技术领域
本发明涉及水性涂料领域，具体而言，涉及一种光感变色乳胶 漆及其制备方法。
背景技术
乳胶漆是乳胶涂料的俗称，诞生于二十世纪七十年代中下期， 是以丙烯酸酯共聚乳液为代表的一大类合成树脂乳液涂料。乳胶漆 是水分散性涂料，它是以合成树脂乳液为基料，填料经过研磨分散 后加入各种助剂精制而成的涂料。乳胶漆具备了与传统墙面涂料不 同的众多优点，如易于涂刷、干燥迅速、漆膜耐水、耐擦洗性好等。 在我国，人们习惯上把合成树脂乳液为基料，以水为分散介质，加 入颜料、填料(亦称体质颜料)和助剂，经一定工艺过程制成的涂 料，叫做乳胶漆，也叫乳胶涂料。
但经历了近几十年的快速发展，乳胶漆还是以单一的颜色产品 存在并进行装饰装修，即不是单一的白色就是单一的颜色。而随着 人们对色彩的理解和需求不断提高，色彩的丰富性要求愈来愈高， 基于这个现状，研发一款可以瞬间变色的新型水性建筑涂料有着广 阔的市场前景。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种光感变色乳胶漆。针对现有的 乳胶漆色彩单一的问题，本发明通过将光敏染料与乳液、粉体、助 剂和纳米颜料经科学配比组合在一起，使得制备的乳胶漆不但具有 性价比高、附着力强、耐水耐碱性好、漆膜细腻、覆盖细微裂痕、 耐擦洗、易洁抗污的常规性能，同时还能根据外界环境紫外光的变 化进行瞬间变色，在无紫外光的时候呈现本来颜色，在有紫外光的 时候变为色彩更为鲜艳的深色，使得乳胶漆所呈现的色彩变得更加 丰富和鲜艳。
本发明的第二目的在于提供一种所述的乳胶漆的制备方法，该 方法通过特定的加料顺序，促进各组分充分融合在一起，制备得到 分散均匀，稳定，不破乳的乳胶漆。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种乳胶漆，按照重量份计，主要由以下组分制备而成：
乳液350-400份、粉体300-350份、助剂65-70份、纳米颜料 25-30份、光敏染料10-15份和水200-230份；
所述助剂包括防腐剂、纤维素、润湿剂、分散剂、金属皂类消 泡剂、防冻剂、多功能助剂、成膜助剂、矿物油类消泡剂、防霉剂、 增稠剂和流平剂中的一种或多种。
本发明提供乳胶漆中，将光敏染料与乳液、粉体、助剂和纳米 颜料经科学配比组合在一起，使得制备的乳胶漆不但具有性价比高、 附着力强、耐水耐碱性好、漆膜细腻、覆盖细微裂痕、耐擦洗、易 洁抗污的常规性能，同时还能根据外界环境紫外光的变化进行瞬间 变色，在无紫外光的时候呈现本来颜色，在有紫外光的时候变为色 彩更为鲜艳的深色，使得乳胶漆所呈现的色彩变得更加丰富和鲜艳。
为了达到上述效果，各组分的适宜用量(以重量份计)为乳液 350-400份、粉体300-350份、助剂65-70份、纳米颜料25-30份、 光敏染料10-15份和水200-230份。优选地，各组分的适宜用量为 乳液350-360份、粉体330-340份、助剂68-70份、纳米颜料25-26 份、光敏染料10-12份和水210-220份。
乳液为乳胶漆中的主要成膜物质，本发明中所述乳液优选为苯 丙乳液和弹性纯丙乳液按照质量比1:(0.4-0.5)组成的混合乳液。 通过这一特定组分和配比组成的混合乳液同其它组分配伍在一起 后，保证形成的乳胶漆漆膜细腻、附着力强、耐水耐碱性好、能覆 盖细微裂痕、耐擦洗、易洁抗污。
本发明中的粉体优选为钛白粉、高岭土和重钙。其中，钛白粉 能够提高白度和遮盖率，高岭土起到协助的作用，协助钛白粉提高 白度和遮盖率，而重钙能够提高强度和光洁度。这三种类型的粉体 组合在一起，保证本发明提供的乳胶漆具有良好的遮盖能力，能够 覆盖细微裂痕，并且附着力强，耐擦洗，抗污能力突出。粉体中各 组分的配比也会对乳胶漆的性能产生影响，较合适的，所述钛白粉、 所述高岭土和所述重钙的质量比为1:1:(1.3-1.4)。进一步优选地， 所述高岭土的粒度不低于1250目，所述重钙的粒度不低于800目。
