水性制冷涂料及其在数码产品的外壳上的应用的制作方法

1.本发明涉及涂料技术领域，特别是涉及水性制冷涂料及其在数码产品的外壳上的应用。


背景技术：

2.现有数码产品的外壳包括基体和涂层，其中，基体的材质主要是tpu、pc、pvc、abs等软硬塑料，长时间使用时，外壳温度易升高，尤其是当这些产品在户外使用时，设备内部产生的热量和吸收的太阳光能量相叠加，会造成外壳温度急剧升高，一方面会降低用户体验度，另一方面会降低内部电子元器件的寿命。因此，采用具有辐射制冷功能的涂层代替传统涂层，可以有效降低外壳的表面温度，提高用户体验度及产品使用寿命。
3.然而，传统的辐射制冷涂料通常采用硫酸钡、碳酸钙等粉体来实现优异的太阳光反射率和半球发射率，需要具有高的颜基比(≥15)，从而导致其制成的辐射制冷涂层非常脆，弯折时极易开裂，不满足数码产品外壳所需的柔韧性，同时，辐射制冷涂层也不具备数码产品外壳所需的耐手汗和耐化妆品等性能；另外，传统的辐射制冷涂料在tpu、pc、pvc、abs等材质上没有应用。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述问题，提供一种水性制冷涂料，采用所述水性制冷涂料制成的涂层不仅具有优异的反射率和半球发射率，而且具有优异的柔韧性、耐手汗以及耐化妆品等性能，进而可以应用于数码产品的外壳上。
5.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种水性制冷涂料，其特征在于，以质量分数计，包括30％-50％的成膜树脂、10％-30％的第一填料、10％-30％的第二填料、10％以内的固化剂、0.2％-1％的疏水剂、8％以内的助剂以及1％-25％的水；
6.其中，所述成膜树脂的断裂伸长率≥200％，拉伸强度≥5mpa；所述第一填料为金红石型钛白粉与氧化硅、碳化硅、氮化硼、氧化锌中的至少一种的组合物。
7.在其中一个实施例中，所述成膜树脂选自聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂或者羟基聚氨酯树脂中的至少一种。
8.在其中一个实施例中，所述第一填料中金红石型钛白粉的质量分数为50％-70％。
9.在其中一个实施例中，所述第一填料的粒径为0.01μm-10μm。
10.在其中一个实施例中，所述第二填料选自滑石粉、云母、硫酸钡、碳酸钙中的至少一种。
11.在其中一个实施例中，所述第二填料的粒径为10μm-30μm。
12.在其中一个实施例中，所述疏水剂选自聚硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷或者羟基改性氟硅乳液中的至少一种。
13.在其中一个实施例中，所述固化剂选自异氰酸酯固化剂。
14.在其中一个实施例中，所述助剂选自消泡剂、分散剂、助溶剂、基材润湿剂中的至
少一种。
15.本发明还公开了一种所述的水性制冷涂料在数码产品的外壳上的应用。
16.本发明的水性制冷涂料中，通过采用特定组合的第一填料与第二填料进行复配，同时通过特定树脂的选择以及疏水剂的复配使用，使得用该水性制冷涂料制成的涂层在低颜基比的基础上即可实现优异的太阳光反射率和半球发射率，进而使得涂层具有优异的柔韧性、耐手汗以及耐化妆品等性能，满足数码产品外壳的需求。
17.因此，本发明的水性制冷涂料可以很好的适用于数码产品的外壳上，能够有效降低其表面温度，提高用户体验度及产品使用寿命。
具体实施方式
18.为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更详细的描述。但是，应当理解，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式或实施例。相反地，提供这些实施方式或实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
19.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式或实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”的可选范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。
