一種環(huán)保有機(jī)光致變色水性高分子涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種環(huán)保有機(jī)光致變色水性高分子涂料及其制備方法，該方法包括：乳液制備；引發(fā)劑制備；合成丙烯酸乳液和有機(jī)光致變色水性涂料的制備。本發(fā)明主要由體系內(nèi)光致變色化合物決定，無色的光致變色化合物在紫外線的激發(fā)下，分子中C-O鍵發(fā)生斷裂，引起分子的結(jié)構(gòu)以及電子組態(tài)發(fā)生異構(gòu)化和重排，通過C原子連接的兩個(gè)環(huán)系由正交變?yōu)楣财矫妫纬梢粋€(gè)大的共軛體系，即為藍(lán)色的呈色體，撤去紫外線時(shí)，發(fā)生關(guān)環(huán)反應(yīng)，由藍(lán)色變?yōu)闊o色，構(gòu)成一個(gè)可逆光致變色體系。本發(fā)明產(chǎn)品環(huán)保無毒、光致變色是一種可逆的化學(xué)反應(yīng)。
【專利說明】一種環(huán)保有機(jī)光致變色水性高分子涂料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于功能高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保有機(jī)光致變色水性高分子涂料及其制備方法，主要應(yīng)用于童車材料，在光照下會(huì)呈現(xiàn)出色彩豐富、艷麗的圖案或花紋，使童車更受孩子們的喜愛。

【背景技術(shù)】
[0002]童車在我國已經(jīng)有長足的發(fā)展，各式各樣的童車層出不窮，琳瑯滿目。童車是現(xiàn)代家庭不可缺少的育兒工具，在現(xiàn)代家庭生活中扮有重要的角色。但隨著人們生活水平的提高，人們對現(xiàn)有童車提出了越來越高的要求，安全型、功能型、色彩絢麗性等新型童車更能獲得小朋友和家長的喜愛，尤其是與眾不同的童車。目前的童車，不管是在陽光下，還是在室內(nèi)都是一個(gè)顏色，并且在夜間(黑暗背景)也不會(huì)發(fā)光，色彩比較單一。為了滿足童車市場不斷變化的需求，我們開了一種環(huán)保有機(jī)光致變色涂料，該涂料可用于童車的生產(chǎn)，在童車表面進(jìn)行涂覆。該涂料在紫外光或太陽光的照射下能夠變色，即由紅色變?yōu)榍逦乃{(lán)色，況且在夜間(黑暗背景)下也能產(chǎn)生適度光澤。且該涂料環(huán)保、不含重金屬、多溴聯(lián)苯等有毒有害物質(zhì)，符合童車及兒童玩具類涂料的使用要求。用該涂料制備的童車色彩絢麗，能奇妙變色，在太陽光下能保護(hù)孩子的眼睛，更受孩子的喜愛。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保有機(jī)光致變色水性高分子涂料及其制備方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種環(huán)保有機(jī)光致變色水性高分子涂料及其制備方法，包括以下步驟:
第一步:乳液制備
將蒸餾水、乳化劑0P-10、十二烷基苯磺酸鈉加入到反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，使乳化劑溶解在水里，形成乳狀液。蒸餾水、乳化劑0P-10、十二烷基苯磺酸鈉的比例為:300-500: 8-10: 8-10第二步:引發(fā)劑制備
將過硫酸銨、過氧化二苯甲酰(ΒΡ0)、蒸餾水加入混合釜中，充分?jǐn)嚢瑁蛩徜@、蒸餾水的比例為:10-20: 3-5: 5-10。
[0005]第三步:合成丙烯酸乳液