本发明提供的乳胶漆中既有固体组分，也有液体组分，为了保 证乳胶漆的性能，防止浮色、沉降、分层等问题，提高贮藏的稳定 性，优选地，所述助剂包括防腐剂、纤维素、润湿剂、分散剂、金 属皂类消泡剂、防冻剂、多功能助剂、成膜助剂、矿物油类消泡剂、 防霉剂、增稠剂、流平剂和纤维素。
其中，防腐剂起到防腐杀菌的作用，润湿剂能够对乳胶漆中的 固体组分进行润湿，分散剂能够对乳胶漆中的固体组分进行分散， 这两种类型的助剂均为了保证乳胶漆中的固体组分和液体组分形成 均匀地混合液，优选地，所述防腐剂为LXE，所述润湿剂为X-405， 所述分散剂为SN-5040；本发明所用助剂中的纤维素起到增稠的作 用；金属皂类消泡剂能够消除制备过程中产生的泡沫，矿物油类消 泡剂能够抑制存储过程中乳胶漆起泡，优选地，所述金属皂类消泡 剂为NXZ，所述矿物油类消泡剂为681F；抗冻剂保证乳胶漆在外 界气温发生变化时仍能发挥作用，优选地所述防冻剂为乙二醇；多 功能助剂将乳胶漆的pH值维持在稳定的范围内，优选地，所述多 功能助剂为AMP-95；成膜助剂降低涂料的最低成膜温度，保证涂 料能够顺利形成涂膜，优选地，所述成膜助剂为十二碳醇酯；防霉 剂防止乳胶漆在存储过程中漆膜发生霉变，优选地，所述防霉剂为 EPW；增稠剂保证乳胶漆的粘度，增加覆盖性，优选地，本发明中 所用的增稠剂包括聚丙烯酸盐类增稠剂和聚氨酯增稠剂；流平剂能 够增加乳胶漆的覆盖性，使成膜均匀、自然，优选地，所述流平剂 为RM-2020。
进一步优选地，助剂中的各组分的用量(以重量份计)为：所 述防腐剂为1-1.2份、所述纤维素为2.7-3.0份、所述润湿剂为1.5-1.6 份、所述分散剂为5.5-5.8份、所述金属皂类消泡剂为1-1.2份、所 述防冻剂为25份、所述多功能助剂为2份、所述成膜助剂为20份、 所述矿物油类消泡剂为1-1.2份、所述防霉剂为4份、所述聚丙烯 酸盐类增稠剂为2份、所述聚氨酯增稠剂为1份和所述流平剂为2 份。
一种本发明提供的乳胶漆的制备方法，包括如下步骤：
(1)在第一搅拌速率下，将助剂中的防腐剂、纤维素、润湿剂、 分散剂、金属皂类消泡剂、防冻剂和二分之一多功能助剂分散至水 中，全部加入后，在第二搅拌速率下进行搅拌，直至全部溶解；
(2)在第三搅拌速率下，加入粉体和纳米颜料进行分散，直至 溶液的细度不高于35微米；
(3)在第四搅拌速率下，加入光感染料和水，后在第五搅拌速 率下加入乳液，直至分散均匀；
(4)在第六搅拌速率下，加入助剂中的成膜助剂、矿物油类消 泡剂、二分之一多功能助剂、防霉剂、增稠剂和流平剂，分散均匀。
本发明提供的制备方法中，通过特定的加料顺序，促进各组分 充分融合在一起，制备得到分散均匀，稳定，不破乳的乳胶漆。
搅拌的速率影响各组分的溶解和乳化，优选地，所述第一搅拌 速率为300-350r/min，所述第二搅拌速率为400-450r/min，所述第三 搅拌速率为800-1200r/min，所述第四搅拌速率为300r/min以下，所 述第五搅拌速率为500-600r/min，所述第六搅拌速率为 400-500r/min。
