防潮型水性夜光涂料的制作方法

本发明涉及一种涂料，更具体地说，它涉及一种防潮型水性夜光涂料。

背景技术：

目前夜光交通标识普遍是由夜光漆直接涂覆在道路上而成，而夜光漆中添加了稀土掺杂碱土金属铝酸盐长余辉发光材料极易与雨水和空气中的水汽发生水解，使得夜光交通标识失去指引疏导作用。以稀土掺杂碱土金属铝酸盐长余辉发光材料sral2o4:eu²⁺,dy³⁺为例，在sral2o4:eu²⁺,dy³⁺与水接触时，会缓慢发生如下水解反应：sral2o4+4h2o→sr2+2oh^-+2al(oh)3↓，该反应会生成氢氧化铝，并使体系的ph值升高，既破坏了发光粉原来的晶体结构，又影响了体系的酸碱平衡。作为夜光交通标识，需长期暴露于雨水，潮湿的环境下，防水性和耐湿性要求很高。而现有的夜光交通标识都无法满足这一要求。

为解决现有夜光涂料防水耐湿性差的问题，现有申请公开号为cn105400338a的中国专利公开了一种防水蓄能夜光交通标识涂层，所述防水蓄能夜光交通标识涂层包括：夜光发光层、清漆层和防水底层，所述夜光发光层的下表面设有防水底层，所述夜光发光层的上表面设有清漆层。其通过设置清漆层和防水底层将夜光发光层与外界隔开，因此，周围环境的水分子不会引起夜光发光层中的稀土掺杂碱土金属铝酸盐长余辉发光材料水解，极大增强了夜光发光层的防水耐湿性能。

但是，上述专利公开了的夜光涂层仍然存在如下缺陷：

1）需要按照防水底层、夜光发光层、清漆层的顺序依次施工，需养护至一层涂料完全固化后才能进行下层施工，极大增加了施工繁琐度和延长了施工周期；

2）室外条件下，清漆因暴晒、气温骤变、刮伤等因素均容易出现开裂情况，开裂后容易使得水分经由裂缝渗入夜光发光层，进而引起夜光材料水解。

因而，如何研发一种施工简单、防水防潮效果更佳的夜光涂料成为业内有待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种防潮型水性夜光涂料，其具有施工简便、防潮性佳的优势。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种防潮型水性夜光涂料，包括a组分和b组分，b组分为胺类固化剂，使用时按质量比100:（4-6）将a组分和b组分混匀后施加于施工基面即可，所述a组分包括按重量份计的如下组分，

丙烯酸类聚合物乳液40-50份

羟乙基纤维素醚1-5份

夜光着色剂1-5份

防沉剂1-3份

阻燃剂1-3份

消泡剂0.5-0.8份

去离子水20-30份；

其中，夜光着色剂经由如下工艺制备而得，

按重量份配比称取聚二甲基硅氧烷40-50份、聚甲基三氟丙基硅氧烷40-50份、夜光粉10-15份、交联剂1-5份、促进剂1-5份混匀后，加入硫化剂10-12份混匀后得混合料；于100-120℃条件下，对混合料进行喷雾造粒；研磨，过60目筛，即得夜光着色剂。

通过采用上述技术方案，至少具有如下有益效果：

涂料以丙烯酸类聚合物乳液作为主要成分，与胺类固化剂反应后即形成具有良好的附着牢度和韧性的涂层，使用耐久。羟乙基纤维素醚的掺入主要是为了提高涂层的附着牢度和增加涂料体系粘度的作用，使得夜光着色剂能够稳定分散；防沉剂具有提升涂料体系中固态组分分散均匀性的作用，能与羟乙基纤维素醚起到协同作用；消泡剂用于去除涂料制备或施工过程中产生的气泡，减少了施工后涂层中残留的气泡，使得涂层致密性好，不易鼓泡、开裂、渗水；阻燃剂可提升涂层的阻燃性能，增加了涂料的适用性，使得本发明的涂料适用于常规阻燃要求的场合。

夜光着色剂具有吸收紫外线蓄能、在夜间释放荧光的性能，可使得由本发明涂料涂覆形成的标记、图案在夜间清晰显示；同时，本发明的夜光着色剂经由特殊工艺制备而得，夜光着色剂粉末或颗粒本身具有极佳的防水防潮性，不易出现受潮水解现象。

