一种水性LED光扩散涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型水性LED光扩散涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。其特征在于由质量百分含量的以下组分制成：水性丙烯酸树脂40‑70%纯净水30‑60%、光扩散剂  0.1‑1.0%、分散剂0.1‑1.5%、消泡剂0.05‑1.5%、流平剂0.05‑1.0%，以上各物质的重量分数之和为100%。本发明专利技术以三聚氰胺甲醛（密胺）树脂微球为光扩散剂，且无需干燥即可先与消泡剂等助剂混合得到乳液，再与基体树脂配伍。本发明专利技术不仅有效协调了水性LED光扩散涂料的透光率和雾度，同时简化工艺路线并得到消泡剂乳液，提高了涂料的消泡效果和贮存稳定性。本发明专利技术一种新型水性LED光扩散涂料及制备方法，光源柔和，具有较高的光扩散性和透光性，且工艺简便、成本低。

A water based LED light diffusion coating and its preparation method

The invention discloses a new waterborne LED light diffusion coating and a preparation method thereof, belonging to the technical field of coatings. Its characteristics are made up of the following components of the mass percentage: 40 water acrylic resin, 70% pure water, 30, 60%, 0.1 light diffuser 1%, dispersant 0.1 1.5%, defoaming agent 0.05 1.5%, and leveling agent 0.05 1%, and the sum of the weight fraction of the above substances is 100%. The invention uses melamine formaldehyde (melamine) resin microspheres as light diffusion agent, and can be mixed with defoamer and other auxiliaries to get the emulsion without drying, and then compatibility with matrix resin. The invention not only effectively coordinates the transmittance and fogging of the waterborne LED light diffusion coating, but also simplifies the process route and gets the defoaming agent emulsion, which improves the defoaming effect and storage stability of the coating. The invention relates to a new type of waterborne LED light diffusion coating and a preparation method thereof. The light source is soft, has high light diffusivity and light transmittance, and has simple process and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种水性LED光扩散涂料及其制备方法
本专利技术属于涂料
，具体涉及一种水性LED光扩散涂料及其制备方法。
技术介绍
