黑白转换涂料及其用途的制作方法 专利技术说明

喷涂装置;染料;涂料;抛光剂;天然树脂;黏合剂装置的制造及其制作,应用技术1.本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种黑白转换涂料及其用途。背景技术：2.传统涂料只涉及一种颜色，在其使用过程中难以适用于实际生活中变化的情况。例如，黑色是汽车的常见颜色，在夏日中常常会由于较好的吸光性能导致车内温度显著升高，为此也开发出了反光车罩用于夏日车辆降温。与之相反，白色的涂层固然在光照时温度较低，但在冬天更容易使得车内温度降低。建筑领域也存在类似的情况。3.现有的涂料技术并不能满足多时空背景下对涂层光-热性能的进一步需求，往往需要外加辅助技术。由于涂料技术涉及的应用场景广泛、实际需求量大，辅助的技术如外置罩层等并不利于实际化应用。4.因此，现有的涂料有待改进。技术实现要素：5.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种黑白转换涂料及其用途，该黑白转换涂料在白色状态下的可见光漫反射得以增强，耐紫外光性能得以提高，可见光范围内调制吸收的宽度和范围得以拓宽，从而可以在变色温度以下呈现黑色，在变色温度以上呈现白色，实现了黑白颜色的明显转换，将其应用在建筑或车辆外表面涂层中时，可以满足建筑物或车辆冬暖夏凉的需求。6.在本发明的一个方面，本发明提出了一种黑白转换涂料。根据本发明的实施例，所述黑白转换涂料包括：变色填料、白色填料、粘结剂、稀释剂、光稳定剂和流变剂，7.其中，所述变色填料可在高于变色温度和低于变色温度发生黑白颜色转换。8.根据本发明实施例的黑白转换涂料，通过将变色填料、白色填料、粘结剂、稀释剂、光稳定剂和流变剂混合，变色填料可在高于变色温度和低于变色温度发生黑白颜色转换，调控涂料中的各物质比例，变色填料经涂料中其余成分固化粘结，从而使得变色填料间填充紧密，同时在其缝隙中添加有白色填料，增强了变色填料在白色状态下的可见光漫反射。由此，该黑白转换涂料在白色状态下的可见光漫反射得以增强，耐紫外光性能得以提高，可见光范围内调制吸收的宽度和范围得以拓宽，从而可以在变色温度以下呈现黑色，在变色温度以上呈现白色，实现了黑白颜色的明显转换，将其应用在建筑或车辆外表面涂层中时，可以满足建筑物或车辆冬暖夏凉的需求。9.另外，根据本发明上述实施例的黑白转换涂料，还可以具有如下附加的技术特征：10.在本发明的一些实施例中，所述变色温度为25～40℃。11.在本发明的一些实施例中，所述变色填料包括荧烷类化合物、高级脂肪醇和双酚a。12.在本发明的一些实施例中，所述变色填料的粒径为1～10μm。13.在本发明的一些实施例中，所述变色填料、所述白色填料、所述粘结剂、所述稀释剂、所述光稳定剂和所述流变剂的质量比为(8～25)：(5～20)：(10～40)：(5～40)：(0.2～0.5)：(0.6～0.8)。由此，该黑白转换涂料可以在变色温度以下呈现黑色，在变色温度以上呈现白色，实现了黑白颜色的明显转换。14.在本发明的一些实施例中，所述粘结剂为环氧树脂。15.在本发明的一些实施例中，所述环氧树脂包括主剂和固化剂。16.在本发明的一些实施例中，所述主剂和所述固化剂的质量比为(2～4)：1。17.在本发明的一些实施例中，所述主剂包括邻甲酚醛环氧树脂、双酚a型酚醛环氧树脂、双环戊二烯酚醛环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、烷基化苯型环氧树脂、三官能基环氧树脂和四官能环氧树脂中的至少之一。18.在本发明的一些实施例中，所述固化剂包括胺类固化剂、酸酐类固化剂、多酸类固化剂和多酚类固化剂中的至少之一。19.在本发明的一些实施例中，所述白色填料包括硫酸钡、碳酸钙、二氧化钛和白炭黑中的至少之一。20.在本发明的一些实施例中，所述稀释剂包括乙醇、丙酮、邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯、苯乙烯、苯二甲酸二烯丙酯、甲苯和二甲苯中的至少之一。21.在本发明的一些实施例中，所述光稳定剂包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类和三嗪类中的至少之一。22.在本发明的一些实施例中，所述流变剂包括聚酰胺、聚氨酯、聚脲和氢化蓖麻油中的至少之一。23.在本发明的再一个方面，本发明提出了上述黑白转换涂料在吸热和/或降温领域中的用途。24.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明25.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：26.图1是实施例1得到的黑白转换涂料的表面形貌图；27.图2是实施例1得到的黑白转换涂料在黑白状态下的反射率图；28.图3是实施例1得到的黑白转换涂料在黑白状态下的表面颜色图；29.