本发明属于哑光涂料，具体涉及一种涂料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、在相关技术领域，传统哑光涂料的l值通常约为24，这一数值代表了涂料的反射光强度。l值越低，表示涂料的黑度越高，反射的光越少，从而使得涂料表面看起来更加深沉。然而，尽管一些超哑光涂料能够实现更低的l值，甚至低于21，以达到更深的黑度效果，但这些涂料在其他方面表现出了明显的不足。
2、实现超哑光效果通常需要大量的消光粉，这些粉末用于减少涂层的光泽度并提高其哑光效果。然而，过多的消光粉会导致这些颗粒在漆膜表面积聚，从而对涂层的物理性能产生负面影响。具体来说，这些消光粉的过度积累会显著降低涂层的抗刮伤能力。抗刮伤性是衡量涂料耐用性的重要指标，尤其是在需要保持涂层表面长时间外观完好的应用中。此外，涂层的耐磨性也会受到影响，超哑光涂料表面容易出现划痕或磨损，这使得涂层在使用过程中更容易损坏，特别是在要求较高耐用性的环境中。这种损坏不仅影响涂层的美观，还可能导致底材暴露，从而影响涂层的整体保护效果。
3、目前市场上几乎没有能够同时满足高黑度和优良抗刮伤性能的涂料。尤其是在光学设备的领域，涂料的黑度要求更高。光学设备中，高l值的涂料可能会导致光的杂散射，从而影响设备的成像质量。高黑度的涂料可以有效地抑制光的杂散射，提升光学元器件的成像性能，使得设备在高精度应用中表现更佳。因此，在这些应用领域，对涂料的要求不仅仅是其外观上的哑光效果，更关键的是涂层的黑度能够实现最优的光学性能。此外，现有的超哑光涂料大多数采用溶剂性体系，这意味着它们含有较高的挥发性有机化合物(voc)。这些挥发性物质在涂料的生产和使用过程中会释放到空气中，对环境产生不良影响。挥发性有机化合物不仅对人体健康有潜在危害，而且还会导致空气污染，加剧环境问题。因此，市场上亟需一种环保且性能优越的涂料，以满足现代工业和环保的双重要求。为了克服这些问题，需要开发一种新型涂料，这种涂料不仅能实现极低的l值，从而提供更高的黑度和光学性能，还需要具备良好的抗刮伤和耐磨性。与此同时，涂料的配方应尽量减少挥发性有机化合物的含量，以降低对环境的负面影响。这样的涂料将能够满足高要求的光学应用，提供持久的耐用性，同时符合环保标准。这不仅能提升涂料的市场竞争力，也能在科学技术不断进步的背景下，为相关行业带来更高效、环保的解决方案。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种涂料，实现了极低的l值，提供了更高的黑度和光学性能，并且具备良好的抗刮伤和耐磨性。
2、本发明还提供了一种涂料的制备方法。
3、本发明还提供了涂料在光学元器件中的应用。
4、本发明的第一方面提供了一种涂料，制备原料包括组分a、组分b和组分c，以质量份计，所述组分a包括：
5、环氧改性丙烯酸树脂：30-40份，
6、聚氨酯树脂：10-20份，
7、黑色浆：10-15份，
8、消泡剂：0.2-0.3份，
9、基材润湿剂：0.5-1.0份，
10、溶剂a：3.0-5.0份，
11、溶剂b：3.0-5.0份，
12、有机锡催干剂：0.1-0.2份，
13、分散剂：3.0-4.0份，
14、耐磨助剂：3-5份，
15、消光粉：4-6份，
16、增粘剂：0.2-0.3份，
17、水：10-30份，
18、ph调节剂：0.1-0.2份；
19、所述组分b包括异氰酸酯；
20、所述组分c包括水。
21、本发明关于涂料的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
22、本发明采用水性体系，可以实现l值17左右时具备良好的抗刮伤性(皮肤接触几乎无印记残留)，同时满足良好的附着和耐化性能。
