一种自发光环氧树脂复合涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料领域，特别涉及自发光涂料领域，具体涉及一种自发光环氧树脂复合涂料及其制备方法。

背景技术：

1、环氧树脂涂料具有优异的耐碱性、附着力等优点，以其作为自发光涂料的树脂基体，具有很好的应用前景。然而，传统的有机溶剂型环氧树脂因其存在环境污染的问题，不符合环保、绿色的要求，限制了其在涂料领域中的大规模应用；而水性环氧树脂作为一种环保型树脂基体，具有无毒、无味以及无有机溶剂的特性，能够很好地满足环保方面的要求，使其在涂料领域中具有极大的应用前景。

2、长余辉无机材料具有发光效率高、余辉时间长以及无毒无放射性的优点，是一种优良的绿色环保型自发光材料，因而将长余辉材料与水性环氧树脂配合使用制备成自发光涂料具有极大的应用潜力。然而，长余辉材料在水性环境中易受潮水解，导致其发光强度和余辉时间大大降低；同时长余辉发光材料作为无机的粉体材料，其与有机的树脂基体的相容性很差，制备过程中存在团聚和分层的现象，从而导致自发光涂料存在耐摩擦性差、附着性差、耐候性差的缺陷；基于上述问题，自发光水性环氧树脂涂料的应用受到了极大的限制，因而，必须对其进行改性处理，以改善自发光水性环氧树脂涂料存在的上述问题。

3、目前常用的改善无机与有机材料之间相容性的方法主要为物理包覆和化学接枝改性处理。然而，实验过程中却发现，采用这两种方法来改善长余辉无机材料与水性环氧树脂基体之间的相容性时都存在一定的不足：通过化学接枝改性处理，存在与长余辉无机材料的接枝率较低，导致改性效果较差的问题；而通过物理包覆改性处理，虽然对长余辉无机材料的耐水性有了较好的改善，但不利于长余辉无机材料与水性环氧树脂基体之间的相容性，且因长余辉材料的分散性和耐水性不能很好的得到同时改善，导致改性后的自发光水性环氧树脂涂料的光学性能显著降低，明显不利于自发光水性环氧树脂涂料的大规模推广应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对现有自发光水性环氧树脂涂料存在的耐水性、光学性能和耐摩擦性差的问题，提供了一种自发光环氧树脂复合涂料及其制备方法；该自发光环氧树脂复合涂料通过多面体低聚倍半硅氧烷对长余辉荧光粉进行改性处理，在显著提高了复合涂料耐摩擦性能和耐水性的同时，更能显著降低水性环氧树脂对长余辉荧光粉发光效率和亮度的影响，使得到的复合涂料具有更好的光学性能，有利于自发光环氧树脂复合涂料的大规模推广应用。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种自发光环氧树脂复合涂料，包括以下重量份原材料制备而成：20-30份的固化剂，0.1-0.2份的消泡剂，0.5-2份的增稠剂，1-3份的增塑剂，1-3份的水，10-15份的水性环氧树脂，20-40份的长余辉荧光粉，2-10份的改性剂和1-5份的偶联剂；其中，所述改性剂为氨基多面体低聚倍半硅氧烷、氯基多面体低聚倍半硅氧烷和乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷中的至少一种。

3、本发明一种自发光环氧树脂复合涂料，通过多面体低聚倍半硅氧烷对长余辉荧光粉进行改性处理，不仅利用多面体低聚倍半硅氧烷实现了对长余辉荧光粉的包覆，从而显著提高了长余辉荧光粉的耐水性和与水性环氧树脂的相容性，使得到的复合涂料具有优异的耐摩擦性能和耐水性；同时，因长余辉材料的分散性和耐水性得到改善，改性后的自发光环氧树脂复合涂料的发光效率和亮度显著提升；此外，还利用多面体低聚倍半硅氧烷的纳米特性，使多面体低聚倍半硅氧烷形成的包覆层具有优异的透光性，从而能进一步显著降低包覆层和水性环氧树脂对长余辉荧光粉发光效率和亮度的影响，使得到的复合涂料具有更好的光学性能，有利于自发光环氧树脂复合涂料的大规模推广应用。

