本发明属于涂料加工技术领域，具体涉及一种高效光诱变色防护涂料。
背景技术：
在当今社会经济高速发展的时代，无论是农业、工业、建筑业等均普遍采用涂料对建筑外体、产品包装和机械外表层进行喷涂，通过对墙体使用涂料喷涂可增加建筑的美观效果，并可有效提高建筑外体和家具的氧化和防腐蚀性能，通过对机械产品外表面进行喷涂使用可提高机械的防锈性能，延长机械的使用寿命，降低机械维修成本；目前，涂料主要分为有机溶性和水溶性涂料，由于有机溶性涂料中采用大量毒性有机溶剂为介质，无论在使用安全方面，还是在环境保护和健康防护方面都具有较大的缺陷，所以水溶性涂料逐渐成为市场的主流产品，也适应了当今健康和环保的生活方式。对于新的建筑可使任意选择适合的水性涂料进行喷涂使用，而对于一些老旧建筑物，其表面已经使用涂料，需要重新涂装时必须对墙体进行打磨除去原有的涂料层，费时费力，并且极大的提高了老旧建筑物的改造成本；并且原有的变色涂料，具有光敏性和可逆性较差，色彩也相对单一，已难以适应现代涂料的多种需求。
技术实现要素：
本发明的目的：对于一些老旧建筑物，其表面已经使用涂料，需要重新涂装时必须对墙体进行打磨除去原有的涂料层，费时费力，并且极大的提高了老旧建筑物的改造成本；并且原有的变色涂料，具有光敏性和可逆性较差，色彩也相对单一，已难以适应现代涂料的多种需求。为解决上述问题，本发明提供了一种高效光诱变色防护涂料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高效光诱变色防护涂料，其包括两层涂料层，分别为a涂料层和b涂料层；
所述的a涂料层，其各配制成分质量计份为：去离子水41-52份、聚砜树脂23-34份、聚乙烯醇17-25份、改性白石墨5-11份、羟基乙酸钾7-13份、乙酯黄酮4-9份、苦参素1-5份、膨润土3-8份、改性变色剂4-7份、催化剂0.5-1.4份、纳米水晶颗粒5-8份、消泡剂1-2份和稳定剂1-3份；
所述的a涂料层，其加工方法包括以下步骤：
d1初步混合：将去离子水升温至67-75℃，再加入聚砜树脂和聚乙烯醇，先使用转速为2100-2500r/min均质搅拌器搅拌混合20-26min，再向其中加入羟基乙酸钾、乙酯黄酮和苦参素混合搅拌，并使用超声波分散器振荡17-26min，然后再使用均质搅拌器搅拌24-36min，保温2-3h，制得初混乳浊液；
d2助剂处理：向膨润土中加入消泡剂和稳定剂，搅拌混合后向其中喷洒膨润土质量0.3%-0.8%的磷酸二氢钾溶液，再加热至53-61℃保温40-52min，制得助剂混合物；
d3变色剂改性：取螺硫吡喃、二苯基乙烯、氧化钨和氯化银搅拌混合，然后置于反应釜中，先向反应釜中充满氮气加热至57-73℃保温32-40min，然后再向反应釜中通入反应釜容积7%-11%的离子化氨气，保温反应2-3h，得变色剂前体，向变色剂前体中加入轻质氧化钙、ce、gd和la混合均匀，制得改性变色剂；
d4白石墨改性：将白石墨放入反应釜中，密封后抽至真空，然后向反应釜中通入反应釜容积5%-8%的臭氧，升温至91-105℃反应70-80min，制得改性白石墨；
d5制a涂料层：向初混乳浊液中加入助剂混合物搅拌均匀，再升温至82-89℃保温1-2h，然后降温至44-57℃加入改性变色剂、改性白石墨、催化剂和纳米水晶颗粒均质搅拌20-27min，再保温处理2-4h，并使用超声波振荡24-32min，制得a涂料层；
所述的b涂料层，其各配制成分质量计份为：去离子水35-43份、四甘醇二丙烯酸酯7-13份、聚砜树脂23-29份、聚乙烯醇15-21份、二氧化钛3-8份、白石墨4-10份、乙基纤维素2-7份、微晶蜡3-6份和大蒜油7-12份；
所述的b涂料层，其加工方法包括以下步骤：
e1：向去离子水中加入四甘醇二丙烯酸酯、聚砜树脂、聚乙烯醇，升温至70-75℃在2400-2700r/min转速下搅拌20-26min，并保温2-3h，制得初混溶液；
