一种掺杂有机‑无机复合荧光蒙托土的荧光涂料及其制备方法

摘要

本发明公开一种掺杂有机‑无机复合荧光蒙托土的荧光涂料及其制备方法，该荧光涂料包括：氢化双酚A型环氧树脂，20～40wt％；有机‑无机复合荧光蒙托土，1～10wt％；有机溶剂，20～40wt％；环氧树脂固化剂，15～40wt％。将所合成的化合物E‑双‑1,2‑{4‑[N,N,N‑三乙基]‑溴代甲烷基]}苯基‑1，2‑二苯乙烯插层改性钠基蒙托土，得到有机‑无机复合荧光蒙托土，然后将其掺杂于氢化双酚A型环氧树脂的溶液，经高速分散搅拌均匀，然后加入环氧树脂固化剂，涂覆于底材，经固化后，直接得到具有荧光特性的图层。根据本发明制得的荧光涂料由于克服了传统荧光涂料的聚集诱导猝灭效应，其固化涂层具有较强的荧光性质，由于有机‑无机复合蒙托土的片层结构，使得制备的涂层具有良好的防腐性质。

说明书

技术领域

本发明涉及复合荧光涂料领域，特别涉及一种掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料及其制备方法。

背景技术

荧光漆是一种颜色特鲜艳的快干磁漆，荧光漆以日光荧光颜料着色，亮度可达一般油漆的三倍左右，是其他油漆无法比拟的，同时颜色特别鲜艳、色纯度高。荧光漆所发出光的波长范围宽，光的颜色可以通过所加入的荧光粉的种类来改变。荧光漆的操作简单，工艺可以有据可循；但缺陷在于材料的机械性能总体不佳，且掺杂的无机荧光粉末易脱落。为克服这一缺陷，课使用有机荧光染料，但传统的有机荧光材料，其虽在溶液状态下具有较强的荧光特性，但在固态状态下荧光特性急剧下降甚至消失。这一现象受其分子结构所决定影响：荧光分子一般都具有大共轭公平面的分子结构，导致分子之间具有较强的分子间作用力即π-π堆叠(类似于H-聚集体作用)，所产生的分子内部电子跃迁偶极矩现象导致当其处于聚集状态时(固体状态或分散于劣溶剂中)，激发基团能够在荧光分子之间形成，这通常会导致激发能量以非辐射的形式耗散，荧光分子所发出的荧光会红移且强度减弱，这个现象称为聚集诱导猝灭效应。

有鉴于此，为克服传统荧光漆的缺陷，可从聚集诱导发光机理出发，合成有机-无机杂化的复合荧光粉末，将其有效掺杂于树脂中，制备荧光涂料，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的是提供一种掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料及其制备方法，摒除掺杂传统无机荧光粉末与有机荧光染料所带来的缺陷，从而得到荧光性质良好的荧光涂料。

为了达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料，以质量百分比计，制备所述掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料的原料包括：

优选的是，所述氢化双酚A型环氧树脂的环氧值为0.41～0.44eq/100g。

优选的是，制备所述有机-无机复合荧光蒙托土的原料包括：E-双-1,2- 溴代甲烷基苯基-1，2-二苯乙烯、三乙胺、及钠基蒙托土。

优选的是，所述的有机-无机复合荧光蒙托土通过以下步骤制得：

步骤一，将E-双-1,2-溴代甲烷基苯基-1，2-二苯乙烯与三乙胺按照1： 2摩尔比溶解于四氢呋喃溶剂中，混合物的浓度范围为0.01g/ml～0.1g/ml,混合物溶解均匀后，升温至60℃～80℃，搅拌反应12～36小时，将得到的结晶物经过离心分离，并用四氢呋喃洗涤3～5次，得到E-双-1,2-{4-[N,N,N- 三乙基]-溴代甲烷基]}苯基-1，2-二苯乙烯；

步骤二，将制得的E-双-1,2-{4-[N,N,N-三乙基]-溴代甲烷基]}苯基-1，2- 二苯乙烯与钠基蒙托土按照质量比范围1:1～1:4分散于去离子水中，升温至 40℃～60℃，搅拌下反应1～5小时，产物经高速离心分离，再用去离子水洗涤3～5遍，然后再在40℃～80℃下抽真空干燥12～24小时，得到有机-无机复合荧光蒙托土。

优选的是，所述有机溶剂可以为四氢呋喃、二甲苯、乙酸乙酯、及乙酸丁酯中的至少一种。

优选的是，所述环氧树脂固化剂为650低分子聚酰胺或三乙烯四胺中的一种。

进一步的，本案还提供一种制备上述掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料的方法，包括以下步骤：

步骤一，将氢化双酚A型环氧树脂溶解于有机溶剂中，以500～1000转 /分的转速搅拌5～10分钟，使其溶解均匀；

步骤二，在搅拌的同时，逐步加入设计定量的有机-无机复合荧光蒙托土，加入时间控制在5～10分钟；

步骤三，待加入完毕后，以1500～2500转/分的转速高速搅拌30～60分钟，直至分散均匀，得到设计的掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料。