夜光着色剂制备工艺中以聚二甲基硅氧烷、聚甲基三氟丙基硅氧烷、硫化剂为主要成分，混配得到硅橡胶体系，然后掺入粉末状的夜光粉、用于促进聚合物组分相互交联的交联剂和用于加速硫化的促进剂，刚配置的混合物仍呈液态，可以一定压力喷出形成细微颗粒的喷雾；混合物的喷雾在100-120℃条件下，聚硅氧烷组分、促进剂、交联剂和硫化剂发生反应快速固化，形成细微粉末状颗粒，得到的颗粒内芯为夜光粉颗粒、外包硅橡胶保护层；硅橡胶本身具有良好的弹性、耐候性、耐水性，从而使得夜光粉颗粒自身具有良好的防水防潮性能；过筛后的夜光粉颗粒均匀，可直接掺入丙烯酸涂料体系，制得的夜光涂料具有良好的反光性和防水防潮性，同时由于硅橡胶的弹性也使得涂层具有良好的抗开裂性和冲击吸收能力；此外，由于是单颗夜光粉表面均包覆有硅橡胶保护层，使得即便涂层被划伤或开裂，也不易出现因裂缝处渗水造成的夜光粉水解现象。具体地，夜光粉选择市售商品型的夜光粉或自制夜光粉均可。

掺加本发明特殊工艺制得的夜光着色剂配置的涂料直接喷涂或批刮施工于施工基面即可，相较于现有分层施工的夜光涂层结构，施工更为简单、高效、周期短，且具有相当的防水防潮效果，而且在涂层出现少量开裂、鼓泡时水分对夜光组分的性能基本无影响。

进一步地，所述夜光粉为sral2o4：eu²⁺，dy³⁺荧光粉。

夜光粉的选择基本不受限制，自制夜光粉或市售商品型夜光粉均可，以稀土掺杂碱土金属铝酸盐长余辉发光材料更佳，能够获得亮度更高的荧光。具体地，可以选择参照授权公告号为cn105400338a的中国专利公开文本提供的制备方法制得的sral2o4:eu²⁺,dy³⁺、caal2o4:eu²⁺,nd³⁺或sr4al14o25:eu²⁺,dy³⁺荧光粉，或者深圳市翔彩化工有限公司生产的xc型夜光粉、深圳市兴亮丽科技有限公司生产的长效夜光粉h40和长效夜光粉h30等。

进一步地，所述硫化剂为2,4-二氯过氧化苯甲酰。

通过采用上述技术方案，2,4-二氯过氧化苯甲酰相较于过氧化苯甲酰（bpo）硫化更高效，有效缩短了硫化反应时间，使得制备夜光着色剂时，喷涂可迅速硫化得到粉末状的夜光着色剂，使得本发明方案容易实现。

进一步地，所述交联剂为正硅酸乙酯。

通过采用上述技术方案，可有效起到增加聚有机硅氧烷硫化反应交联度的作用，使得硅橡胶高分子包覆于夜光粉颗粒表面，形成高弹、防水防潮的保护层。

进一步地，所述促进剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。

通过采用上述技术方案，可显著提高制备夜光着色剂的硅橡胶体系的硫化速率，使得在喷雾后，于特定温度环境小聚硅氧烷混合物体系能够迅速硫化形成固态颗粒。

进一步地，所述丙烯酸类聚合物乳液由弹性丙烯酸乳液和刚性丙烯酸乳液按质量比（0.6-0.8）：1混合而成。

通过采用上述技术方案，得到的涂层兼具耐磨性和柔韧性，附着牢度佳，不易开裂且耐候性佳。

进一步地，所述防沉剂为气相二氧化硅。

通过采用上述技术方案，可有效减少涂料体系中夜光着色剂等固态组分的沉降离析，使得涂料a组分稳定，更容易存储。

进一步地，所述消泡剂为有机硅消泡剂。

通过采用上述技术方案，消泡抑泡效果佳，可有效减少涂料配置过程中产生的气泡。

进一步地，所述阻燃剂为玻璃粉。

玻璃粉透明度高、透光度好，适量插入能够大幅提升涂层的阻燃性能。同时，由于玻璃粉的掺入，使得涂层的附着牢度得以提升而且耐磨性更佳。

进一步地，所述a组分经由如下工艺制备而得，

将按比例称取的羟乙基纤维素醚和消泡剂加入到去离子水中，搅拌溶解后；加入丙烯酸类聚合物乳液继续搅拌，分散均匀；继续加入阻燃剂、防沉剂和夜光着色剂搅拌分散均匀，即得a组分；