e2：将大蒜油置于搅拌桶内，向其中加入二氧化钛、白石墨搅拌混合53-68min，然后密封向搅拌桶中通入臭氧升温至52-64℃静置2-3h，制得大蒜油混合物；
e3：向初混溶液中加入乙基纤维素和微晶蜡混合均匀，然后使用碳酸氢钠调节混合液ph值至7.2-7.5，再加入大蒜油混合物搅拌混合12-17min，再升温至62-69℃保温处理2-4h，并使用超声波振荡21-27min，制得b涂料层。
所述的改性变色剂，其各配制成分质量计份为：螺硫吡喃3-7份、二苯基乙烯2-5份、氧化钨1-3份、氯化银0.5-0.9份、轻质氧化钙1-2份、ce0.1-0.3份、gd0.2-0.6份、la0.2-0.5份。
所述的催化剂，其各配制成分碳纳米纤维：有机硒：氧化锰微粉质量配比为3-5:0.3-0.6:0.5-0.8。
所述的催化剂，其配制方法为：将碳纳米纤维、有机硒和氧化锰置于去离子水中升温至72-79℃蒸煮37-43min，然后向去离子水中加入其质量1.2%-2.4%的益母草碱和去离子水质量0.5%-0.9%的硬质酸钠，搅拌后密封蒸煮2-3h，烘干后制得催化剂。
所述的消泡剂为苯乙酸月桂醇酯。
所述的稳定剂为硬脂酸镁、硬脂酸钾或硬脂酸铝中的一种。
步骤d1所述的超声波分散器，其频率为18-23khz。
步骤d2所述的磷酸二氢钾溶液，其质量浓度为5%-7%。
步骤e2所述的臭氧，其通入量为搅拌桶容积的6%-10%。
所述的a涂料层和b涂料层，可对未使用涂料的墙体外部进行喷涂，也可对已喷涂其他涂料的墙体喷涂使用；先使用a涂料层对墙体喷涂使用，喷涂厚度为2-4mm，待喷涂后的a涂料层干燥至50%-60%时，再喷涂厚度在2-4mm的b涂料层。
本发明相比现有技术具有以下优点：a涂料层中以聚砜树脂和聚乙烯醇为涂料主体成分，可提高涂料的稳定性、安全性和抗氧化性，并且具有较高的使用安全性，采用改性白石墨作为涂料成分，其六角网状结构可有效提高涂料的抗拉伸性能，并且可提高对催化剂和变色剂等成分的固化作用，从而提高涂料的整体抗氧化性、抗断裂性和变色性能，通过臭氧改性提高其表面活性能力，从而提高对其他成分的吸附能力；而采用螺硫吡喃、二苯基乙烯、氧化钨等成分作为变色剂成分，可有效提高变色剂的光敏性和颜色的多样性，通过对变色剂成分的改性反应，可提高变色剂的光敏感度和可逆性性能，从而提高涂料喷涂后的美观效果；向涂料成分中加入纳米水晶颗粒，其良好的折光效果，可有效提高光线在涂料层中的方向折射效果，提高了变色剂的光敏变色性能，并且通过采用碳纳米纤维、有机硒和氧化锰经反应处理后，所制得催化剂可对变色剂成分其他提高光敏性、稳定性和可逆性的效果，从而提高了涂料的光诱变色性能。b涂料层采用四甘醇二丙烯酸酯、聚砜树脂、聚乙烯醇为主要成分，可有效提高涂料外部防护层的抗氧化性、耐腐蚀性等性能，并且其中的二氧化钛经阳光照射，在紫外线作用下可产生少量臭氧，可对墙体涂料起到杀菌和抗氧化的效果，有效提高了涂料的使用寿命，并且b涂料层可对内部的a涂料层起到很好的防护作用。
具体实施方式
实施例1：
一种高效光诱变色防护涂料，其包括两层涂料层，分别为a涂料层和b涂料层；
所述的a涂料层，其各配制成分质量计份为：去离子水42份、聚砜树脂24份、聚乙烯醇18份、改性白石墨6份、羟基乙酸钾8份、乙酯黄酮4.2份、苦参素2份、膨润土4份、改性变色剂4.3份、催化剂0.6份、纳米水晶颗粒5.1份、消泡剂1.2份和稳定剂1.1份；
所述的a涂料层，其加工方法包括以下步骤：
d1初步混合：将去离子水升温至68℃，再加入聚砜树脂和聚乙烯醇，先使用转速为2170r/min均质搅拌器搅拌混合21min，再向其中加入羟基乙酸钾、乙酯黄酮和苦参素混合搅拌，并使用超声波分散器振荡18min，然后再使用均质搅拌器搅拌25min，保温2.5h，制得初混乳浊液；
d2助剂处理：向膨润土中加入消泡剂和稳定剂，搅拌混合后向其中喷洒膨润土质量0.4%的磷酸二氢钾溶液，再加热至54℃保温41min，制得助剂混合物；