20.本发明提供的水性制冷涂料，以质量分数计，包括30％-50％的成膜树脂、10％-30％的第一填料、10％-30％的第二填料、10％以内的固化剂、0.2％-1％的疏水剂、8％以内的助剂以及1％-15％的水。
21.其中，所述第一填料为金红石型钛白粉与氧化硅(sio2)、碳化硅(sic)、氮化硼(bn)、氧化锌(zno2)中的至少一种的组合物，该组合方式的第一填料与第二填料进行复配，可使得水性制冷涂料在低颜基比的基础上即可实现优异的太阳光反射率和半球发射率，进而使得用其制成的涂层具有优异的柔韧性。同时，本发明所述成膜树脂的断裂伸长率≥200％，拉伸强度≥5mpa，从而，通过成膜树脂的选择，可进一步协同提高涂层的柔韧性，使得涂层能够满足数码产品外壳所需的柔韧性。
22.另外，本发明通过采用疏水剂配合成膜树脂、第一填料和第二填料使用，使得涂层还具有优异的耐手汗以及耐化妆品等性能，满足数码产品外壳的需求。
23.因此，本发明的水性制冷涂料可以很好的适用于数码产品的外壳上，能够有效降低其表面温度，提高用户体验度及产品使用寿命。
24.可选的，所述成膜树脂选自聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂或者羟基聚氨酯树脂中的至少一种，这些成膜树脂具有良好的柔韧性，可以更好的提高涂层的柔韧性，同时也能有助于提高耐手汗、耐化妆品等性能。
25.可选的，所述第一填料中金红石型钛白粉的质量分数为50％-70％，从而，通过对第一填料中组合物的质量比进行选择，可以使涂层具有更优异的太阳光反射率和半球发射率。
26.可选的，所述第二填料选自滑石粉、云母、硫酸钡、碳酸钙中的至少一种，从而，通
过对第二填料进行选择，可以与第一填料起到更好的协同作用，使得涂层具有更优异的太阳光反射率和半球发射率。另外，第二填料还可以提高水性制冷涂料的固含量，进而提高用其制成的涂层的厚度，降低成本。
27.可选的，所述第一填料的粒径优选为0.01μm-10μm，所述第二填料的粒径优选为10μm-30μm，从而可以使第一填料和第二填料更好的分散于水性制冷涂料中。
28.可选的，所述疏水剂选自聚硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷或者羟基改性氟硅乳液中的至少一种，这些疏水剂能够与水性制冷涂料中的其他组分协同，更好的提高涂层表面的疏水性能，从而使得涂层具有更优异的耐手汗和耐化妆品等性能。
29.可选的，所述固化剂选自异氰酸酯固化剂，能够更好的提高涂层的交联密度。
30.可选的，所述助剂选自消泡剂、分散剂、助溶剂、基材润湿剂中的至少一种。其中，所述消泡剂选自byk024，所述消泡剂在水性制冷涂料中的质量分数小于或等于0.5％；所述基体润湿剂选自tego270，所述基体润湿剂在水性制冷涂料中的质量分数小于或等于0.5％；所述分散剂选自byk190，所述分散剂在水性制冷涂料中的质量分数小于或等于2％；所述助溶剂选自bg、dbg、pm、中的至少一种，所述助溶剂在水性制冷涂料中的质量分数小于或等于5％。
31.因此，本发明还公开了一种所述的水性制冷涂料在数码产品的外壳上的应用，能够有效降低数码产品的表面温度，提高用户体验度及产品使用寿命。
32.以下，将通过以下具体实施例对所述水性制冷涂料及其在数码产品的外壳上的应用做进一步的说明。
33.实施例1
34.该实施例的水性制冷涂料由以下质量分数的成分组成：40％的聚氨酯树脂、20％的第一填料、20％的第二填料、4％的异氰酸酯固化剂、1％的聚硅氧烷、0.5％的byk024、0.5％的tego270、1％的byk190、3％的bg以及10％的水。
35.其中，所述第一填料为金红石型钛白粉与氧化硅的组合物，质量比为1:1，粒径为3μm；所述第二填料为硫酸钡，粒径为15μm。
36.实施例2
37.该实施例的水性制冷涂料由以下质量分数的成分组成：50％的聚氨酯树脂、15％的第一填料、12％的第二填料、6％的异氰酸酯固化剂、1％的聚醚改性聚二甲基硅氧烷、0.3％的byk024、0.2％的tego270、1％的byk190、4％的bg以及10.5％的水。
38.其中，所述第一填料为金红石型钛白粉与碳化硅的组合物，质量比为3:2，粒径为1μm；所述第二填料为硫酸钡，粒径为30μm。