4、其中，优选的，所述改性剂为氯基多面体低聚倍半硅氧烷；优选的改性剂类型，得到的自发光涂料的耐水性和光学性能更好。

5、其中，优选的，所述改性剂的(平均)聚合度为10-50；优选的改性剂聚合度，形成的包覆层光学性能更好，得到的复合涂料的光学性能更好；更优选的，所述改性剂的聚合度为20-30。

6、其中，优选的，所述固化剂为650聚酰胺固化剂；优选的固化剂，固化速度快，涂料固化后的性能更好，对环境污染小。

7、其中，优选的，所述消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂；优选的消泡剂，消泡效果好，得到的涂料性能更好。

8、其中，优选的，所述增稠剂为聚醚型聚氨酯；优选的增稠剂，增稠效果好，附着性更好，更有利于涂料的使用。

9、其中，优选的，所述增塑剂为乙二醇单丁醚；优选的增塑剂，涂料的流平性更好，有利于涂料刷涂的均匀性。

10、其中，优选的，所述水性环氧树脂为e44型环氧树脂；优选的水性环氧树脂类型，综合性能更好，得到的涂料发光性能更好。

11、其中，优选的，所述长余辉荧光粉为硅酸盐系长余辉荧光粉；优选的长余辉荧光粉类型，其发光性能受偶联剂和改性剂的影响更小，得到的复合涂料的发光性能更好。

12、其中，优选的，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、(3-环氧乙基甲氧基丙基)三甲氧基硅烷和(3-巯丙基)三乙氧基硅烷中的至少一种；优选的偶联剂种类，能更好的对长余辉荧光粉进行偶联处理，有利于提高长余辉荧光粉的改性处理效果。

13、为达到上述发明目的，进一步的，本发明还提供了一种自发光环氧树脂复合涂料的制备方法，包括以下步骤：

14、(1)利用偶联剂对长余辉荧光粉进行偶联处理，得到经过偶联剂处理的长余辉荧光粉；

15、(2)将改性剂用有机溶剂分散溶解后，加入经过偶联剂处理的长余辉荧光粉，在80-100℃下搅拌反应4-8h，经过滤、洗涤和干燥处理得到改性长余辉荧光粉；

16、(3)将固化剂、增塑剂、消泡剂、增稠剂、去离子水和改性长余辉荧光粉混合均匀后，加入水性环氧树脂，得到自发光环氧树脂复合涂料。

17、其中，优选的，步骤(1)中，所述的偶联处理包括：将偶联剂用乙醇分散溶解后，加入长余辉荧光粉，在30-50℃条件下搅拌反应1-3h，经过滤、洗涤和干燥处理得到经过偶联剂处理的长余辉荧光粉。

18、优选的，乙醇中偶联剂的质量分数为1-5％；采用乙醇进行洗涤处理；干燥的温度不高于100℃；优选的偶联处理条件，对长余辉荧光粉的偶联处理效果更好，有利于提高长余辉荧光粉的改性效果。

19、其中，优选的，步骤(2)中，所述的有机溶剂为n，n-二甲基甲酰胺(dmf)。

20、优选的，有机溶剂中，改性剂的质量分数为1-5％；采用乙醇进行洗涤处理；干燥在真空或惰性气氛中干燥处理，干燥的温度为70-90℃，时间为10-14h；优选的改性处理条件，对长余辉荧光粉的改性效果更好。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果：

22、1、本发明自发光环氧树脂复合涂料，利用多面体低聚倍半硅氧烷实现了对长余辉荧光粉的包覆，从而显著提高了长余辉荧光粉的耐水性和与水性环氧树脂的相容性，使得到的复合涂料具有优异的耐摩擦性能和耐水性。

23、2、本发明自发光环氧树脂复合涂料，利用多面体低聚倍半硅氧烷的纳米特性，使多面体低聚倍半硅氧烷形成的包覆层具有优异的透光性，从而能显著降低包覆层和水性环氧树脂对长余辉荧光粉发光效率和亮度的影响，使得到的复合涂料具有更好的光学性能。

24、3、本发明自发光环氧树脂复合涂料的制备方法简单、可靠，实用性好，有利于自发光环氧树脂复合涂料的大规模生产和应用。