图4是对比例得到的黑白转换涂料经过紫外老化测试两周后的表面颜色图。具体实施方式30.下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。31.在本发明的一个方面，本发明提出了一种黑白转换涂料。根据本发明的实施例，该黑白转换涂料包括：变色填料、白色填料、粘结剂、稀释剂、光稳定剂和流变剂，其中，上述变色填料可在高于变色温度和低于变色温度发生黑白颜色转换。32.发明人发现，通过将变色填料、白色填料、粘结剂、稀释剂、光稳定剂和流变剂混合，其中，变色填料可在高于变色温度和低于变色温度发生黑白颜色转换。然而，变色填料本身为粉末状，受聚集形态堆叠影响，表现为多孔松散结构，宏观状态下无法显示出明显的黑白变化。通过调控涂料中的各物质比例，变色填料经涂料中其余成分固化粘结，从而使得变色填料间填充紧密，同时在其缝隙中添加有白色填料，增强了变色填料在白色状态下的可见光漫反射。由此，该黑白转换涂料在白色状态下的可见光漫反射得以增强，耐紫外光性能得以提高，可见光范围内调制吸收的宽度和范围得以拓宽，从而可以在变色温度以下呈现黑色，在变色温度以上呈现白色，实现了黑白颜色的明显转换，并且本发明中的黑白转换涂料的颜色转换温度可以根据需要进行调节。将其应用在建筑或车辆外表面涂层中时，可以满足建筑物或车辆冬暖夏凉的需求。33.进一步地，上述变色温度为25～40℃。具体的，变色填料的变色温度可以根据需要进行调节，例如，变色温度为26℃、28℃、30℃。例如，当变色填料的变色温度为26℃时，温度低于26℃，该黑白转化涂料的颜色为黑色，温度高于26℃时，该黑白转换涂料的颜色转变为白色。34.进一步地，上述变色填料包括荧烷类化合物、高级脂肪醇和双酚a。需要说明的是，本领域技术人员可以根据变色填料的变色温度的需求对荧烷类化合物和高级脂肪醇的具体类型以及荧烷类化合物、高级脂肪醇和双酚a的添加量进行选择，只要能使实现上述在高于变色温度和低于变色温度发生黑白颜色转换即可，此处不再赘述。35.进一步地，上述变色填料、上述白色填料、上述粘结剂、上述稀释剂、上述光稳定剂和上述流变剂的质量比为(8～25)：(5～20)：(10～40)：(5～40)：(0.2～0.5)：(0.6～0.8)。发明人发现，若变色填料的添加量过多，则涂料的可见光调制范围较窄，导致涂料整体颜色偏黑，若变色填料的添加量过少，则缺少吸光主体，不能将涂料的吸光率调至80％以上，无法实现有效吸光；若白色填料的添加量过多，则涂料的反射率较高，不能将涂料的吸光率调至80％以上，无法实现有效吸光，若白色填料的添加量过少，可见光调制范围较窄，会导致涂料的整体颜色偏黑；若粘结剂的添加量过多，则会在固化后包裹变色填料和白色填料，增加表面镜面反射率，无法实现有效吸光，若粘结剂的添加量过少，则不能充分固化加入的变色填料和白色填料，造成脱落、剥离；若稀释剂的添加量过多，则涂料容易沉降，不易储存，若稀释剂的添加量过少，涂料无法均匀分散；若光稳定剂的添加量过多，无法充分溶解分散，若光稳定剂的添加量过少，无法实现长期抗紫外效果；若流变剂的添加量过多，涂料粘度过大无法成型，若流变剂的添加量过少，涂料容易沉降，不易储存和不易喷涂成型。并且上述变色填料的粒径为1～10μm。36.需要说明的是，上述白色填料、稀释剂、光稳定剂和流变剂的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要进行选择，例如，白色填料包括硫酸钡、碳酸钙、二氧化钛和白炭黑中的至少之一，稀释剂包括乙醇、丙酮、邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯、苯乙烯、苯二甲酸二烯丙酯、甲苯和二甲苯中的至少之一，光稳定剂包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类和三嗪类中的至少之一，流变剂包括聚酰胺、聚氨酯、聚脲和氢化蓖麻油中的至少之一。37.进一步地，上述粘结剂为环氧树脂。具体的，环氧树脂包括主剂和固化剂，并且主剂和固化剂的质量比为(2～4)：1。发明人发现，若主剂的添加量过多，则无法定型，表面不能干燥；若主剂的添加量过少，则不能充分固化加入的变色填料和白色填料，会造成脱落和剥离。若固化剂的添加量过多，则不能充分固化加入的变色填料和白色填料，同样会造成脱落和剥离；若固化剂的添加量过少，则无法定型，表面不能干燥。38.需要说明的是，上述主剂和固化剂的具体类型并不受特别限制，例如，主剂包括邻甲酚醛环氧树脂、双酚a型酚醛环氧树脂、双环戊二烯酚醛环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、烷基化苯型环氧树脂、三官能基环氧树脂和四官能环氧树脂中的至少之一，固化剂包括胺类固化剂、酸酐类固化剂、多酸类固化剂和多酚类固化剂中的至少之一。39.