d3变色剂改性：取螺硫吡喃、二苯基乙烯、氧化钨和氯化银搅拌混合，然后置于反应釜中，先向反应釜中充满氮气加热至58℃保温33min，然后再向反应釜中通入反应釜容积7.2%的离子化氨气，保温反应2.5h，得变色剂前体，向变色剂前体中加入轻质氧化钙、ce、gd和la混合均匀，制得改性变色剂；
d4白石墨改性：将白石墨放入反应釜中，密封后抽至真空，然后向反应釜中通入反应釜容积5.4%的臭氧，升温至93℃反应71min，制得改性白石墨；
d5制a涂料层：向初混乳浊液中加入助剂混合物搅拌均匀，再升温至83℃保温1.5h，然后降温至45℃加入改性变色剂、改性白石墨、催化剂和纳米水晶颗粒均质搅拌21min，再保温处理2.5h，并使用超声波振荡25min，制得a涂料层；
所述的b涂料层，其各配制成分质量计份为：去离子水36份、四甘醇二丙烯酸酯8份、聚砜树脂24份、聚乙烯醇16份、二氧化钛4份、白石墨5份、乙基纤维素3份、微晶蜡3.2份和大蒜油8份；
所述的b涂料层，其加工方法包括以下步骤：
e1：向去离子水中加入四甘醇二丙烯酸酯、聚砜树脂、聚乙烯醇，升温至71℃在2450r/min转速下搅拌21min，并保温2.5h，制得初混溶液；
e2：将大蒜油置于搅拌桶内，向其中加入二氧化钛、白石墨搅拌混合54min，然后密封向搅拌桶中通入臭氧升温至53℃静置2.5h，制得大蒜油混合物；
e3：向初混溶液中加入乙基纤维素和微晶蜡混合均匀，然后使用碳酸氢钠调节混合液ph值至7.2-7.5，再加入大蒜油混合物搅拌混合13min，再升温至63℃保温处理2.5h，并使用超声波振荡22min，制得b涂料层。
所述的改性变色剂，其各配制成分质量计份为：螺硫吡喃3.4份、二苯基乙烯2.1份、氧化钨1.4份、氯化银0.6份、轻质氧化钙1.3份、ce0.12份、gd0.24份、la0.22份。
所述的催化剂，其各配制成分碳纳米纤维：有机硒：氧化锰微粉质量配比为3:0.32:0.53。
所述的催化剂，其配制方法为：将碳纳米纤维、有机硒和氧化锰置于去离子水中升温至73℃蒸煮38min，然后向去离子水中加入其质量1.3%的益母草碱和去离子水质量0.51%的硬质酸钠，搅拌后密封蒸煮2.5h，烘干后制得催化剂。
所述的消泡剂为苯乙酸月桂醇酯。
所述的稳定剂为硬脂酸镁、硬脂酸钾或硬脂酸铝中的一种。
步骤d1所述的超声波分散器，其频率为19khz。
步骤d2所述的磷酸二氢钾溶液，其质量浓度为5.3%。
步骤e2所述的臭氧，其通入量为搅拌桶容积的6.2%。
所述的a涂料层和b涂料层，可对未使用涂料的墙体外部进行喷涂，也可对已喷涂其他涂料的墙体喷涂使用；先使用a涂料层对墙体喷涂使用，喷涂厚度为2-4mm，待喷涂后的a涂料层干燥至52%时，再喷涂厚度在2-4mm的b涂料层。
实施例2：
一种高效光诱变色防护涂料，其包括两层涂料层，分别为a涂料层和b涂料层；
所述的a涂料层，其各配制成分质量计份为：去离子水51份、聚砜树脂33份、聚乙烯醇24份、改性白石墨10份、羟基乙酸钾12份、乙酯黄酮8.6份、苦参素4.7份、膨润土7.8份、改性变色剂6.7份、催化剂1.3份、纳米水晶颗粒7.8份、消泡剂1.9份和稳定剂2.8份；
所述的a涂料层，其加工方法包括以下步骤：
d1初步混合：将去离子水升温至74℃，再加入聚砜树脂和聚乙烯醇，先使用转速为2460r/min均质搅拌器搅拌混合25min，再向其中加入羟基乙酸钾、乙酯黄酮和苦参素混合搅拌，并使用超声波分散器振荡25min，然后再使用均质搅拌器搅拌35min，保温3h，制得初混乳浊液；
d2助剂处理：向膨润土中加入消泡剂和稳定剂，搅拌混合后向其中喷洒膨润土质量0.76%的磷酸二氢钾溶液，再加热至60℃保温51min，制得助剂混合物；
d3变色剂改性：取螺硫吡喃、二苯基乙烯、氧化钨和氯化银搅拌混合，然后置于反应釜中，先向反应釜中充满氮气加热至72℃保温39min，然后再向反应釜中通入反应釜容积10.8%的离子化氨气，保温反应3h，得变色剂前体，向变色剂前体中加入轻质氧化钙、ce、gd和la混合均匀，制得改性变色剂；
