂0.01-0.03份，中和剂0.5-2份，去离子水40-50份。

所述的空心玻璃微珠的粒径为≦10μm；

所述的红外反射颜料为金红石型钛白粉；

所述的成膜助剂为丙二醇醚类；

所述的分散剂为市售的lh-yf-201609-d-1水性防沉分散剂7703；

所述的润湿剂为乙醇、甘油、吐温类及十二烷基苯磺酸钠中的任意一种；

所述的消泡剂为市售的sn-defoamer1349水性涂料消泡剂；

所述的增稠剂为聚氨酯缔合类；

所述的中和剂为三乙醇胺或n,n-二甲基乙醇胺；

本发明提供的功能涂料制备方法包括以下步骤:

(1)去除空心玻璃微珠表面杂质并羟基化处理：将空心玻璃微珠在80-90℃水中磁力搅拌1-2h后过滤，水洗2-3次后于50-60℃真空干燥2-3h得到固体。然后将洗净的空心玻璃微珠加入到0.1-1mol/l的碱性溶液中常温磁力搅拌2-3h，超声30-50min，抽滤，干燥得到表面羟基化的空心玻璃微珠。

(2)硅烷偶联剂改性表面羟基化的空心玻璃微珠：将硅烷偶联剂与无水乙醇或去离子水按照1:7-1:10混合搅匀，加入表面羟基化的空心玻璃微珠超声0.5-1h，在40-50℃条件下磁力搅拌2-4h，抽滤，干燥得到表面硅烷偶联化的空心玻璃微珠。

(3)将去离子水置于干燥的反应器中，依次加入分散剂，成膜助剂，润湿剂在转速300-500r/min下低速搅拌均匀，然后加入表面硅烷偶联化的空心玻璃微珠、红外反射颜料和荧光素钠在转速2000-3000r/min高速搅拌1-2h至均匀即可。

(4)将水性丙烯酸乳液加入到步骤3中得到填料中，再加入消泡剂、增稠剂和中和剂在转速200-300r/min下搅拌4-5h，即得水性的教室专用护眼节能增亮涂料。

其中，所述的碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或几种混合溶液。

所述的硅烷偶联剂的型号为kh-550、kh-560、kh-570、kh-580的其中一种或任意几种混合。

所述涂料适合用于教学书写及投影。

本发明的技术特点：

（1）本发明所提供涂料是一种水性的环保涂料；

（2）本发明利用微玻璃珠的光反射特性达赋予涂料增亮效果，实现节能环保；

（3）本发明利用荧光素钠材料的光转换特性，将不可见的紫外光及部分可见光转换为可见的米黄色光，在增亮的同时具有护眼功效，适合墙面投影及教学书写，保证教学质量的条件下，可以在很大程度上降低学习过程中光对学生眼睛的刺激伤害；

（4）本发明提供的教室专用护眼节能增亮涂料具有高反射率，非常适合投影仪的直接投影，在设备流明数低的情况下可以达到较高的亮度，有利于降低能耗；

（5）基于以上特性，本发明所提供的教室专用护眼节能增亮涂料喷涂的墙体可以直接用于教学投影和书写。

附图说明

图1是荧光素钠紫外-可见吸收光谱图；

图2是荧光素钠荧光激发发射谱。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步阐述：

实施例一：

本实施例提供的一种教室专用护眼节能增亮涂料，原料按重量份数包括：水性聚丙烯酸乳液80份，空心玻璃微珠5份，荧光素钠0.005份，金红石型钛白粉2份，1-异丙氧基-2-丙醇2份，分散剂0.5份，吐温600.1份，消泡剂0.03份，聚氨酯0.03份，三乙醇胺0.5份，去离子水40份。

本发明提供的多功能涂料制备步骤为：

（1）去除空心玻璃微珠表面杂质及羟基化处理：将空心玻璃微珠在90℃水中磁力搅拌2h后过滤，水洗2次后于55℃真空干燥3得到固体。然后将洗净的空心玻璃微珠加入到0.1mol/l的氢氧化钠溶液中常温磁力搅拌3h，超声30min，抽滤，干燥得到表面羟基化的空心玻璃微珠。

（2）硅烷偶联剂改性表面羟基化的空心玻璃微珠：将kh-580硅烷偶联剂与无水乙醇按照1:7混合搅匀，加入表面羟基化的空心玻璃微珠超声0.5h，在50℃条件下磁力搅拌2h，抽滤，干燥得到表面硅烷偶联化的空心玻璃微珠。

（3）将去离子水置于干燥的反应器中，依次加入lh-yf-201609-d-1水性防沉分散剂7703，1-异丙氧基-2-丙醇，吐温60在转速500r/min下低速搅拌均匀，然后加入空心玻璃微珠，金红石型钛白粉，荧光素钠在转速2000r/min高速搅拌2h至均匀即可。

（4）将水性丙烯酸乳液加入到步骤3中得到填料中，再加入sn-defoamer1349水性涂料消泡剂，聚氨酯，三乙醇胺在转速200r/min下搅拌5h，即得水性教室专用护眼节能增亮涂料。