39.实施例3
40.该实施例的水性制冷涂料由以下质量分数的成分组成：30％的丙烯酸树脂、20％的第一填料、30％的第二填料、4％的异氰酸酯固化剂、1％的聚醚改性聚二甲基硅氧烷、0.5％的byk024、0.4％的tego270、2％的byk190、1％的bg以及11.1％的水。
41.其中，所述第一填料为金红石型钛白粉与氮化硼的组合物，质量比为7:3，粒径为0.1μm；所述第二填料为云母，粒径为10μm。
42.实施例4
43.该实施例的水性制冷涂料由以下质量分数的成分组成：40％的羟基丙烯酸树脂、
20％的第一填料、30％的第二填料、4％的异氰酸酯固化剂、0.8％的羟基改性氟硅乳液、0.1％的byk024、0.1％的tego270、1.8％的byk190、2％的bg以及1.2％的水。
44.其中，所述第一填料为金红石型钛白粉与氧化锌的组合物，质量比为3:2，粒径为0.01μm；所述第二填料为滑石粉，粒径为30μm。
45.实施例5
46.该实施例的水性制冷涂料由以下质量分数的成分组成：50％的羟基聚氨酯树脂、20％的第一填料、10％的第二填料、10％的异氰酸酯固化剂、0.2％的羟基改性氟硅乳液、0.5％的byk024、0.3％的tego270、1.5％的byk190、1％的bg以及6.5％的水。
47.其中，所述第一填料为金红石型钛白粉与氧化锌、氧化硅的组合物，质量比为5:3:2，粒径为1μm；所述第二填料为滑石粉，粒径为15μm。
48.实施例6
49.该实施例的水性制冷涂料由以下质量分数的成分组成：30％的聚氨酯树脂、25％的第一填料、20％的第二填料、1％的羟基改性氟硅乳液、0.5％的byk024、0.5％的tego270、1.2％的byk190、5％的bg以及16.8％的水。
50.其中，所述第一填料为金红石型钛白粉与氮化硼、氧化硅的组合物，质量比为7:2:1，粒径为1μm；所述第二填料为滑石粉，粒径为30μm。
51.实施例7
52.该实施例的水性制冷涂料由以下质量分数的成分组成：35％的丙烯酸树脂、20％的第一填料、20％的第二填料、3％的异氰酸酯固化剂、0.5％的聚醚改性聚二甲基硅氧烷、0.3％的byk024、0.3％的tego270、1.5％的byk190、3％的bg以及16.4％的水。
53.其中，所述第一填料为金红石型钛白粉与氮化硼、碳化硅的组合物，质量比为6:3:1，粒径为10μm；所述第二填料为滑石粉与云母的组合物，质量比为1:1，粒径为20μm。
54.实施例8
55.该实施例的水性制冷涂料由以下质量分数的成分组成：40％的羟基聚氨酯树脂、30％的第一填料、10％的第二填料、5％的异氰酸酯固化剂、1％的聚硅氧烷、0.3％的byk024、0.4％的tego270、2％的byk190、1％的bg以及10.3％的水。
56.其中，所述第一填料为金红石型钛白粉与氮化硼、碳化硅、氧化硅的组合物，质量比为5:3:1:1，粒径为0.1μm；所述第二填料为滑石粉与硫酸钡的组合物，质量比为1:4，粒径为30μm。
57.对比例1
58.对比例1与实施例1的区别仅在于，采用等量的锐钛型钛白粉代替金红石型钛白粉。
59.对比例2
60.对比例2与实施例1的区别仅在于，采用等量的板钛型钛白粉代替金红石型钛白粉。
61.对比例3
62.对比例3与实施例1的区别仅在于，第一填料全部选自金红石型钛白粉。
63.对比例4
64.对比例4与实施例1的区别仅在于，第一填料全部选自氧化硅。
65.对比例5
66.对比例5与实施例1的区别仅在于，第一填料全部选自氮化硼。
67.对比例6
68.对比例6与实施例1的区别仅在于，第一填料全部选自氧化硅和碳化硅，质量比为1:1。
69.对比例7
70.对比例7与实施例1的区别仅在于，没有第二填料，第一填料的质量分数为40％。
71.对比例8
72.对比例8与实施例1的区别仅在于，没有疏水剂。
73.采用相同的喷涂工艺，将实施例1-8和对比例1-8的水性制冷涂料喷涂于abs基材表面，形成厚度为100μm的涂层，对涂层的性能进行测试，结果如表1和表2所示。
74.表1
[0075][0076]
表2
[0077]
[0078][0079]