d4白石墨改性：将白石墨放入反应釜中，密封后抽至真空，然后向反应釜中通入反应釜容积7.8%的臭氧，升温至104℃反应78min，制得改性白石墨；
d5制a涂料层：向初混乳浊液中加入助剂混合物搅拌均匀，再升温至88℃保温2h，然后降温至56℃加入改性变色剂、改性白石墨、催化剂和纳米水晶颗粒均质搅拌26min，再保温处理3.5h，并使用超声波振荡31min，制得a涂料层；
所述的b涂料层，其各配制成分质量计份为：去离子水42份、四甘醇二丙烯酸酯12.5份、聚砜树脂28份、聚乙烯醇20份、二氧化钛7.6份、白石墨9份、乙基纤维素6.5份、微晶蜡5.7份和大蒜油11份；
所述的b涂料层，其加工方法包括以下步骤：
e1：向去离子水中加入四甘醇二丙烯酸酯、聚砜树脂、聚乙烯醇，升温至74℃在2680r/min转速下搅拌25min，并保温3h，制得初混溶液；
e2：将大蒜油置于搅拌桶内，向其中加入二氧化钛、白石墨搅拌混合67min，然后密封向搅拌桶中通入臭氧升温至63℃静置3h，制得大蒜油混合物；
e3：向初混溶液中加入乙基纤维素和微晶蜡混合均匀，然后使用碳酸氢钠调节混合液ph值至7.2-7.5，再加入大蒜油混合物搅拌混合16min，再升温至68℃保温处理3.5h，并使用超声波振荡26min，制得b涂料层。
所述的改性变色剂，其各配制成分质量计份为：螺硫吡喃6.7份、二苯基乙烯4.8份、氧化钨2.6份、氯化银0.8份、轻质氧化钙1.9份、ce0.27份、gd0.58份、la0.47份。
所述的催化剂，其各配制成分碳纳米纤维：有机硒：氧化锰微粉质量配比为5:0.56:0.79。
所述的催化剂，其配制方法为：将碳纳米纤维、有机硒和氧化锰置于去离子水中升温至78℃蒸煮42min，然后向去离子水中加入其质量2.3%的益母草碱和去离子水质量0.87%的硬质酸钠，搅拌后密封蒸煮3h，烘干后制得催化剂。
所述的消泡剂为苯乙酸月桂醇酯。
所述的稳定剂为硬脂酸镁、硬脂酸钾或硬脂酸铝中的一种。
步骤d1所述的超声波分散器，其频率为22khz。
步骤d2所述的磷酸二氢钾溶液，其质量浓度为6.8%。
步骤e2所述的臭氧，其通入量为搅拌桶容积的9.7%。
所述的a涂料层和b涂料层，可对未使用涂料的墙体外部进行喷涂，也可对已喷涂其他涂料的墙体喷涂使用；先使用a涂料层对墙体喷涂使用，喷涂厚度为2-4mm，待喷涂后的a涂料层干燥至58%时，再喷涂厚度在2-4mm的b涂料层。
对比1：
本对比1与实施例1比较，未使用a涂料层，其他与实施例1相同。
对比2：
本对比2与实施例2比较，未使用b涂料层，其他与实施例2相同。
对比3：
本对比3与实施例1比较，未使用步骤d3中变色剂改性方法，其他步骤与实施例1相同。
对比4：
本对比4与实施例2比较，未使用a涂料层中的催化剂及加工方法，其他步骤与实施例2相同。
对比5：
本对比5与实施例1比较，未使用b涂料层中的二氧化钛，其他配置成分与实施例1相同。
对照组：以普通水溶性漆为参照对比。
对实施例1、实施例2、对比1、对比2、对比3、对比4、对比5和对照组中所制涂料，对已涂有相同涂料的墙面进行喷涂测试，其中墙体之前所用涂料在使用年限、品种和墙体结构均相同；测试涂料实际干燥时间、色差等级、拉伸强度和变色光照强度、色彩多样性进行对比。
实际干燥时间：乳胶漆在25℃的常温下,实际(完全)干燥时间，根据gb/t1728—1979测试标准及方法检测；
色差等级：根据gb/t9761—2008标准测试。
实验数据：
表1：
综合结果：本发明所制得的防护涂料，与对照组比较，实际干燥时间缩短2天，涂料使用后色差等级在0-1等级范围，相对对照组色差率较小；拉伸强度较对照组涂料提高了0.6mpa；变色光照强度降低了84lux，并且在色彩多样性方面具有良好的效果，可更好的起到美化效果；具有色差小、拉伸强度高和色彩多样等特点，并具有良好的抗氧化性和杀菌性能。