23、本发明采用水性pu体系，相对于溶剂性产品，voc要求更严苛，原材料可选择范围较少。本发明的涂料中，无机消光粉的消光效率要优于有机消光粉，因为无机消光粉的吸油量和比表面积更大，但是无机消光粉强度和耐磨性要比有机的差，但是通过有机消光粉消光很难做到超哑光效果，因此黑度也不够低，如何在通过无机消光粉实现超哑光效果的情况下还要保证抗刮伤和耐磨性成为关键问题。本发明所用树脂b对粉料包裹性强，且自身为哑光效果树脂可以进一步减少配方中消光粉用量，这样就可以减少消光粉在涂膜干燥过程中上浮到漆膜表面的数量以此改善抗刮伤情况；另外本发明树脂中含有苯环或者碳酸酯键，这两者均为结构稳定的基团，可以提高漆膜的刚性以此改善耐磨性，解决了上述问题。通过精确配比的消光粉和增粘剂，本发明能实现接近超哑光效果的同时保持较高的黑度，有效抑制光的杂散射，提升光学性能。
24、本发明的涂料，在多种复杂基材上有优异的附着力，耐化耐候性能好，可以适应不同类型素材的光学设备。
25、水性体系和优化的配方使得涂料制备工艺更为简单，降低了生产过程中的复杂性和成本，同时使得涂料在应用时更易操作和控制。在多种基材上的优异附着力使得该涂料适用范围广泛，包括不同类型的光学设备，确保了涂料的可靠性和持久性。耐化耐候性能的提升，使得涂层在不同环境条件下都能保持稳定性，延长了涂层的使用寿命。
26、根据本发明的一些实施方式，所述环氧改性丙烯酸树脂包括dic的wlw-270。
27、本发明采用的环氧改性丙烯酸树脂在许多基材上都具有出色的耐化学性、硬度和附着力，其内部的羟基与异氰酸酯反应发生交联。根据本发明的一些实施方式，所述聚氨酯树脂包括科思创的u 2757。
28、本发明采用的聚氨酯树脂具有良好的弹性，具有自修复能力，具有良好的耐化学性和抗刮伤性，而且是自消光树脂。
29、根据本发明的一些实施方式，所述黑色浆选用高色素炉法生产碳黑作为原料，制备原料包括：30份碳黑，30份分散剂，35份去离子水，0.2份消泡剂，0.6份ph调节剂，0.2份增粘剂和4份溶剂。具体的，碳黑为欧励隆fw200，分散剂为byk2013，消泡剂为byk011，ph调节剂为dmea，增粘剂为tego3060，溶剂为丙二醇。制备步骤：
30、1、备料，清洁设备；
31、2、加入去离子水，300-500rpm搅拌中按顺序加入消泡剂、分散剂、碳黑，搅拌2-3分钟，600-800rpm高速分散10-15分钟(全程温度控制在5-40℃)，研磨至细度≤15um，再按顺序加入ph调节剂、溶剂，搅拌3-5分钟，用dmea调ph至7.5-8.5。
32、根据本发明的一些实施方式，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物、聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
33、根据本发明的一些实施方式，所述消泡剂为迪高公司的tego810、tego902w以及毕克化学的byk024中的至少一种。
34、根据本发明的一些实施方式，所述基材润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物。润湿剂用于提高涂料对于基材的润湿，降低素材的表面能，提高涂料在基材的流动性，防止缩孔。
35、根据本发明的一些实施方式，所述迪高公司的tego 270、byk 347中的至少一种。
36、根据本发明的一些实施方式，所述溶剂a和溶剂b均为醇醚类溶剂。
37、溶剂主要用来降低涂料的tg点，使得能在较低温度下固化成膜，本发明中采用的溶剂可以使tg点下降30-40℃。
38、根据本发明的一些实施方式，所述溶剂a包括二乙二醇丁醚(db)。
39、根据本发明的一些实施方式，所述溶剂b包括二丙二醇甲醚(dpm)。
40、根据本发明的一些实施方式，所述溶剂a相对较快干，溶剂b相对较慢干，通过它们不同的挥发速度调整湿膜溶剂挥发梯度，改善漆膜流平性，解决涂料喷涂时堵枪情况，改善施工性。
