專利名稱：水性發(fā)光涂料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種水性涂料，特別是一種水性發(fā)光涂料。
目前市場上所見的發(fā)光涂料，多以溶劑型涂料為主，往往需要規(guī)定嚴(yán)格的應(yīng)用范圍和用量，使其應(yīng)用區(qū)域受到限制，如CN1076209A所描述的夜間發(fā)光涂料和CN1032696A所描述的發(fā)光涂料雖無發(fā)射性和較好的發(fā)光亮度，但其都是溶劑型的，在涂裝成膜時將揮發(fā)對人體有害的有機(jī)溶劑，CN1152593A中所述的多功能發(fā)光涂料只描述了仿瓷鋼化涂料或調(diào)和漆為成膜物用途有限，同時其所述組成不能解決光致發(fā)光材料因比重較大而沉淀的問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種非放射性的、性能穩(wěn)定的、具有高亮度自發(fā)光功能、環(huán)保型的水性發(fā)光涂料。
本發(fā)明的水性發(fā)光涂料，其特征在于其含有高分子聚合物乳液、光致發(fā)光材料、分散劑、增稠劑、成膜助劑、防腐劑、消泡劑及水，其重量百分比為高分子聚合物乳液 20～70光致發(fā)光材料 5～60分散劑 0.1～1.0增稠劑 0.2～1.5成膜助劑 1～5防腐劑 0.1～0.3消泡劑 0.1～0.5水 余量其中所述的高分子聚合物乳液為苯丙乳液、純丙乳液、硅丙乳液中選取一種；所述的光致發(fā)光材料為多種離子激活的硅酸鹽、鋁酸鹽、硫化物及其混合物；所述的分散劑為聚磷酸鹽、烷基芳基磺酸鹽、季胺鹽、聚乙二醇烷基酚醚、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鹽、聚甲基丙烯酸鹽、順丁烯二酸酐共聚物中的一種或幾種的混合物；所述的增稠劑為甲基纖維素、羥甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、乙基羥乙基纖維素、含多羧基聚丙烯酸類聚合物、聚氨酯締合增稠劑、氣相二氧化硅、膨潤土、凸凹棒土中的一種或幾種的混合物；所述的成膜助劑為松節(jié)油、松油、乙二醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、丙二醇苯醚、醇酯-12、Texanol醇酯、苯甲醇、苯二甲酸二丁酯中的一種或幾種的混合物；所述的防腐劑為BIT(1，2-苯并異噻唑啉-3-酮)系列產(chǎn)品、TBZ(2-(4-噻唑基)苯并咪唑)、TMTD(四甲基二硫代秋蘭姆)、BCM(苯并咪唑氨基甲酸甲酯)、TPN(2，4，5，6-四氯間苯二晴)；所述的消泡劑為3～12碳原子低分子量醇類、磷酸酯類、乳化硅油類及復(fù)合型中的一種或幾種的混合物。
本發(fā)明所用的光致發(fā)光材料是多種離子激活的硅酸鹽、鋁酸鹽、硫化物發(fā)光材料或其混合物，其主要表示式和發(fā)光余輝顏色分別如下1、多種離子激活的硅酸鹽發(fā)光材料的化學(xué)組成表示式為αMO·βM’O·γSiO2·δREuxLny其中M為Sr、Ca、Ba、Zn中的一種或多種元素的組合；M’為Mg、Cd、Be中的一種或多種元素的組合；R為B2O3、P2O5中的一種或兩種化合物的組合；Ln為Nd、Dy、Ho、Tm、La、Pr、Tb、Ce、Er、Mn、Bi、Sn、Sb中的一種或多種元素的組合α、β、γ、δ、x、y為摩爾系數(shù)0.6≤α≤6；0≤β≤5；1≤γ≤9；0≤δ≤0.7；0.00001≤x≤0.2；0≤y≤0.3。進(jìn)一步的實驗表明，優(yōu)選上述硅酸鹽發(fā)光材料中，如下2類的發(fā)光材料可制造較高亮度的發(fā)光水性涂料，主要化學(xué)組成表示式為1-1.(Sr1-zCaz)2MgSi2O7EuxLny1-2.(Sr1-zCaz)3MgSi2O8EuxLny其中Ln為La、Ce、Dy、Tm、Ho、Nd、Er、Sb、Bi中的一種或多種元素組合；z為系數(shù)0≤z≤1；x、y為摩爾系數(shù)0.0001≤x≤0.2；0.0001≤y≤0.3。