在本发明的再一个方面，本发明提出了上述黑白转换涂料在吸热和/或降温领域中的用途。具体的，由于上述的黑白转换涂料在高于变色温度和低于变色温度发生黑白颜色转换，例如环境温度低于变色温度，则该黑白转换涂料呈现出黑色，环境温度高于变色温度，该黑白转换涂料呈现出白色，实现了黑白颜色的明显转换，将其用于建筑物或汽车的外表面涂层，在夏天时，该涂层显示白色，降低了建筑物或车辆表面的吸光性能，从而降低建筑物或车辆内的温度，在冬天时，该涂层显示黑色，提高了建筑物或车辆表面的吸光性能，从而提高建筑物或车辆内的温度，进而实现建筑物或车辆冬暖夏凉的需求。40.下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。另外，如果没有明确说明，在下面的实施例中所采用的所有试剂均为市场上可以购得的，或者可以按照本文或已知的方法合成的，对于没有列出的反应条件，也均为本领域技术人员容易获得的。41.实施例142.在搅拌釜中加入感温变色粉12g(变色温度32℃)，其粒径为1～10μm，型号为hcbs-81921(产自深圳市东方变色科技有限公司)，硫酸钡8g，双酚a型酚醛环氧树脂12g，2-(2-2h-苯并三氮唑)-6-(1-甲基-1-苯基)乙基-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)酚0.5g，氢化蓖麻油0.8g，丙酮63.7g，搅拌均匀。使用前在搅拌釜中再加入双氰胺3g，得到黑白转换涂料样品；43.制备得到的黑白转换涂料样品在黑白状态下的反射率见图2；用制备得到的黑白转换涂料样品(表面形貌见图1)喷涂在基底之后，当温度低于31℃时，涂料的颜色为黑色，如图3(a)所示；当温度超过33℃时，涂料变成白色，如图3(b)所示，具有循环可逆性；44.紫外老化测试：紫外光线能量约占太阳光总能量6.8％。以北京为例，年均辐照强度约为180w/m2，即紫外强度为12.2w/m2。通过使用大功率紫外灯，实现如122w/m2的辐射强度，则紫外老化测试模拟一天，相当于户外实验10天。实验中使用900w/m2的紫外强度，即紫外灯下1天＝户外使用73.7天；45.经过紫外老化测试，得到的黑白转换涂料可以满足在户外日照条件下进行黑白明显转换达到六个月的时间。46.实施例247.在搅拌釜中加入感温变色粉20g(变色温度28℃)，其粒径为1～10μm，型号为hcbs-81921(产自深圳市东方变色科技有限公司)，硫酸钙15g，邻甲酚醛环氧树脂15g，2-(2-2h-苯并三氮唑)-6-(1-甲基-1-苯基)乙基-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)酚1g，氢化蓖麻油1g，丙酮43g，搅拌均匀。使用前在搅拌釜中再加入双酰亚胺类化合物5g，得到黑白转换涂料样品；48.用制备得到的黑白转换涂料样品喷涂在基底之后，当温度低于27℃时，涂料的颜色为黑色，当温度超过29℃时，涂料变成白色，具有循环可逆性；49.经过紫外老化测试，得到的黑白转换涂料可以满足在户外日照条件下进行黑白明显转换达到六个月的时间。50.实施例351.在搅拌釜中加入感温变色粉8g(变色温度24℃)，其粒径为1～10μm，型号为hcbs-81921(产自深圳市东方变色科技有限公司)，白炭黑20g，萘酚型环氧树脂12g，2-(2-2h-苯并三氮唑)-6-(1-甲基-1-苯基)乙基-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)酚1g，聚脲1g，丙酮54g，搅拌均匀。使用前在搅拌釜中再加入二苯基二氨基甲烷4g，得到黑白转换涂料样品；52.用制备得到的黑白转换涂料样品喷涂在基底之后，当温度低于23℃时，涂料的颜色为黑色，当温度超过25℃时，涂料变成白色，具有循环可逆性；53.经过紫外老化测试，得到的黑白转换涂料可以满足在户外日照条件下进行黑白明显转换达到六个月的时间。54.对比例55.在搅拌釜中加入12g感温变色粉(变色温度32℃)，其粒径为1～10μm，型号为hcbs-81921(产自深圳市东方变色科技有限公司)，8g硫酸钡，12g双酚a型酚醛环氧树脂，0.8g氢化蓖麻油，64.2g丙酮，搅拌均匀。使用前再加入3g环氧树脂固化剂双氰胺，得到涂料样品；56.用制备得到的涂料样品喷涂在基底之后，经紫外老化测试，涂料样品在日常户外照射条件下仅使用两周后发生了不可逆转的颜色变化，即涂料在黑色状态下的温度以及在白色状态下的温度时，涂料样品均呈现红褐色。如图4(a)和图4(b)所示。57.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。58.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。









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