將丙烯酸、丙烯酸正丁酯分三次緩慢加入到第一步的反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，控制溶液溫度保?5-70°C，并恒定，然后加入第二步制備的引發(fā)劑混合溶液，充分?jǐn)嚢?50分鐘，丙烯酸、丙烯酸正丁酯、引發(fā)劑溶液的比例為100-150: 100-150: 10-15。
[0006]第四步:有機(jī)光致變色水性涂料的制備
先將第三步合成好的丙烯酸乳液加入到混合釜中，加入分散劑，開始攪拌，并混合均勻；然后加入鈦白粉、納米碳酸鈣、超細(xì)滑石粉、光致變色劑俘精酸酐、光致變色劑螺吡喃、水性消泡劑、增稠劑、乙酸乙酯、蒸餾水充分?jǐn)嚢?0分鐘，然后通過濾器過濾，制得產(chǎn)品。丙烯酸乳液、分散劑、鈦白粉、納米碳酸鈣、超細(xì)滑石粉、光致變色劑俘精酸酐、光致變色劑螺吡喃、水性消泡劑、增稠劑、乙酸乙酯、蒸餾水的比例為:40-50: 1-2: 5-10: 10-15: 5-8:
0.2-0.8: 0.2-0.8: 0.3-0.6: 0.2-0.5: 5-8: 30-40。
[0007]有機(jī)光致變色水性高分子涂料變色機(jī)理:
主要由體系內(nèi)光致變色化合物決定，無色的光致變色化合物在紫外線的激發(fā)下，分子中C-O鍵發(fā)生斷裂，引起分子的結(jié)構(gòu)以及電子組態(tài)發(fā)生異構(gòu)化和重排，通過C原子連接的兩個(gè)環(huán)系由正交變?yōu)楣财矫?，形成一個(gè)大的共軛體系，即為藍(lán)色的呈色體，撤去紫外線時(shí)，發(fā)生關(guān)環(huán)反應(yīng)，由藍(lán)色變?yōu)闊o色，構(gòu)成一個(gè)可逆光致變色體系。
[0008]本發(fā)明產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是:
本發(fā)明產(chǎn)品環(huán)保無毒、光致變色是一種可逆的化學(xué)反應(yīng)。
[0009]所用主要原材料說明:
十二烷基苯磺酸鈉:白色或淡黃色粉狀或片狀固體，陰離子型表面活性劑。
[0010]乳化劑0P-10:白色及乳白色糊狀物，乳化劑。
[0011]過氧化二苯甲酰:白色晶體，引發(fā)劑。
[0012]過硫酸銨:無色結(jié)晶或白色顆粒，引發(fā)劑。
[0013]丙烯酸:無色澄清液體，合成樹脂單體。
[0014]丙烯酸正丁酯:無色液體，有機(jī)合成中間體。
[0015]鈦白粉:主要成分為二氧化鈦(Ti02)的白色顏料。
[0016]納米碳酸鈣:白色粉末，提高涂料的耐磨性。
[0017]超細(xì)滑石粉:白色粉末，提聞涂料的耐久性。
[0018]光致變色劑俘精酸酐:光致變色劑；
光致變色劑螺吡喃:光致變色劑。
[0019]水性消泡劑:白色乳狀液體,市售。
[0020]增稠劑:聚丙烯酸酯，防止涂料產(chǎn)生流掛。
[0021]乙酸乙酯:溶劑，分析純。
[0022]蒸餾水:市售。

【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0024]一種環(huán)保有機(jī)光致變色水性高分子涂料及其制備方法，包括以下步驟:
第一步:乳液制備
取300-500Kg蒸餾水、8-10Kg乳化劑0P-10、8_10Kg十二烷基苯磺酸鈉加入到反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，使乳化劑溶解在水里，形成乳狀液?br> [0025]第二步:引發(fā)劑制備
取10-20Kg過硫酸銨、3-5Kg過氧化二苯甲酰(BPO)、5-10Kg蒸餾水加入混合釜中，充分?jǐn)嚢琛?br> [0026]第三步:合成丙烯酸乳液取100-150Kg丙烯酸、100-150Kg丙烯酸正丁酯分三次緩慢加入到第一步的反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，控制溶液溫度保?5-70°C，并恒定，然后加入第二步制備好的10-15Kg引發(fā)劑混合溶液，充分?jǐn)嚢?50分鐘。