其中，夜光着色剂经由如下工艺制备而得，

按重量份配比称取聚二甲基硅氧烷40-50份、聚甲基三氟丙基硅氧烷40-50份、夜光粉10-15份、交联剂1-5份、促进剂1-5份混匀后，加入硫化剂10-12份混匀后得混合料；于100-120℃条件下，对混合料进行喷雾造粒；研磨，过60目筛，即得夜光着色剂。

通过采用上述技术方案，制得的涂料一次施工即可获得具有夜光性能、良好附着牢度和耐老化性能、较佳耐磨性和冲击吸收能力的夜光涂层，且涂层防水防潮性佳，不易出现夜光粉受潮水解的问题。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、以特定工艺制得表面包覆有高弹、防潮硅橡胶保护层的夜光着色剂作为夜光着色成分，以水性丙烯酸聚合物体系作为涂料的主体成分，制得的夜光涂料水性环保，施工后附着牢度佳、防水防潮性好，而且施工可以一次性完成，施工简便、周期短；

2、夜光粉颗粒表面均包覆有硅橡胶保护层使得即使涂层出现轻微开裂、鼓泡，也不易因为水分渗入造成夜光粉受潮水解，使得涂层的防水防潮性远优于现有技术；

3、本发明的夜光涂料还具有优异的耐磨性、冲击吸收能力和良好的阻燃性能。

附图说明

图1为实施例中防潮性水性夜光涂料的制备工艺流程图；

图2为实施例中夜光着色剂制备用喷雾干燥系统的结构示意图。

图中：1、热风发生装置；2、气力输送管道；3、干燥筒；4、气固分离装置；5、旋风除尘器；6、喷嘴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一、材料来源

下述各实施例所用原材料来源信息如表1所示：

表1

二、夜光着色剂及其制备

夜光着色剂1：

夜光着色剂1由表2所示配比的原料制备而得，

表2

参照图1，夜光着色剂1的具体制备工艺为，

将按表2配比称取聚二甲基硅氧烷、聚甲基三氟丙基硅氧烷、sral2o4：eu²⁺，dy³⁺荧光粉夜光粉、正硅酸乙酯和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷混匀后，加入2,4-二氯过氧化苯甲酰混匀后得混合料；然后于120℃条件下，对混合料进行喷雾造粒；研磨，过60目筛，即得夜光着色剂1。

参照图2，喷雾造粒步骤采用图2所示喷雾干燥系统完成。该喷雾干燥系统包括气力输送管道2、与气力输送管道2连通的干燥筒3、连通于干燥筒3出料端的气固分离装置4和用于对气固分离装置4排出的尾气进行处理的旋风除尘器5。其中，气力输送管道2远离干燥筒3的一端设有热风发生装置1，以用于产生高温热风。气力输送管道2与干燥筒3连接处设有用于喷雾的喷嘴6，喷嘴6最准干燥筒3内腔。喷雾干燥系统整体构造和轻骨料生产所用的热风干燥系统基本相同，干燥筒3选择的是三回程干燥筒3，其工作原理与专利文件cn109028907a、cn208901835u公开的干燥系统类似。经由喷嘴6将配置的混合料喷入干燥筒3，在气力输送管道2输送的热风传送下，喷雾升温，促使聚硅氧烷发生硫化反应，固化形成包覆于夜光粉颗粒表面的硅橡胶保护层。气力输送使得固化后的颗粒或粉粒能够沿管路输送，进入气固分离装置4。进入气固分离装置4后，风速减慢，固态颗粒沉降分离；细微粉尘随热空气排出，最终旋风除尘器5分离处理。分离的固体颗粒状的夜光着色剂经由研磨，过60目筛后，可用于夜光涂料配置。

夜光着色剂2：

夜光着色剂2由表3所示配比的原料制备而得，

表3

参照图1，夜光着色剂2的具体制备工艺为，

将按表3配比称取聚二甲基硅氧烷、聚甲基三氟丙基硅氧烷、sral2o4：eu²⁺，dy³⁺荧光粉夜光粉、正硅酸乙酯和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷混匀后，加入2,4-二氯过氧化苯甲酰混匀后得混合料；然后于110℃条件下，对混合料进行喷雾造粒；研磨，过60目筛，即得夜光着色剂2。其中，喷雾造粒步骤采用与制备夜光着色剂1相同的喷雾干燥系统。

夜光着色剂3：

夜光着色剂3由表4所示配比的原料制备而得，

表4

参照图1，夜光着色剂3的具体制备工艺为，

将按表4配比称取聚二甲基硅氧烷、聚甲基三氟丙基硅氧烷、sral2o4：eu²⁺，dy³⁺荧光粉夜光粉、正硅酸乙酯和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷混匀后，加入2,4-二氯过氧化苯甲酰混匀后得混合料；然后于100℃条件下，对混合料进行喷雾造粒；研磨，过60目筛，即得夜光着色剂3。其中，喷雾造粒步骤采用与制备夜光着色剂1相同的喷雾干燥系统。