上述2類優(yōu)選的硅酸鹽長余輝發(fā)光材料隨z值的不同，可分別發(fā)出蘭、蘭綠、綠、黃綠、黃色光，例如z＝0時，發(fā)蘭色光；z＝0.5時，發(fā)綠色光。2、多種離子激活的鋁酸鹽發(fā)光材料的化學(xué)組成表示式為αMO·βAL2O3·γB2O3EuxLny其中M為Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd中的一種或多種元素的組合；Ln為Nd、Dy、Ho、Tm、La、Ce、Er、Pr、Bi中的一種或多種元素的組合；
α、β、γ、x、y為摩爾系數(shù)0.5≤α≤6；0.5≤β≤9；0.0≤γ≤0.3；0.00001≤x≤0.25；0.00001≤y≤0.3。
進(jìn)一步的實驗表明，優(yōu)選上述鋁酸鹽發(fā)光材料，如下2類的發(fā)光材料可制造較高亮度的發(fā)光水性涂料，主要化學(xué)組成表示式為2-1.MAl2O4EuxLny其中Ln為La、Ce、Dy、Ho、Nd、Er中的一種或多種元素的組合；M為Sr、Ca、Mg、Ba、Zn中的一種或多種元素的組合；x、y為摩爾系數(shù)0.0001≤x≤0.25；0.0001≤y≤0.3。該材料隨M的不同，發(fā)光顏色不同，如M＝Sr時，為黃綠色發(fā)光；M＝Ca時，為蘭紫色發(fā)光。
2-2.M4Al14O25EuxLny其中Ln為Pr、Ce、Dy、Ho、Nd、Er中的一種或多種元素的組合；M為Sr、Ca、Mg、Ba、Zn中的一種或多種元素的組合；x、y為摩爾系數(shù)0.0001≤x≤0.25；0.0001≤y≤0.3。3.多種離子激活的硫化物發(fā)光材料的主要化學(xué)組成表示式為3-1.(Ca1-zSrz)SEuxLny其中Ln為Er、Dy、La、Tm、Y中的一種或多種元素的組合；z為系數(shù)0≤z≤1；x、y為摩爾系數(shù)0.00001≤x≤0.2；0.00001≤y≤0.15。
該材料隨z值不同，可呈現(xiàn)紅、橙色發(fā)光。
3-2.R2O2SEuxLny其中R為Y、La、Gd中的一種或多種元素的組合；Ln為Er、Cr、Bi、Dy、Tm、Ti、Mg、Sr、Ca、Ba、Mn中的一種或多種元素的組合；x，y為摩爾系數(shù)0.00001≤x≤0.2；0.00001≤y≤0.6。
本發(fā)明的水性發(fā)光涂料的配制方法是先將部分配方水放入分散攪拌機(jī)中，在低速下依此加入防腐劑、部分成膜助劑、部分增稠劑、分散劑、部分消泡劑，混合均勻后，將光致發(fā)光材料慢慢加入葉輪攪起的旋渦中，加完后提高葉輪轉(zhuǎn)速至分散均勻，完畢后在低速下逐漸加入乳液及其他助劑和水，其中剩余增稠劑配成10％水溶液后加入，分散均勻即成。
本發(fā)明的水性發(fā)光涂料可應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如國防軍用、交通安全、儀器儀表、家庭室內(nèi)裝飾、服裝等行業(yè)。從而進(jìn)一步拓展了發(fā)光涂料的應(yīng)用領(lǐng)域。
本發(fā)明的水性發(fā)光涂料具有高亮度的自發(fā)光功能、無毒無污染、長期存放性能穩(wěn)定、發(fā)光顏色多樣等特點。