实施例二：

一种教室专用护眼节能增亮涂料，原料按重量份数包括：水性聚丙烯酸乳液80份，空心玻璃微珠10份，荧光素钠0.01份，金红石型钛白粉5份，1-异丙氧基-2-丙醇2份，分散剂0.5份，吐温600.1份，消泡剂0.03份，聚氨酯0.03份，三乙醇胺0.5份，去离子水40份。

本发明提供的多功能涂料制备步骤为：

（1）去除空心玻璃微珠表面杂质并羟基化处理：将空心玻璃微珠在90℃水中磁力搅拌2h后过滤，水洗3次后于55℃真空干燥3h得到固体。然后将洗净的空心玻璃微珠加入到0.1mol/l的氢氧化钾溶液中常温磁力搅拌3h，超声30min，抽滤，干燥得到表面羟基化的空心玻璃微珠。

（2）硅烷偶联剂改性表面羟基化的空心玻璃微珠：将kh-570与无水乙醇按照1:10混合搅匀，加入表面羟基化的空心玻璃微珠超声0.5h，在50℃条件下磁力搅拌2h，抽滤，干燥得到表面硅烷偶联化的空心玻璃微珠。

（3）将去离子水置于干燥的反应器中，依次加入lh-yf-201609-d-1水性防沉分散剂7703，1-异丙氧基-2-丙醇，吐温60在转速500r/min下低速搅拌均匀，然后加入空心玻璃微珠，金红石型钛白粉，荧光素钠在转速3000r/min高速搅拌2h至均匀即可。

（4）将水性丙烯酸乳液加入到步骤3中得到填料中，再加入sn-defoamer1349水性涂料消泡剂，聚氨酯，三乙醇胺在转速200r/min下搅拌5h，即得水性多功能涂料。

实施例三：

一种教室专用护眼节能增亮涂料，原料按重量份数计包括：将空心玻璃微珠在水性聚丙烯酸乳液100份，空心玻璃微珠5份，荧光素钠0.005份，金红石型钛白粉3份，1-甲氧基-2-丙醇3份，分散剂0.5份，十二烷基苯磺酸钠0.1份，消泡剂0.03份，聚氨酯0.01份，n,n-二甲基乙醇胺1份，去离子水50份。

本发明提供的多功能涂料制备步骤为：

（1）去除空心玻璃微珠表面杂质并羟基化处理：85℃水中磁力搅拌2h后过滤，水洗3次后于60℃真空干燥2h得到固体。然后将洗净的空心玻璃微珠加入到1mol/l的碳酸钠溶液中常温磁力搅拌3h，超声40min，抽滤，干燥得到表面羟基化的空心玻璃微珠。

（2）硅烷偶联剂改性表面羟基化的空心玻璃微珠：将kh-550与去离子水按照1:7混合搅匀，加入表面羟基化的空心玻璃微珠超声0.5h，在45℃条件下磁力搅拌3h,抽滤，干燥得到表面硅烷偶联化的空心玻璃微珠。

（3）将去离子水置于干燥的反应器中，依次加入lh-yf-201609-d-1水性防沉分散剂7703，1-甲氧基-2-丙醇，十二烷基苯磺酸钠在转速500r/min下低速搅拌均匀，然后加入空心玻璃微珠，金红石型钛白粉，荧光素钠在转速3000r/min高速搅拌1h至均匀即可。

（4）将水性丙烯酸乳液加入到步骤3中得到填料中，再加入sn-defoamer1349水性涂料消泡剂，聚氨酯，n,n-二甲基乙醇胺在转速300r/min下搅拌4h，即得水性教室专用护眼节能增亮涂料。

实施例四：

一种教室专用护眼节能增亮涂料，原料按重量份数计包括：水性聚丙烯酸乳液100份，空心玻璃微珠10份，荧光素钠0.01份，金红石型钛白粉3份，1-甲氧基-2-丙醇3份，分散剂0.5份，十二烷基苯磺酸钠0.1份，消泡剂0.03份，聚氨酯0.01份，n,n-二甲基乙醇胺1份，去离子水50份。

本发明提供的多功能涂料制备步骤为：

（1）去除空心玻璃微珠表面杂质并羟基化处理：将空心玻璃微珠在85℃水中磁力搅拌2h后过滤，水洗3次后于60℃真空干燥2h得到固体。然后将洗净的空心玻璃微珠加入到1mol/l的碳酸钾溶液中常温磁力搅拌3h，超声50min，抽滤，干燥得到表面羟基化的空心玻璃微珠。

（2）硅烷偶联剂改性表面羟基化的空心玻璃微珠：将kh-560与去离子水按照1:10混合搅匀，加入表面羟基化的空心玻璃微珠超声1h，在45℃条件下磁力搅拌3h，抽滤，干燥得到表面硅烷偶联化的空心玻璃微珠。

（3）将去离子水置于干燥的反应器中，依次加入lh-yf-201609-d-1水性防沉分散剂7703，1-甲氧基-2-丙醇，十二烷基苯磺酸钠在转速500r/min下低速搅拌均匀，然后加入空心玻璃微珠，金红石型钛白粉，荧光素钠在转速3000r/min高速搅拌1h至均匀即可。

（4）将水性丙烯酸乳液加入到上述制备的填料中，再加入sn-defoamer1349水性涂料消泡剂，聚氨酯，n,n-二甲基乙醇胺在转速300r/min下搅拌4h，即得水性教室专用护眼节能增亮涂料。