近年来，LED照明灯具的市场前景十分广阔，灯具外壳材料也逐渐由光扩散性能良好的塑料代替了铝合金材料，而采用光扩散涂料的玻璃材料外壳更是具有透光率高、耐老化性好、成本低的优势，市场需求巨大。水性LED光扩散涂料是近两年新兴的环保型材料，它主要是通过在水性树脂基体中加入光扩散剂及其他助剂配伍而成，通过光扩散剂将点光源转换成面光源，使光线形成漫反射而达到匀光效果，有效解决LED灯眩光问题。目前市场上最常见的水性LED光扩散涂料是在丙烯酸树脂体系中加入无机光扩散剂或纳米粒子。文献[中国照明电器,2014(12)]指出，丙烯酸树脂乳液干燥速度快、硬度高、成本低、耐候性（燃点不易变色）好，用于LED灯光扩散涂层时避免了成膜性较差、光泽低、不耐溶剂和热黏冷脆等缺点，是当前最理想的光扩散涂层成膜剂。但是与之相对应的无机光扩散剂却易沉降，在使用过程中效果欠佳，并且会导致水性LED光扩散涂料的透光率急剧降低（透光率损失40%-60%），严重影响使用效果。纳米粒子虽因粒径小于可见光波长而保证了高透明性，但是对解决光扩散性效果并不十分明显且需要考虑成本因素，使用受限。专利CN104017448A用纳米氧化铝和纳米碳酸钙作为光扩散剂，用量很大（共20%-40%），透光率在80%-85%，且雾度均略低于透光率。透光率与雾度是衡量LED灯透明性的重要指标，光扩散剂优异的关键标准在于高效发挥光扩散作用的同时，尽可能减小所导致的光衰退。显然，无机光扩散剂和纳米粒子没有很好地满足以上两点。专利CN104629564A在配方中没有提到加入光扩散剂，可以看到的只有钛白粉、滑石粉等染填料，但是钛白粉的透光率很低，滑石粉尚可起到光扩散剂的作用，该专利技术最终获得的光扩散涂料透光率在90%以上，却未提及雾度问题，结果较难理解。有机光扩散剂是另外一类常用的光扩散剂，与其他光扩散剂相比主要有以下两方面优点：（1）有机光扩散剂和基材的折射率存在差异，光线经多次折射可获得极佳的雾度，避免多次反射而产生自吸收，从而获得较高的透光率。（2）有机树脂颗粒具有很强的摩擦带电特性，干混时能均匀地附着在其他粉体粒子表面，与作为成膜剂的有机树脂的相容性更好，更容易分散在水性树脂中。传统的有机光扩散剂主要包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、有机硅树脂和丙烯酸类树脂等。光扩散剂是利用折射率差异使光线折射而获得理想雾度，但是PMMA（包括丙烯酸类树脂）与水性LED光扩散涂料用丙烯酸树脂基体的折射率极其接近，故光扩散效果十分不理想。有机硅树脂本身是亲油性树脂，与水性丙烯酸树脂相容性较差；传统的聚苯乙烯光扩散微球的制备成本较高，工业化应用受到限制。综合以上考虑，在基于丙烯酸树脂体系的水性LED光扩散涂料中一般避免使用传统的有机光扩散剂。三聚氰胺甲醛树脂与丙烯酸树脂基体具有不同的官能团结构特征，折射率差异性较大，能够有效保证水性LED光扩散涂料的光扩散性。三聚氰胺甲醛树脂因含氨基等亲水基团而与丙烯酸树脂有较强的亲和性，从而保证涂料具有较好的粘合力，避免出现无机光扩散剂易沉降，分散性差等问题。综合分析，三聚氰胺甲醛树脂可以保证丙烯酸树脂基水性LED光扩散涂料同时具有很好的透光性和较高雾度。本专利技术针对传统的丙烯酸树脂基水性LED光扩散涂料透光率和雾度不相协调，不能同时得到有效保证的问题，基于三聚氰胺甲醛树脂独特的理化性质，提出以三聚氰胺甲醛树脂微球为光扩散剂，制备一种新型水性LED光扩散涂料。该新型水性LED光扩散涂料可以有效协调了水性LED光扩散涂料的透光率和雾度，光源柔和，使用寿命长，成本低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种水性LED光扩散涂料及制备方法，解决传统LED光扩散涂料光透过率低，光扩散性差等问题，其光源均匀、柔和、饱满，光透过性、光散射性好，使用寿命长。技术方案：一种水性LED光扩散涂料，由质量百分含量的以下组分制成：水性丙烯酸树脂40-70%纯净水30-60%光扩散剂0.1-1.0%分散剂0.1-1.5%消泡剂0.05-1.5%流平剂0.05-1.0%以上各物质的重量分数之和为100%。该水性光扩散涂料外观为半透明水溶液，固化后透光率为80-95%，雾度为80-90%。进一步地，所述水性丙烯酸树脂为甲基丙烯酸树脂、环氧改性丙烯酸树脂和聚氨酯丙烯酸树脂中的一种或几种。进一步地，所述光扩散剂为三聚氰胺甲醛树脂微球（又称“密胺树脂”），平均粒径为1-30μm，优选5-20μm，且不需要经过干燥处理（可以湿态注入）。三聚氰胺甲醛树脂光扩散剂与丙烯酸树脂基体的折射率差异性大且相容性良好，能够保证所得LED光扩散水性涂料同时具有较高的透光性和雾度。进一步地，所述分散剂为聚磷酸盐类、聚丙烯酸盐类和硬脂酸酰胺类中的一种或几种；具体为多聚磷酸钠、二聚异丁烯顺丁烯二酸钠盐、丙烯酸共聚物铵盐、聚羧酸钠盐或硬脂酸酰胺中的一种或几种。