下面結(jié)合實例進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容；實例一一種水性發(fā)光涂料的配制。其所用原料品種及重量(Kg)配比為1、水1002、防腐劑TMTD1.53、乙二醇(成膜助劑) 204、聚丙烯酸銨鹽(分散劑) 45、改性聚丙烯酸鈉(增稠劑)56、磷酸三丁酯(消泡劑)1.67、硅酸鹽發(fā)光材料(Sr2MgSi2O7Eu0.05Dy0.1) 5308、苯丙乳液 2759、Texanol(成膜助劑) 1210、聚氨酯締合增稠劑 211、磷酸三丁酯(消泡劑) 1.412、水 100合計 1052.5先將物料1放入高速分散攪拌機(jī)中，在低速下依此加入物料2、3、4、5、6，混合均勻后，將物料7慢慢加入葉輪攪起的旋渦中，加完后提高葉輪轉(zhuǎn)速至分散均勻，完畢后在低速下逐漸加入物料8及其他助劑和水，其中剩余10要配成10％水溶液后加入，分散均勻即成。
該水性發(fā)光涂料性能穩(wěn)定，長期存放性能無明顯變化。在室內(nèi)裝飾中使用效果很好，可直接涂裝在混凝土、木材或金屬結(jié)構(gòu)表面，耐刷洗，有較好的發(fā)光亮度，吸光10分鐘可在暗處發(fā)蘭色光8小時以上。
發(fā)光輝度如下(漆膜厚150μm)
實例二一種水性發(fā)光涂料的配制。其所用原料品種及重量(Kg)配比為1、水1002、防腐劑TMTD23、乙二醇(成膜助劑) 204、改性聚丙烯酸鈉(增稠劑)85、聚羧酸鈉鹽(分散劑)86、乳化硅油(消泡劑) 17、發(fā)光粉(鋁酸鹽SrAl2O4Eu0.05Dy0.1)2408、硅丙乳液 5609、聚氨酯締合增稠劑 410、乳化硅油(消泡劑) 111、Texanol(成膜助劑)2212、水 100合計 1066先將物料1放入高速分散攪拌機(jī)中，在低速下依此加入物料2、3、4、5、6，混合均勻后，將物料7慢慢加入葉輪攪起的旋渦中，加完后提高葉輪轉(zhuǎn)速至分散均勻，完畢后在低速下逐漸加入物料8及其他助劑和水，其中剩余9要配成10％水溶液后加入，分散均勻即成。
該水性發(fā)光涂料有較好的耐候性。在室內(nèi)外裝飾中使用果很好，可直接涂裝在混凝土、木材或金屬結(jié)構(gòu)表面，可廣泛用于各種指示標(biāo)志、標(biāo)牌的涂裝。耐刷洗，有較高的發(fā)光亮度，吸光10分鐘可在暗處發(fā)黃綠光12小時以上。發(fā)光輝度如下(漆膜厚150μm)
實例三一種水性發(fā)光涂料的配制。其所用原料品種及重量(Kg)配比為1、水1002、防腐劑TMTD33、乙二醇(成膜助劑) 204、改性聚丙烯酸鈉(增稠劑)55、聚丙烯酸銨鹽(分散劑) 16、硅、酯、乳化劑復(fù)合型消泡劑17、硅酸鹽發(fā)光材料((Sr0.5Ca0.5)2MgSi2O7Eu0.01Nd0.1) 1058、純丙乳液 6979、Texanol(成膜助劑)2510、聚氨酯締合增稠劑211、硅、酯、乳化劑復(fù)合型消泡劑 212、水 100合計1061先將物料1放入高速分散攪拌機(jī)中，在低速下依此加入物料2、3、4、5、6，混合均勻后，將物料7慢慢加入葉輪攪起的旋渦中，加完后提高葉輪轉(zhuǎn)速至分散均勻，完畢后在低速下逐漸加入物料8及其他助劑和水，其中剩余10要配成10％水溶液后加入，分散均勻即成。
該水性發(fā)光涂料有較好的耐候性和貯存穩(wěn)定性。在室內(nèi)外裝飾中使用效果很好，可直接涂裝在混凝土、木材或金屬結(jié)構(gòu)表面，耐刷洗，有較好的發(fā)光亮度，吸光10分鐘可在暗處發(fā)蘭綠色光8小時以上。發(fā)光輝度如下(漆膜厚150μm)
實例四一種水性發(fā)光涂料的配制。其所用原料品種及重量(Kg)配比為1、水1002、防腐劑TMTD23、乙二醇(成膜助劑) 204、改性聚丙烯酸鈉(增稠劑)65、聚丙烯酸銨鹽(分散劑) 26、硅、酯、乳化劑復(fù)合型消泡劑17、硫化物發(fā)光材料(Y2O2SEu0.01Ca0.05)2408、苯丙乳液 5609、Texanol(成膜助劑) 2210、聚氨酯締合增稠劑 211、硅、酯、乳化劑復(fù)合型消泡劑 112、水 100合計1056先將物料1放入高速分散攪拌機(jī)中，在低速下依此加入物料2、3、4、5、6，混合均勻后，將物料7慢慢加入葉輪攪起的旋渦中，加完后提高葉輪轉(zhuǎn)速至分散均勻，完畢后在低速下逐漸加入物料8及其他助劑和水，其中剩余10要配成10％水溶液后加入，分散均勻即成。