[0027]第四步:有機(jī)光致變色水性涂料的制備
取第三步合成好的40_50Kg丙烯酸乳液加入到混合釜中，取l_2Kg分散劑加入，開始攪拌，并混合均勻；取鈦白粉5-10Kg、10-15 Kg納米碳酸鈣、5-8Kg超細(xì)滑石粉、0.2-0.8Kg光致變色劑俘精酸酐、0.2-0.8Kg光致變色劑螺吡喃、0.3-0.6Kg水性消泡劑、0.2-0.5Kg增稠劑、5-8Kg乙酸乙酯、30-40Kg蒸餾水加入，充分?jǐn)嚢?0分鐘，然后通過濾器過濾，制得產(chǎn)品。
[0028]實(shí)施例1:
一種環(huán)保有機(jī)光致變色水性高分子涂料及其制備方法，包括以下步驟:
第一步:乳液制備
取300Kg蒸餾水、80Kg乳化劑0P-10、8Kg十二烷基苯磺酸鈉加入到反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢瑁谷榛瘎┤芙庠谒?，形成乳狀液?br> [0029]第二步:引發(fā)劑制備
取1Kg過硫酸銨、3Kg過氧化二苯甲酰(BP0)、5Kg蒸懼水加入混合爸中，充分?jǐn)嚢琛?br> [0030]第三步:合成丙烯酸乳液
取10Kg丙烯酸、10Kg丙烯酸正丁酯分三次緩慢加入到第一步的反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，控制溶液溫度保?5- 70°C，并恒定，然后加入第二步制備好的1Kg引發(fā)劑混合溶液，充分?jǐn)嚢?50分鐘。
[0031]第四步:有機(jī)光致變色水性涂料的制備
取第三步合成好的40Kg丙烯酸乳液加入到混合釜中，取IKg分散劑加入，開始攪拌，并混合均勻；取鈦白粉5Kg、10Kg納米碳酸鈣、5Kg超細(xì)滑石粉、0.2Kg光致變色劑俘精酸酐、
0.2Kg光致變色劑螺吡喃、0.3Kg水性消泡劑、0.2Kg增稠劑、5Kg乙酸乙酯、30Kg蒸餾水加入，充分?jǐn)嚢?0分鐘，然后通過濾器過濾，制得產(chǎn)品。
[0032]產(chǎn)品性能如下:1、乳液外觀，白色乳液泛藍(lán)；2、黏度(25°C) 160cp ;3、硬度，5H ；4、固化涂膜外觀，無色透明，平整光滑；5、光致變色性能，良好的可逆變色性能；6、抗疲勞性能，20W紫外線連續(xù)照射8小時(shí)，具備良好的可逆變色性能；7、附著力，O級；8、光澤度(60。)，高光；9、柔韌性(臟)，0.5;10、抗沖擊強(qiáng)度(1^*011)，89 ;11、耐水性(I周)，無變化;12、耐酸性(96h)，無變化；13、耐堿性(9610，無變化；14、耐洗刷性，大于1000次。
[0033]實(shí)施例2:
同實(shí)施例1，不同的是:
第一步:取500Kg蒸餾水、1Kg乳化劑OP-1OUOKg十二烷基苯磺酸鈉。
[0034]第二步:取20Kg過硫酸銨、5Kg過氧化二苯甲酰(BPO)UOKg蒸餾水。
[0035]第三步:取150Kg丙烯酸、150Kg丙烯酸正丁酯、15Kg引發(fā)劑混合溶液。
[0036]第四步:取第三步合成好的50Kg丙烯酸乳液，取2Kg分散劑；取鈦白粉10Kg、15Kg納米碳酸鈣、8Kg超細(xì)滑石粉、0.8Kg光致變色劑俘精酸酐、0.8Kg光致變色劑螺吡喃、
0.6Kg水性消泡劑、0.5Kg增稠劑、8Kg乙酸乙酯、40Kg蒸餾水。
[0037]產(chǎn)品性能如下:1、乳液外觀，白色乳液泛藍(lán)；2、黏度(25°C) 180cp ;3、硬度，5H ；4、固化涂膜外觀，無色透明，平整光滑；5、光致變色性能，良好的可逆變色性能；6、抗疲勞性能，20W紫外線連續(xù)照射8小時(shí)，具備良好的可逆變色性能；7、附著力，O級；8、光澤度(60。),高光;9、柔韌性(mm)，0.5 ;10、抗沖擊強(qiáng)度(kg.cm),96 ;11、耐水性(I周)，無變化；12、耐酸性(96h)，無變化；13、耐堿性(96h)，無變化；14、耐洗刷性，大于1000次。