在300-350r/min的搅拌速率下加入助剂中的防腐剂、纤维素、 润湿剂、分散剂、金属皂类消泡剂、防冻剂和二分之一多功能助剂， 保证所有组分能够快速分散至水中；而后在400-450r/min的转速下 进行充分地溶解，保证加入的各组分能够全部溶解，尤其是能够将 其中的纤维素完全溶解，且无起块。而后将搅拌速率升高至 800-1200r/min，保证加入的各组分能够充分溶解，同时使加入的粉 体的细度不高于35微米；在加入光感染料的步骤中，将搅拌速率控 制在300r/min以下，保证不破坏其性能；在加入乳液的步骤中，搅 拌速率控制在500-600r/min，保证乳液不会破乳；最后，在 400-500r/min下加入其余组分，保证其分散均匀，最终制备得到分 散均匀，稳定，不破乳的乳胶漆。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明将光敏染料与乳液、粉体、助剂和纳米颜料经科学 配比组合在一起，使得制备的乳胶漆不但具有性价比高、附着力强、 耐水耐碱性好、漆膜细腻、覆盖细微裂痕、耐擦洗、易洁抗污的常 规性能，同时还能根据外界环境紫外光的变化进行瞬间变色，在无 紫外光的时候呈现本来颜色，在有紫外光的时候变为色彩更为鲜艳 的深色，使得乳胶漆所呈现的色彩变得更加丰富和鲜艳。
(2)本发明通过将苯丙乳液和弹性纯丙乳液按照质量比1: (0.4-0.5)组成的混合乳液作为本发明所用的乳液，通过这一特定 组分和配比组成的混合乳液同其它组分配伍在一起后，保证形成的 乳胶漆漆膜细腻、附着力强、耐水耐碱性好、能覆盖细微裂痕、耐 擦洗、易洁抗污。
(3)本发明的制备方法中，通过特定的加料顺序，促进各组分 充分融合在一起，制备得到分散均匀，稳定，不破乳的乳胶漆。而 且，在各个步骤中，均对搅拌速率进行特定的限制，保证各个步骤 均能满足制备要求。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本 领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视 为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件 或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均 为可以通过市售购买获得的常规产品。
本实施例中所用的部分原料的品牌号及成分如表1所示：
表1部分原料的品牌号及成分表
实施例1
本实施例提供的光感变色乳胶漆，由以下组分制备而成：苯丙 乳液350kg，绢云母粉300kg，助剂70kg(包括防腐剂2511kg、纤 维素3kg、润湿剂15001kg、分散剂32006kg、金属皂类消泡剂NXZ 2kg、防冻剂丙二醇20kg、多功能助剂TCP-951kg、成膜助剂Texnol 27kg、矿物油类消泡剂681F3kg、防霉剂N-961kg、增稠剂HEC6 万3kg和流平剂RM-20202kg)，纳米颜料TK202W25kg，光敏染 料：光感变色微胶囊10kg和水200kg。
其制备方法包括如下步骤：
在350r/min的搅拌速率下，将助剂中的防腐剂251、纤维素、 润湿剂1500、分散剂3200、金属皂类消泡剂218、防冻剂丙二醇和 二分之一的多功能助剂TCP-95分散至180kg水中，全部加入后， 在400r/min的搅拌速率下进行搅拌，直至全部溶解；
在500r/min的搅拌速率下，加入粉体和纳米颜料进行分散，直 至溶液的细度不高于35微米；
在400r/min的搅拌速率下，加入光感变色微胶囊和剩余的水， 后在相同的搅拌速率下加入乳液，直至分散均匀；
保持搅拌速率不变，加入助剂中的成膜助剂Texnol、矿物油类 消泡剂NXZ、剩余的二分之一多功能助剂TCP-95、防霉剂N-96、 增稠剂HEC6万和流平剂RM-2020，分散均匀。
实施例2