該水性發(fā)光涂料有較好穩(wěn)定性，長期存放性能無明顯變化，在室內(nèi)裝飾中使用效果很好，可直接涂裝在混凝土、木材或金屬結(jié)構(gòu)表面，耐刷洗，有較好的發(fā)光亮度，吸光10分鐘可在暗處發(fā)紅色光6小時以上。發(fā)光輝度如下(漆膜厚150μm)
權(quán)利要求
1.一種水性涂料，其特征在于為水性發(fā)光涂料，其含有高分子聚合物乳液、光致發(fā)光材料、分散劑、增稠劑、成膜助劑、防腐劑、消泡劑及水，其重量百分組成為高分子聚合物乳液 20～70光致發(fā)光材料 5～60分散劑 0.1～1.0增稠劑 0.2～1.5成膜助劑 1～5防腐劑 0.1～0.3消泡劑 0.1～0.5水 余量其中所述的高分子聚合物乳液為苯丙乳液、純丙乳液、硅丙乳液中選取一種；所述的光致發(fā)光材料為多種離子激活的硅酸鹽、鋁酸鹽、硫化物及其混合物；所述的分散劑為聚磷酸鹽、烷基芳基磺酸鹽、季胺鹽、聚乙二醇烷基酚醚、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鹽、聚甲基丙烯酸鹽、順丁烯二酸酐共聚物中的一種或幾種的混合物；所述的增稠劑為甲基纖維素、羥甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、乙基羥乙基纖維素、含多羧基聚丙烯酸類聚合物、聚氨酯締合增稠劑、氣相二氧化硅、膨潤土、凸凹棒土中的一種或幾種的混合物；所述的成膜助劑為松節(jié)油、松油、乙二醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、丙二醇苯醚、醇酯-12、Texanol醇酯、苯甲醇、苯二甲酸二丁酯中的一種或幾種的混合物；所述的防腐劑為BIT系列產(chǎn)品、TBZ、TMTD、BCM、TPN；所述的消泡劑為3～12碳原子低分子量醇類、磷酸酯類、乳化硅油類及復(fù)合型中的一種或幾種的混合物；
2.如權(quán)利要求1所述的水性發(fā)光涂料，其特征是所述的多種離子激活的硅酸鹽發(fā)光材料的化學(xué)組成表示式為αMO·βM’O·γSiO2·δREuxLny其中M為Sr、Ca、Ba、Zn中的一種元素或多種元素的組合；M’為Mg、Cd、Be中的一種或多種元素的組合；R為B2O3、P2O5中的一種或兩種化合物的組合；Ln為Nd、Dy、Ho、Tm、La、Pr、Tb、Ce、Er、Mn、Bi、Sn、Sb中的一種或多種元素的組合；α、β、γ、δ、x、y為摩爾系數(shù)，0.6≤α≤6；0≤β≤5；1≤γ≤9；0≤δ≤0.7；0.00001≤x≤0.2；0≤y≤0.3。
3.如權(quán)利要求2所述的多種離子激活的硅酸鹽發(fā)光材料，其特征是發(fā)光材料的主要化學(xué)組成表示式為(Sr1-zCaz)2MgSi2O7EuxLny其中Ln為La、Ce、Dy、Tm、Ho、Nd、Er、Sb、Bi中的一種或多種元素組合；z為系數(shù)0≤z≤1；x、y摩爾系數(shù)0.0001≤x≤0.2；0.0001≤y≤0.3。
4.如權(quán)利要求2所述的多種離子激活的硅酸鹽發(fā)光材料，其特征是發(fā)光材料的主要化學(xué)組成表示式為(Sr1-zCaz)3MgSi2O8EuxLny其中Ln為La、Ce、Dy、Tm、Ho、Nd、Er、Sb、Bi中的一種或多種元素組合；z為系數(shù)0≤z≤1；x、y摩爾系數(shù)0.0001≤x≤0.2；0.0001≤y≤0.3。