[0038]實(shí)施例3:
同實(shí)施例1，不同時(shí)的是:
第一步:取400Kg蒸餾水、9Kg乳化劑0P-10、9Kg十二烷基苯磺酸鈉。
[0039]第二步:取15Kg過硫酸銨、4Kg過氧化二苯甲酰(BP0)、8Kg蒸懼水。
[0040]第三步:取130Kg丙烯酸、130Kg丙烯酸正丁酯，第二步制備好的13Kg引發(fā)劑混合溶液。
[0041]第四步:取第三步合成好的45Kg丙烯酸乳液，取1.5Kg分散劑；取鈦白粉8Kg、13Kg納米碳酸鈣、6Kg超細(xì)滑石粉、0.5Kg光致變色劑俘精酸酐、0.5Kg光致變色劑螺吡喃、
0.4Kg水性消泡劑、0.4Kg增稠劑、6Kg乙酸乙酯、35Kg蒸餾水。
[0042]產(chǎn)品性能如下:1、乳液外觀，白色乳液泛藍(lán)；2、黏度(25°C) 170cp ;3、硬度，5H ；
4、固化涂膜外觀，無色透明，平整光滑；5、光致變色性能，良好的可逆變色性能；6、抗疲勞性能，20W紫外線連續(xù)照射8小時(shí)，具備良好的可逆變色性能；7、附著力，O級；8、光澤度(60。)，高光；9、柔韌性(mm)，0.5 ;10、抗沖擊強(qiáng)度(kg*cm)，90 ; 11、耐水性(I周)，無變化;12、耐酸性(96h)，無變化；13、耐堿性(9610，無變化；14、耐洗刷性，大于1000次。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)保有機(jī)光致變色水性高分子涂料的制備方法，包括以下步驟: 第一步:乳液制備 將蒸餾水、乳化劑0P-10、十二烷基苯磺酸鈉加入到反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，使乳化劑溶解在水里，形成乳狀液；蒸餾水、乳化劑0P-10、十二烷基苯磺酸鈉的質(zhì)量比例為:300-500: 8-10: 8-10 ； 第二步:引發(fā)劑制備 將過硫酸銨、過氧化二苯甲酰、蒸餾水加入混合釜中，充分?jǐn)嚢?，硫酸銨、蒸餾水的質(zhì)量比例為:10-20: 3-5: 5-10 ； 第三步:合成丙烯酸乳液 將丙烯酸、丙烯酸正丁酯緩慢加入到第一步的反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，控制溶液溫度保?5-70°C，并恒定，然后加入第二步制備的引發(fā)劑混合溶液，充分?jǐn)嚢?50分鐘，丙烯酸、丙烯酸正丁酯、引發(fā)劑溶液的質(zhì)量比例為100-150: 100-150: 10-15 ； 第四步:有機(jī)光致變色水性涂料的制備 先將第三步合成好的丙烯酸乳液加入到混合釜中，加入分散劑，開始攪拌，并混合均勻；然后加入鈦白粉、納米碳酸鈣、超細(xì)滑石粉、光致變色劑俘精酸酐、光致變色劑螺吡喃、水性消泡劑、增稠劑、乙酸乙酯和蒸餾水充分?jǐn)嚢?0分鐘，然后通過濾器過濾，制得產(chǎn)品；丙烯酸乳液、分散劑、鈦白粉、納米碳酸鈣、超細(xì)滑石粉、光致變色劑俘精酸酐、光致變色劑螺吡喃、水性消泡劑、增稠劑、乙酸乙酯、蒸餾水的質(zhì)量比例為:40-50: 1-2: 5-10: 10-15:5-8: 0.2-0.8: 0.2-0.8: 0.3-0.6: 0.2-0.5: 5-8: 30-40。
2.由權(quán)利要求1所述方法制備的環(huán)保有機(jī)光致變色水性高分子涂料。
【文檔編號】C09D133/08GK104164151SQ201410353381
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】羅九斤 申請人:漢川市小神龍兒童用品有限公司