水性发光涂料的研制

data-full-width-responsive="true"> 1 　前　言镭元素的发现开创了自发光材料的历史;以硫化锌为代表的传统荧光型自发光材料的问世,标志着自发光材料第二次革命的到来,但因其存在发光时间短、亮度低、耐光性差和具有微弱放射性等缺点,限制了这种发光材料的应用;1992 年,环保型蓄光型碱土铝酸盐发光材料的问世,标志着自发光材料第三次革命的到来。本文采用高亮度长余辉发光材料研制成新型水性发光涂料。讨论了原材料的选择对涂料性能的影响,确定了涂料配方。2 　实验部分211 　成膜物的选择作为功能性的水性发光涂料,要求该涂料应具有良好的保色保光性、耐光性和耐候性;热稳定性好;耐擦洗性和耐腐蚀性好;三防性能好;对底材有良好的附着力及较长的使用寿命。为此,选用综合性能优良的纯丙乳液作为成膜物。212 　发光材料的选择新型高亮度长余辉发光材料(以下简称发光粉)主要有以下几个系列:碱土铝酸盐系列,发光颜色分别为蓝紫色、蓝绿色、黄绿色;碱土硅酸盐系列,发光颜色分别为蓝色、蓝绿色、黄绿色; 碱土硅铝酸盐系列,发光颜色为黄绿色;硫化物或硫氧化物系列,发光颜色为喜庆的橙色或红色;混合型发光材料,颜色鲜艳。其中碱土硅酸盐系列发光材料的耐水性最好,而碱土铝酸盐系列发光材料的发光余辉亮度最高,但耐水性不好,需经表面包覆处理。在水性发光涂料中,发光粉起关键作用,其中主要考虑发光粉的颜色、发光色、发光亮度、粒径及耐水性,针对发光涂料的发光色及亮度等的要求,选择了大连路明发光科技股份有限公司的碱土硅酸盐系列SB - 8C 发光粉。SB - 8C 发光粉与经表面处理的碱土铝酸盐系列PLO - 7C 发光粉和市售的碱土铝酸盐发光粉的性能对比结果见表1。213 　填料的选择水性涂料中常用的填料是碳酸钙、滑石粉、白炭黑和煅烧高岭土等。水性发光涂料除应具有发光特性外,还应具有优异的物理机械性能。通过实验,选择了碳酸钙、滑石粉两种填料。碳酸钙可改善涂膜的平滑性,降低成本。由于碳酸钙的折光率为1158 ,与树脂基料的折光率相近,因此它对光不具有遮盖力,而且它具有良好的耐候性和耐磨性,与滑石粉一起使用能增大涂膜的厚度和均匀性,增强涂层的机械强度。滑石粉为白色粉末,质轻软,有滑腻感,化学稳定性极好,遮盖力低,着色力小,吸油量大,能防止发光粉沉淀结块,防止涂膜流挂和龟裂,提高涂层的柔韧性、耐水性和耐磨性等。214 　配方的确定在成膜物及颜填料确定后,还应考虑涂料的流平性、施工性和贮存稳定性,必须选择与配方中其他物质匹配的各种助剂,如对发光粉及颜填料起分散润湿作用的润湿分散剂;使涂料在较低温度下良好成膜的成膜助剂;降低涂料表面张力的消泡剂;防止涂料贮存变质、杀灭霉菌的防霉剂;改变涂料流变性的增稠剂以及改变涂料酸、碱度的pH 调节剂等。综合考虑发光特性(亮度) 、物理机械性能、成本,确定了水性发光涂料的配方,见表2。215 　涂料的配制将去离子水先放入高速搅拌机中,在低速搅拌下加入分散剂和部分消泡剂,混合均匀后,将发光粉慢慢倒入叶轮搅起的漩涡中,加完发光粉后,提高叶轮转速,加入增稠剂、成膜助剂、防霉剂,搅拌30 min ,分散均匀后,在低速下慢慢加入纯丙乳液、剩余消泡剂、pH 调节剂,使pH 值达8～9 ,然后再加入水或增稠剂,调节粘度,过筛,出料。涂料配制的流程图如下:3 　结果与讨论311 　发光粉类型对贮存稳定性的影响对选择的三种发光粉配制的水性发光涂料的贮存稳定性进行测试,实验结果如下:由市售发光粉配制的水性发光涂料3 d 后出现结块现象,无法正常使用;由大连路明发光科技股份有限公司生产的表面处理的碱土铝酸盐系列PLO - 7C 发光粉及碱土硅酸盐系列SB - 8C 发光粉配制的水性发光涂料的贮存稳定性好,1 个月后搅拌混合后无硬块,呈均匀状态,发光亮度较高,实验数据见表3。312 　涂料的性能指标依据GB/ T 9755 1995《合成树脂乳液外墙涂料》标准对SB - 8C 发光粉配制的水性发光涂料进行检测,性能指标见表4。4 　结　语由大连路明发光科技股份有限公司生产的发光粉解决了发光粉在水性涂料中的贮存稳定性问题,配制的水性发光涂料各项性能优异,无毒,气味小,具有较高的发光亮度,可广泛用于室内外装饰、指示标牌、公共场所的应急指示标志等领域,具有广阔的应用前景。