5.如權(quán)利要求1所述的水性發(fā)光涂料，其特征是所述的多種離子激活的鋁酸鹽發(fā)光材料的主要化學(xué)組成表示式為αMO·βAL2O3·γB2O3EuxLny其中M為Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd中的一種或多種元素的組合；Ln為Nd、Dy、Ho、Tm、La、Ce、Er、Pr、Bi中的一種或多種元素的組合；α、β、γ、x、y為摩爾系數(shù)，0.5≤α≤6；0.5≤β≤9；0.0≤γ≤0.3；0.00001≤x≤0.15； 0.00001≤y≤0.2。
6.如權(quán)利要求5所述的多種離子激活的鋁酸鹽發(fā)光材料，其特征是發(fā)光材料的主要化學(xué)組成表示式為MAl2O4EuxLny其中Ln為La、Ce、Dy、Ho、Nd、Er中的一種或多種元素的組合；M為Sr、Ca、Mg、Ba、Zn中的一種或多種元素的組合；x、y為摩爾系數(shù)0.0001≤x≤0.25；0.0001≤y≤0.3。
7.如權(quán)利要求5所述的多種離子激活的鋁酸鹽發(fā)光材料，其特征是發(fā)光材料的主要化學(xué)組成表示式為M4Al14O25EuxLny其中Ln為Pr、Ce、Dy、Ho、Nd、Er中的一種或多種元素的組合；M為Sr、Ca、Mg、Ba、Zn中的一種或多種元素的組合；x、y為摩爾系數(shù)0.0001≤x≤0.25；0.0001≤y≤0.3。
8.如權(quán)利要求1所述的水性發(fā)光涂料，其特征是所述多種離子激活的硫化物發(fā)光材料的主要化學(xué)組成表示式為(Ca1-zSrz)SEuxLny其中Ln為Er、Dy、La、Tm、Y中的一種或多種元素的組合；z為系數(shù)，0≤z≤1；x，y為摩爾系數(shù)0.00001≤x≤0.2；0.00001≤y≤0.15。
9.如權(quán)利要求1所述的水性發(fā)光涂料，其特征是所述多種離子激活的硫化物發(fā)光材料的主要化學(xué)組成表示式為R2O2SEuxLny其中R為Y、La、Gd中的一種或多種元素的組合；Ln為Er、Cr、Bi、Dy、Tm、Ti、Mg、Sr、Ca、Ba、Mn、中的一種或多種元素的組合；x，y為摩爾系數(shù)0.00001≤x≤0.2；0.00001≤y≤0.6。
10.如權(quán)利要求1所述的水性發(fā)光涂料的配制方法，其特征是所用原料重量百分配比為高分子聚合物乳液 20～70光致發(fā)光材料 5～60分散劑 0.1～1.0增稠劑 0.2～1.5成膜助劑 1～5防腐劑 0.1～0.3消泡劑 0.1～0.5水 余量其配制工藝為先將部分配方水放入高速分散攪拌機(jī)中，在低速下依此加入防腐劑、部分成膜助劑、部分增稠劑、分散劑、部分消泡劑，混合均勻后，將光致發(fā)光材料慢慢加入葉輪攪起的旋渦中，加完后提高葉輪轉(zhuǎn)速至分散均勻，完畢后在低速下逐漸加入乳液及其他助劑和水，其中剩余增稠劑配成10％水溶液后加入，分散均勻即成。
全文摘要
一種水性發(fā)光涂料，是由高分子聚合物乳液、光致發(fā)光材料、助劑和水組成。是一種非放射性的、無毒無污染、具有高亮度發(fā)光功能的環(huán)保水性發(fā)光涂料，采用本發(fā)明的水性發(fā)光涂料，其制造工藝簡單、性能穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用在室內(nèi)外裝飾、指示標(biāo)牌、公共場所的應(yīng)急指示。
文檔編號C09D5/22GK1396220SQ0112291
公開日2003年2月12日 申請日期2001年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月13日
發(fā)明者李茂龍, 熊楚耀, 肖志國 申請人:大連路明發(fā)光科技股份有限公司