乳液：苯丙乳液200kg和弹性纯丙乳液200kg，粉体：钛白粉 100kg，高岭土100kg和重钙150kg，助剂65kg(包括防腐剂LXE、 纤维素、润湿剂X-405、分散剂SN-5040、金属皂类消泡剂NXZ、 防冻剂乙二醇、多功能助剂AMP-95、成膜助剂十二碳醇酯、矿物 油类消泡剂681F、防霉剂EPW、聚丙烯酸盐类增稠剂TT935、聚 氨酯增稠剂RM-8Wg和流平剂RM-2020各5kg)，纳米颜料 TK202W30kg，光敏染料：光感变色微胶囊15kg和水230kg。
其制备方法包括如下步骤：
在350r/min的搅拌速率下，将助剂中的防腐剂、纤维素、润湿 剂、分散剂、金属皂类消泡剂、防冻剂和二分之一的多功能助剂分 散至200kg水中，全部加入后，在400r/min的搅拌速率下搅拌5分 钟，加入的组分全部溶解在水中，尤其是助剂中的纤维素此时已经 完全溶解至水中，且无起块；
在500r/min的搅拌速率下，加入粉体和纳米颜料进行分散，直 至溶液的细度不高于35微米；
将搅拌速率调整为400r/min，依次加入光感变色微胶囊和剩余 的水，在此速率下搅拌5分钟后将搅拌速率调整为500r/min，加入 乳液，搅拌5分钟后，加入的乳液分散均匀；
最后，将搅拌速率调整为400r/min的搅拌速率下，加入助剂中 的成膜助剂、矿物油类消泡剂、剩余的二分之一多功能助剂、防霉 剂、聚丙烯酸盐类增稠剂、聚氨酯增稠剂和流平剂，分散均匀。
实施例3
乳液：苯丙乳液240kg和弹性纯丙乳液120kg，粉体：钛白粉 100kg，1250目高岭土100kg和800目重钙140kg，助剂70kg(包 括防腐剂LXE1.2kg、纤维素3.0kg、润湿剂X-4051.6kg、分散剂 SN-50405.8kg、金属皂类消泡剂NXZ1.2kg、防冻剂乙二醇25kg、 多功能助剂AMP-952kg、成膜助剂十二碳醇酯20kg、矿物油类消 泡剂681F1.2kg、防霉剂EPW4kg、聚丙烯酸盐类增稠剂TT9352kg、 聚氨酯增稠剂RM-8W1kg和流平剂RM-20202kg)，纳米颜料 TK202W26kg，光敏染料：光感变色微胶囊12kg和水210kg。
其制备方法包括如下步骤：
在300r/min的搅拌速率下，将助剂中的防腐剂、纤维素、润湿 剂、分散剂、金属皂类消泡剂、防冻剂和二分之一的多功能助剂分 散至200kg水中，全部加入后，在450r/min的搅拌速率下搅拌5分 钟，加入的组分全部溶解在水中，尤其是助剂中的纤维素此时已经 完全溶解至水中，且无起块；
在1200r/min的搅拌速率下，加入粉体和纳米颜料进行分散， 直至溶液的细度不高于35微米；
将搅拌速率调整为200r/min，依次加入光感变色微胶囊和剩余 的水，在此速率下搅拌5分钟后将搅拌速率调整为600r/min，加入 乳液，搅拌5分钟后，加入的乳液分散均匀；
最后，将搅拌速率调整为500r/min的搅拌速率下，加入助剂中 的成膜助剂、矿物油类消泡剂、剩余的二分之一多功能助剂、防霉 剂、聚丙烯酸盐类增稠剂、聚氨酯增稠剂和流平剂，分散均匀。
实施例4
本实施例提供的光感变色乳胶漆，由以下组分制备而成：
乳液：苯丙乳液250kg和弹性纯丙乳液100kg，粉体：钛白粉 100kg，1250目高岭土100kg和800目重钙130kg，助剂68.7kg(包 括防腐剂LXE1kg、纤维素2.7kg、润湿剂X-4051.5kg、分散剂 SN-50405.5kg、金属皂类消泡剂NXZ1kg、防冻剂乙二醇25kg、多 功能助剂AMP-952kg、成膜助剂十二碳醇酯20kg、矿物油类消泡 剂681F1kg、防霉剂EPW4kg、聚丙烯酸盐类增稠剂TT9352kg、 聚氨酯增稠剂RM-8W1kg和流平剂RM-20202kg)，纳米颜料 TK202W25kg，光敏染料：光感变色微胶囊10kg和水230kg。