夜光着色剂4-9：

夜光着色剂4-9的制备方法以夜光着色剂2的制备工艺为基础，区别仅在于：各组分的配比不同，具体如表5所示，

表5

三、夜光涂料及其制备

实施例1-3：

实施例1-3均涉及一种防潮型水性夜光涂料，包括a组分和b组分，b组分为胺类固化剂，本实施例中b组分选择2-甲基戊二胺，a组分由表6所示配比的原料制备而得，

表6

参照图1，a组分的制备工艺流程为：

将按比例称取的羟乙基纤维素醚和有机硅消泡剂d-10x加入到去离子水中，搅拌溶解后；加入纯丙烯酸弹性乳液primal™ac-855、丙烯酸聚合物乳液apr-968lo继续搅拌，分散均匀；继续加入玻璃粉、气相二氧化硅qs-20和夜光着色剂1搅拌分散均匀，即得a组分。

使用时，按质量比100：（4-6）将a组分和b组分混匀后施加于施工基面，养护至涂料固化即可。其中，实施例1-3的夜光涂料使用时a组分与b组分的混合比依次为100:4、100:5、100:6。

实施例4-6：

实施例4-6均涉及一种防潮型夜光涂料，以实施例2为基础，与实施例2的区别仅在于：a组分的原料配比不同，具体如7所示，

表7

其中，实施例4中所用丙烯酸类聚合物乳液由纯丙烯酸弹性乳液primal™ac-855和丙烯酸聚合物乳液apr-968lo按质量比0.6:1混合而成；实施例5中所用丙烯酸类聚合物乳液由纯丙烯酸弹性乳液primal™ac-855和丙烯酸聚合物乳液apr-968lo按质量比0.7:1混合而成；实施例6中所用丙烯酸类聚合物乳液由纯丙烯酸弹性乳液primal™ac-855和丙烯酸聚合物乳液apr-968lo按质量比0.8:1混合而成。

实施例7-14:

实施例7-14均涉及一种防潮型夜光涂料，以实施例6为基础，与实施例6的区别仅在于：选用的夜光着色剂不同，具体如表8所示，

表8

对照例1：

一种夜光涂料，与实施例6的区别仅在于：a组分中不含有玻璃粉。

对照例2：

一种夜光涂料，与实施例6的区别仅在于：制备夜光着色剂1的过程中未掺加γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。

对照例3：

一种夜光涂料，与实施例6的区别仅在于：制备夜光着色剂1的过程中未掺加正硅酸乙酯。

性能测试：

分别以实施例1-14和对照例1-3的防潮型夜光涂料为试样进行如下测试，

1）将试样刷涂在直径为5厘米的基片上，在20-80℃干燥0.5-8小时至其固化，固化后放入cy-1000长余辉荧光粉(蓄光型荧光材料)光色性能测试系统进行测试。测试后，将该具有防潮型夜光涂料涂层的基片放入自来水中于室温20-25℃下浸泡6小时，浸泡后在室温20-25℃自然晾干，并放入cy-1000长余辉荧光粉(蓄光型荧光材料)光色性能测试系统进行再一次。将浸泡前的基片(即未浸泡的基片)的发光强度设为100％，在自来水中浸泡6小时后的基片的发光强度为浸泡前基片的发光强度的相对值。未浸泡的基片和浸泡后基片的发光强度和发光时间如表9：

表9.发光性能测试结果表

2）分别参照bsen14808-2005测定冲击吸收、参照gb/t9867-2008测定耐磨性、参照gb/t22517.6-2011测定耐候性、参照astmd2863—2012测定极限氧指数，测试结果记录如表10所示，

表10.冲击吸收、耐磨性和耐候性测试结果表

由表9-10数据可以知：经由本发明方法制得的防潮型夜光涂料具有极佳的防水防潮性能，同等条件下具有与现有技术（cn105400338a）相当的防水性能。同时，由实验数据可以看出，交联剂（正硅酸乙酯）和促进剂（γ-氨基丙基三乙氧基硅烷）的掺入具有提高夜光着色剂防水解的能力。掺加玻璃粉后可显著提升涂料的耐磨性，同时玻璃粉对涂料的冲击吸收能力具有负面影响，因而需要严格控制掺量。

上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。