本发明的有益效果是：

1.通过有机-无机杂化方式，将具有有机荧光分子与无机蒙托土有效复合，制备有机-无机复合荧光蒙托土，其在具有较强荧光特性的同时，粉末与树脂具有较好的相容性，避免掉粉等现象发生；

2.选择聚集诱导发光机制的荧光分子，避免了传统荧光漆掺杂的有机荧光粉末自身具有的聚集诱导猝灭效应的缺陷。

附图说明

图1：实施例一制备的有机-无机复合荧光蒙托土对比普通钠基蒙托土；

图2：实施例一制备的掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料其固化复合荧光涂层。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例一

本例提供一种掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料，以质量百分比计，制备所述掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料的原料包括：

在上述实施例中，氢化双酚A型环氧树脂的环氧值为0.41～0.44eq/100g。

制备所述有机-无机复合荧光蒙托土的原料包括：E-双-1,2-溴代甲烷基苯基-1，2-二苯乙烯、三乙胺、及钠基蒙托土，该有机-无机复合荧光蒙托土通过以下步骤制得：

步骤一，将E-双-1,2-溴代甲烷基苯基-1，2-二苯乙烯与三乙胺按照1： 2摩尔比溶解于四氢呋喃溶剂中，混合物的浓度范围为0.01g/ml,混合物溶解均匀后，升温至60℃，搅拌反应36小时，将得到的结晶物经过离心分离，并用四氢呋喃洗涤3次，得到E-双-1,2-{4-[N,N,N-三乙基]-溴代甲烷基]} 苯基-1，2-二苯乙烯；

步骤二，将制得的E-双-1,2-{4-[N,N,N-三乙基]-溴代甲烷基]}苯基-1，2- 二苯乙烯与钠基蒙托土按照质量比范围1:1分散于去离子水中，升温至40℃，搅拌下反应5小时，产物经高速离心分离，再用去离子水洗涤5遍，然后再在40℃下抽真空干燥24小时，得到有机-无机复合荧光蒙托土。

在上述实施例中，所用的有机溶剂为四氢呋喃，所用的环氧树脂固化剂为650低分子聚酰胺。

制备上述掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料的具体步骤如下：

步骤一，将氢化双酚A型环氧树脂溶解于有机溶剂中，以500转/分的转速搅拌10分钟，使其溶解均匀；

步骤二，在搅拌的同时，逐步加入设计定量的有机-无机复合荧光蒙托土，加入时间控制在10分钟；

步骤三，待加入完毕后，以2500转/分的转速高速搅拌30分钟，直至分散均匀，得到设计的掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料。

涂刷前，将环氧树脂固化剂加入到涂料体系中，静置放置30分钟后，涂刷至底材，室温干燥12小时，固化成膜。

附图1为实施例一制备的有机-无机复合荧光蒙托土对比普通钠基蒙托土，可以明显看出，由于具有聚集诱导发光效应的荧光分子的有效复合，使实施例一直被的有机-无机复合荧光蒙托土具有强烈的荧光发光行为。

附图2为实施例一制备的掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料其固化复合荧光涂层，由于有机-无机复合荧光蒙托土的掺杂，使得固化涂层也具有荧光发光性质。

实施例二

本例提供一种掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料，以质量百分比计，制备所述掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料的原料包括：

在上述实施例中，氢化双酚A型环氧树脂的环氧值为0.41～0.44eq/100g。

制备所述有机-无机复合荧光蒙托土的原料包括：E-双-1,2-溴代甲烷基苯基-1，2-二苯乙烯、三乙胺、及钠基蒙托土，该有机-无机复合荧光蒙托土通过以下步骤制得：

步骤一，将E-双-1,2-溴代甲烷基苯基-1，2-二苯乙烯与三乙胺按照1： 2摩尔比溶解于四氢呋喃溶剂中，混合物的浓度范围为0.03g/ml,混合物溶解均匀后，升温至65℃，搅拌反应24小时，将得到的结晶物经过离心分离，并用四氢呋喃洗涤4次，得到E-双-1,2-{4-[N,N,N-三乙基]-溴代甲烷基]} 苯基-1，2-二苯乙烯；

步骤二，将制得的E-双-1,2-{4-[N,N,N-三乙基]-溴代甲烷基]}苯基-1，2- 二苯乙烯与钠基蒙托土按照质量比范围1:2分散于去离子水中，升温至45℃，搅拌下反应4小时，产物经高速离心分离，再用去离子水洗涤4遍，然后再在50℃下抽真空干燥20小时，得到有机-无机复合荧光蒙托土。