从表1和表2可知，本发明设计的颜基比较低，涂层具有优异的柔韧性、耐手汗、耐化妆品等性能。从测试数据可以看出金红石钛白粉具有很强的太阳光反射率，但是单用金红石型钛白粉时半球发射率偏低，在涂料中添加氧化硅、碳化硅、氮化硼、氧化锌粉体有助于提高涂层半球发射率。另外，添加滑石粉、云母、硫酸钡、碳酸钙等粉体也会提高部分反射率和发射率，添加表面疏水助剂有助于提高涂层表面疏水性能。
[0080]
太阳光反射比、近红外光反射比所用测试标准为：jg/t235-2014、半球发射率所用测试标准为：t/zzb2304-2021；附着力测试测试标准为：gb/t9286-1998；水接触角测试标准
为：gb/t30693-2014；弯折测试方法为使用弯折夹具，作120度弯折，顺折30次；冷热冲击测试方法为：将样品放在温度冲击试验箱中，先在-40
±
2℃的低温环境下保持0.5小时，在5分钟内将温度切换到80
±
2℃的高温环境下并保持0.5小时,共做48个循环；耐手汗测试方法为：浸泡汗液(ph＝6.5)后的无尘布贴在产品表面上并用塑料袋密封好，在温度(55
±
2℃)，湿度95
±
5％rh条件下放置48小时后，将产品表面的汗液擦试干净后测试附着力；耐无水乙醇测试方法为：浸入无水乙醇(浓度99.8％)1h后测试附着力；耐护手霜测试方法为：将凡士林护手霜涂在产品整个外观表面，然后将样板放在恒温箱内(55
±
2℃，湿度95
±
5％rh)，24小时后取出测试附着力。
[0081]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0082]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种水性制冷涂料，其特征在于，以质量分数计，包括30％-50％的成膜树脂、10％-30％的第一填料、10％-30％的第二填料、10％以内的固化剂、0.2％-1％的疏水剂、8％以内的助剂以及1％-25％的水；其中，所述成膜树脂的断裂伸长率≥200％，拉伸强度≥5mpa；所述第一填料为金红石型钛白粉与氧化硅、碳化硅、氮化硼、氧化锌中的至少一种的组合物。2.根据权利要求1所述的水性制冷涂料，其特征在于，所述成膜树脂选自聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂或者羟基聚氨酯树脂中的至少一种。3.根据权利要求1所述的水性制冷涂料，其特征在于，所述第一填料中金红石型钛白粉的质量分数为50％-70％。4.根据权利要求1所述的水性制冷涂料，其特征在于，所述第一填料的粒径为0.01μm-10μm。5.根据权利要求1-4任一项所述的水性制冷涂料，其特征在于，所述第二填料选自滑石粉、云母、硫酸钡、碳酸钙中的至少一种。6.根据权利要求1-4任一项所述的水性制冷涂料，其特征在于，所述第二填料的粒径为10μm-30μm。7.根据权利要求1-4任一项所述的水性制冷涂料，其特征在于，所述疏水剂选自聚硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷或者羟基改性氟硅乳液中的至少一种。8.根据权利要求1-4任一项所述的水性制冷涂料，其特征在于，所述固化剂选自异氰酸酯固化剂。9.根据权利要求1-4任一项所述的水性制冷涂料，其特征在于，所述助剂选自消泡剂、分散剂、助溶剂、基材润湿剂中的至少一种。10.一种如权利要求1-9任一项所述的水性制冷涂料在数码产品的外壳上的应用。

技术总结
本发明涉及一种水性制冷涂料及其在数码产品的外壳上的应用，以质量分数计，所述水性制冷涂料包括30％-50％的成膜树脂、10％-30％的第一填料、10％-30％的第二填料、10％以内的固化剂、0.2％-1％的疏水剂、8％以内的助剂以及1％-25％的水；其中，所述成膜树脂的断裂伸长率≥200％，拉伸强度≥5MPa；所述第一填料为金红石型钛白粉与氧化硅、碳化硅、氮化硼、氧化锌中的至少一种的组合物。采用本发明水性制冷涂料制成的涂层不仅具有优异的太阳光反射率和半球发射率，而且具有优异的柔韧性、耐手汗以及耐化妆品等性能，进而可以很好的适用于数码产品的外壳上，能够有效降低其户外使用时的表面温度，提高用户体验度及产品使用寿命。提高用户体验度及产品使用寿命。


技术研发人员：文风 杨荣贵 徐静涛 万亚飞 王红莉 方艳
受保护的技术使用者：宁波瑞凌新能源科技有限公司
技术研发日：2022.11.15
技术公布日：2023/9/13