[发明专利]一种光致变色丙烯酸聚氨酯清漆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能涂料技术领域。

背景技术

   光致变色化合物在光化学反应中，许多物理化学特性发生明显的瞬态变化，如折射率、相对介电常数、几何构型等，而且这些变化是可逆的。这些特性的变化使光致变色化合物在很多领域具有潜在的应用前景，如光信息存储材料、光开关、光滤波器、显示器、非线性光学材料、液晶材料等高科技领域；光致变色玻璃、光致变色眼镜、光致变色涂料、光致变色纺织品、光致变色油墨等防护、装饰和防伪材料领域。八十年代以来，关于光致变色材料的研究较为活跃，主要集中在其合成方法及性能研究方面。目前，关于螺噁嗪类光致变色化合物的合成技术方法报道较多，如王立艳的博士论文“共聚和掺杂螺噁嗪聚合物的制备及其光致变色性能研究”中对其合成方法给出了详细报道。近年来，光致变色材料的应用研究越来越备受关注，尤其是光致变色材料在涂料领域的应用研究成为最新的研究课题，相关报道很少。目前，在光致变色涂料研究中存在以下问题：涂料产品光敏性较差，即呈色和褪色的速率较慢，抗疲劳性不高，即经过一定时期的呈色褪色可逆变化后，光致变色性能消失，也称为耐老化性或光稳定性较差。

发明内容

本发明提供一种光致变色丙烯酸聚氨酯清漆的制备方法，以解决涂料产品光敏性较差，即呈色和褪色的速率较慢，抗疲劳性不高，即经过一定时期的呈色褪色可逆变化后，光致变色性能消失，也称为耐老化性或光稳定性较差的问题。

本发明采取的技术方案是：包括下列配方及制备方法：

配方是由下列质量份数的原料组成：

1,3,3-三甲基-3H-螺吲哚啉萘并噁嗪0.5-3份，

羟基丙烯酸树脂，其中羟基3.0%；固含量65%，60-70份，

高羟基饱和聚酯树脂，其中固含量80%，羟基4.5%，8.0-12.0份，

脲/氨基甲酸酯液体触变剂，其中固含量48%-55%，0.1-0.3份，

丙烯酸流平剂，0.2-0.4份，

有机硅流平剂，0.2-0.4份，

乙酸丁酯，0-20.0份，

固化剂：六亚甲基二异氰酸酯三聚体，其中固含量90%，21.5-28.0份；

制备方法：

    取配方中的1,3,3-三甲基-3H-螺吲哚啉萘并噁嗪、羟基丙烯酸树脂、高羟基饱和聚酯树脂、脲/氨基甲酸酯液体触变剂、丙烯酸流平剂、有机硅流平剂，配制漆料，过滤出料、或过滤出料加入乙酸丁酯溶剂稀释，将该漆料与固化剂组分六亚甲基二异氰酸酯三聚体按配方比例配成光致变色丙烯酸聚氨酯清漆。

本发明技术方案关键是配方选择高羟基饱和聚酯树脂和羟基丙烯酸树脂为树脂基料，以耐黄变的六亚甲基二异氰酸酯三聚体为固化剂，另外，掺加了1,3,3-三甲基-3H-螺吲哚啉萘并噁嗪（简称螺噁嗪）光致变色化合物。本发明的主要创新点有二：一是以高羟基饱和聚酯树脂改性的羟基丙烯酸树脂为基料，与二异氰酸酯固化剂反应后，形成更加致密的交联空间网状结构，脂肪族固化剂的使用使漆膜硬度提高，螺噁嗪小分子在交联空间网络保护下抗疲劳性能显著提高；二是螺噁嗪化合物不仅使丙烯酸聚氨酯清漆涂料具有可逆的光致变色性能，还可以代替紫外线吸收剂，预防涂料老化，在紫外光辐射下，螺噁嗪化合物分子吸收紫外光，发生化学键断裂，分子异构化反应，紫外光辐射减弱或消失，螺噁嗪化合物重新变为原来的分子结构，这种结构变化是循环可逆的。而且，螺噁嗪小分子这种可逆的结构变化不受交联的空间网络限制，呈色和褪色的速率均较快。

本发明的积极效果是：利用少量高羟基含量的聚酯树脂改性丙烯酸树脂作为主要成膜物质，采用自制的螺噁嗪化合物为光致变色功能材料，再加入各种助剂和混合溶剂，制备了综合性能优良的双组份光致变色丙烯酸聚氨酯清漆。该清漆涂料不仅具有常规丙烯酸聚氨酯清漆的优异性能，还具有优良可逆的光致变色性能，具有优异的光敏性，即呈色和褪色速率较快，而且该清漆涂料的抗疲劳性能较高。