进一步地，所述的消泡剂为有机硅消泡剂，具体为聚醚改性的聚二甲基硅氧烷、聚硅氧烷聚醚共聚物（含气相二氧化硅）、有机硅改性聚硅氧烷乳液（含气相二氧化硅）、聚硅氧烷聚醚共聚物（含疏水二氧化硅）、聚醚聚硅氧烷（BYK-019）、聚合物与聚硅氧烷复合体（BYK-024）和有机硅改性硅氧烷中的一种或几种。为了改进消泡剂在水性涂料中的混合，充分保证消泡效果，通常需将消泡剂制成乳液，而湿态的三聚氰胺甲醛树脂微球正好使得消泡剂为乳液，减少工序。进一步地，所述的流平剂为改性有机硅型流平剂，或改性有机硅型流平剂与丙烯酸型流平剂的配合物，二者质量份数比为1：（0.5-3.0）。改性有机硅型流平剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物（EL-2519）、聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液（EL-2801）或流平剂3018中的一种或几种，丙烯酸型流平剂为氟碳丙烯酸或聚丙烯酸酯化合物（EL-2820）的配合物。本专利技术还提供一种水性LED光扩散涂料的制备方法，包括以下步骤：1）三聚氰胺甲醛树脂微球的制备：三聚氰胺和甲醛按照摩尔投料比为1：（2.5-3.5），用传统方法制备三聚氰胺甲醛树脂微球；2）助剂互混：由传统方法得到湿态三聚氰胺甲醛树脂微球，无需干燥处理，抽样测定固体含量，按干态三聚氰胺甲醛树脂微球质量分数为0.1-1.0%的配比，与分散剂、消泡剂、流平剂混合，借助湿态三聚氰胺甲醛树脂微球混合成分布均匀的乳液体系；制备得到的三聚氰胺甲醛树脂（MF）微球，不需要干燥，直接和助剂混合均匀后加入丙烯酸树脂基体即可。考虑到配方中MF的含量为干燥的MF的含量，所以需要测定湿态MF的固含量，保证MF含量达到配方中的干态比例。3）与基体混合：将混合均匀的乳液加入到水性丙烯酸树脂中，再加入纯净水，利用超声分散或加热搅拌方法使其充分混合。本专利技术还的水性LED光扩散涂料可以在LED灯内层涂膜领域应用。本专利技术制备得到的水溶性光扩散涂料，用科学的方法表征。用透光率/雾度测定仪测定固化后透光率为80-95%，雾度为80-90%。本专利技术一种新型水性LED光扩散涂料及制备方法，所述该水性LED光扩散涂料主要用于LED灯内层涂膜等领域。有益效果：本专利技术一种新型水性LED光扩散涂料及制备方法，具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种水性LED光扩散涂料，其特征在于，由质量百分含量的以下组分制成：水性丙烯酸树脂  40‑70%纯净水          30‑60%光扩散剂        0.1‑1.0%分散剂          0.1‑1.5%消泡剂          0.05‑1.5%流平剂          0.05‑1.0%以上各物质的重量分数之和为100%。

【技术特征摘要】
1.一种水性LED光扩散涂料，其特征在于，由质量百分含量的以下组分制成：水性丙烯酸树脂40-70%纯净水30-60%光扩散剂0.1-1.0%分散剂0.1-1.5%消泡剂0.05-1.5%流平剂0.05-1.0%以上各物质的重量分数之和为100%。2.根据权利要求1所述的一种水性LED光扩散涂料，其特征在于，该水性光扩散涂料外观为半透明水溶液，固化后透光率为80-95%，雾度为80-90%。3.根据权利要求1所述的一种水性LED光扩散涂料，其特征在于，所述水性丙烯酸树脂为甲基丙烯酸树脂、环氧改性丙烯酸树脂和聚氨酯丙烯酸树脂中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种水性LED光扩散涂料，其特征在于，所述光扩散剂为三聚氰胺甲醛树脂微球，平均粒径为1-30μm。5.根据权利要求6所述的一种水性LED光扩散涂料，其特征在于，所述三聚氰胺甲醛树脂微球平均粒径为5-20μm。6.根据权利要求1所述的一种水性LED光扩散涂料，其特征在于，所述分散剂为聚磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐印，蒋文茂，莫玉馨，张震，黄玉安，杭祖圣，怀旭，
申请(专利权)人：江苏金象赛瑞化工科技有限公司，南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32