在上述实施例中，所用的有机溶剂为二甲苯，所用的环氧树脂固化剂为 650低分子聚酰胺。

制备上述掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料的具体步骤如下：

步骤一，将氢化双酚A型环氧树脂溶解于有机溶剂中，以700转/分的转速搅拌8分钟，使其溶解均匀；

步骤二，在搅拌的同时，逐步加入设计定量的有机-无机复合荧光蒙托土，加入时间控制在8分钟；

步骤三，待加入完毕后，以2200转/分的转速高速搅拌40分钟，直至分散均匀，得到设计的掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料。

涂刷前，将环氧树脂固化剂加入到涂料体系中，静置放置45分钟后，涂刷至底材，室温干燥14小时，固化成膜。

实施例三

本例提供一种掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料，以质量百分比计，制备所述掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料的原料包括：

在上述实施例中，氢化双酚A型环氧树脂的环氧值为0.41～0.44eq/100g。

制备所述有机-无机复合荧光蒙托土的原料包括：E-双-1,2-溴代甲烷基苯基-1，2-二苯乙烯、三乙胺、及钠基蒙托土，该有机-无机复合荧光蒙托土通过以下步骤制得：

步骤一，将E-双-1,2-溴代甲烷基苯基-1，2-二苯乙烯与三乙胺按照1： 2摩尔比溶解于四氢呋喃溶剂中，混合物的浓度范围为0.08g/ml,混合物溶解均匀后，升温至75℃，搅拌反应18小时，将得到的结晶物经过离心分离，并用四氢呋喃洗涤5次，得到E-双-1,2-{4-[N,N,N-三乙基]-溴代甲烷基]} 苯基-1，2-二苯乙烯；

步骤二，将制得的E-双-1,2-{4-[N,N,N-三乙基]-溴代甲烷基]}苯基-1，2- 二苯乙烯与钠基蒙托土按照质量比范围1:3分散于去离子水中，升温至50℃，搅拌下反应2小时，产物经高速离心分离，再用去离子水洗涤3遍，然后再在75℃下抽真空干燥15小时，得到有机-无机复合荧光蒙托土。

在上述实施例中，所用的有机溶剂为乙酸乙酯，所用的环氧树脂固化剂为三乙烯四胺。

制备上述掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料的具体步骤如下：

步骤一，将氢化双酚A型环氧树脂溶解于有机溶剂中，以800转/分的转速搅拌6分钟，使其溶解均匀；

步骤二，在搅拌的同时，逐步加入设计定量的有机-无机复合荧光蒙托土，加入时间控制在6分钟；

步骤三，待加入完毕后，以1800转/分的转速高速搅拌50分钟，直至分散均匀，得到设计的掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料。

涂刷前，将环氧树脂固化剂加入到涂料体系中，静置放置50分钟后，涂刷至底材，室温干燥16小时，固化成膜。

实施例四

本例提供一种掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料，以质量百分比计，制备所述掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料的原料包括：

在上述实施例中，氢化双酚A型环氧树脂的环氧值为0.41～0.44eq/100g。

制备所述有机-无机复合荧光蒙托土的原料包括：E-双-1,2-溴代甲烷基苯基-1，2-二苯乙烯、三乙胺、及钠基蒙托土，该有机-无机复合荧光蒙托土通过以下步骤制得：

步骤一，将E-双-1,2-溴代甲烷基苯基-1，2-二苯乙烯与三乙胺按照1： 2摩尔比溶解于四氢呋喃溶剂中，混合物的浓度范围为0.1g/ml,混合物溶解均匀后，升温至80℃，搅拌反应12小时，将得到的结晶物经过离心分离，并用四氢呋喃洗涤5次，得到E-双-1,2-{4-[N,N,N-三乙基]-溴代甲烷基]}苯基-1，2-二苯乙烯；

步骤二，将制得的E-双-1,2-{4-[N,N,N-三乙基]-溴代甲烷基]}苯基-1，2- 二苯乙烯与钠基蒙托土按照质量比范围1:4分散于去离子水中，升温至60℃，搅拌下反应1小时，产物经高速离心分离，再用去离子水洗涤3遍，然后再在80℃下抽真空干燥12小时，得到有机-无机复合荧光蒙托土。

在上述实施例中，所用的有机溶剂为乙酸丁酯，所用的环氧树脂固化剂为650低分子聚酰胺。

制备上述掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料的具体步骤如下：

步骤一，将氢化双酚A型环氧树脂溶解于有机溶剂中，以1000转/分的转速搅拌5分钟，使其溶解均匀；

步骤二，在搅拌的同时，逐步加入设计定量的有机-无机复合荧光蒙托土，加入时间控制在5分钟；

步骤三，待加入完毕后，以1500转/分的转速高速搅拌60分钟，直至分散均匀，得到设计的掺杂有机-无机复合荧光蒙托土的荧光涂料。

涂刷前，将环氧树脂固化剂加入到涂料体系中，静置放置60分钟后，涂刷至底材，室温干燥24小时，固化成膜。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。