其制备方法包括如下步骤：
在350r/min的搅拌速率下，将助剂中的防腐剂、纤维素、润湿 剂、分散剂、金属皂类消泡剂、防冻剂和二分之一的多功能助剂分 散至200kg水中，全部加入后，在400r/min的搅拌速率下搅拌5分 钟，加入的组分全部溶解在水中，尤其是助剂中的纤维素此时已经 完全溶解至水中，且无起块；
在800r/min的搅拌速率下，加入粉体和纳米颜料进行分散，直 至溶液的细度不高于35微米；
将搅拌速率调整为300r/min，依次加入光感变色微胶囊和剩余 的水，在此速率下搅拌5分钟后将搅拌速率调整为500r/min，加入 乳液，搅拌5分钟后，加入的乳液分散均匀；
最后，将搅拌速率调整为400r/min的搅拌速率下，加入助剂中 的成膜助剂、矿物油类消泡剂、剩余的二分之一多功能助剂、防霉 剂、聚丙烯酸盐类增稠剂、聚氨酯增稠剂和流平剂，分散均匀。
将实施例1-4所制备的乳胶漆的光感变色性能进行检测，在不 同波长的紫外线照射下，其波长和颜色均存在如下的对应关系。
当紫外线照射波长为290-400nm时，乳胶漆颜色显示为红色；
当紫外线照射波长为270-370nm时，乳胶漆颜色显示为黄色；
当紫外线照射波长为280-390nm时，乳胶漆颜色显示为蓝色；
当紫外线照射波长为290-390nm时，乳胶漆颜色显示为紫色。
对比例
为了验证本发明乳胶漆的性质，本发明还进行了如下的4个对 比试验，各个对比试验中各组分的用量如表2所示，各组分所用的 牌号均与实施例4相同，制备方法也同实施例4，在此不一一列举。
表2对比例中各组分的用量表
对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 水 283 276.5 269 232.5 防腐剂 1 1 1 1
纤维素 2.7 2.7 2.7 2.7 润湿剂 1.5 1.5 1.5 1.5 分散剂 5.5 5.5 5.5 5.5 金属皂类消泡剂 1 1 1 1 防冻剂 16.5 18 20 22.5 多功能助剂 2 2 2 2 钛白粉 100 100 100 100 高岭土 100 100 100 100 重钙 250 225 200 175 纳米颜料 10 12.5 15 20 光感染料 5 6 7.5 8.5 弹性纯丙乳液 25 25 25 50 苯丙乳液 175 200 225 250 成膜助剂 12 13.5 15 18 矿物油类消泡剂 1 1 1 1 防霉剂 4 4 4 4 聚丙烯酰胺类 2 2 2 2 聚丙烯酸盐类增稠剂 1 1 1 1 流平剂 2 2 2 2
将上述4个对比例所制备的乳胶漆和实施例4所制备的乳胶漆 进行检测，其检测结果如表3所示。
表3乳胶漆各项性能检测结果
由表3的检测结果可以看出，对比例1-4中的细度、粘度、pH 值都能达到合格标准，且对比率达到要求标准0.95，但是耐擦洗次 数均无法达到要求标准20000次，且在30℃无法做到冷暖色互变。 对比例1-4所制备的乳胶漆虽然组分和实施例4相同，但各组分含 量和实施例4存在一定的差别，从而导致乳胶漆的各项性质之间存 在一定的差异。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到， 在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和 修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的 所有这些变化和修改。