41、根据本发明的一些实施方式，所述有机锡催干剂提高了水性双组份聚氨酯涂料的干燥性能，减少干燥时间，同时提高了涂膜的抗刮擦性、硬度和耐机械性。
42、根据本发明的一些实施方式，所述有机锡催干剂为borchers的lh 10。
43、根据本发明的一些实施方式，所述分散剂为高分子量嵌段共聚物溶液、含颜料亲和基团的共聚物、含有颜料亲和基团的有机改性聚丙烯酸酯溶液中的至少一种，分散剂用于分散消光粉，使制备的涂料均一性强，细腻不发花。
44、根据本发明的一些实施方式，所述分散剂为毕克的byk2012、byk2013和迪高公司的tego dispers 735w，tego dispers 750w中的至少一种。
45、根据本发明的一些实施方式，所述耐磨助剂两端含活性羟基，可与异氰酸酯参与交联反应，可提高漆膜交联度及硬度，提高耐刮擦性及抗哑粉亮划痕，具有一定的消光效果，可轻微降低哑粉的用量。
46、根据本发明的一些实施方式，所述耐磨助剂为广州楚鹰新材料的m-3062b。
47、根据本发明的一些实施方式，所述消光粉为表面活性剂处理沉淀法二氧化硅消光粉，容易分散，平均粒径1.5μm，消光效率高，通过少量的添加即可使得涂膜光泽达到0.2°以下。透明度极好，可以作为在不损伤涂膜基色的基础上进行消光，表面的特殊处理使其在体系中的稳定性高，不产生硬沉淀。
48、根据本发明的一些实施方式，所述消光粉为赢创的ts-100。
49、根据本发明的一些实施方式，所述增粘剂为低剪切聚氨酯增稠剂，用于提供涂料的触变性，防止涂料湿膜流挂。
50、根据本发明的一些实施方式，所述增粘剂为赢创的的tego3060。
51、根据本发明的一些实施方式，所述ph调节剂为胺中和剂，主要起到将涂料的ph调节到弱碱性的范围，有利于水性涂料的储存，改善活化性及防沉降等。
52、根据本发明的一些实施方式，所述ph调节剂为dmea。
53、根据本发明的一些实施方式，所述组分a、组分b和组分c的质量比为10:3:1～3。
54、根据本发明的一些实施方式，所述组分b包括异氰酸酯，包括六亚甲基二异氰酸酯，具体为科思创的xp 2487/1。
55、根据本发明的一些实施方式，所述组分a的制备方法包括以下步骤：
56、(1)将所述环氧改性丙烯酸树脂和所述聚氨酯树脂，第一搅拌速度下加入分散容器中，加入预混合的所述溶剂a和溶剂b进行搅拌，然后加入所述基材润湿剂、黑色浆、耐磨助剂和有机锡催干剂，搅拌5-8分钟后，提高转速至第二搅拌速度，加入所述消泡剂、分散剂，搅拌5-10分钟；
57、(2)降低转速下加入去离子水，逐步调高转速到第三搅拌速度，加入所述消光粉，搅拌20-30分钟；
58、(3)加入预先混合的所述水和ph调节剂，加入所述增粘剂，用250～350目滤网过滤，即得所述组分a。
59、根据本发明的一些实施方式，所述第一搅拌速度为300rpm-500rpm。
60、根据本发明的一些实施方式，所述第二搅拌速度为500rpm-800rpm。
61、根据本发明的一些实施方式，所述第三搅拌速度为800rpm-1500rpm。
62、根据本发明的一些实施方式，所述组分a的制备方法可以是：
63、s1、将树脂a和树脂b，慢速300-500转/分钟下加入分散容器中；
64、s2、以慢速300-500转/分钟下，加入预混合的溶剂一和溶剂二，搅拌3-5分钟，并注意刮边；
65、s3、然后300-500转下加入润湿剂、黑色浆、耐磨助剂和催干剂，搅拌5-8分钟，提高转速至500-800转，加入消泡剂、分散剂，搅拌5-10分钟；
66、s4、降低转速下加入去离子水，逐步调高转速到800-1500转下加入消光粉，高速搅拌20-30分钟，过程中请注意降温。
67、s5、再加入去离子水、ph调节剂和增稠剂，去离子水和ph调节剂请预先混合并常温下静置5分钟以上再加入；用ph调节剂调整ph，用去离子水调整粘度；(全程温度控制在5-35℃)；
68、s6、用250～350目滤网过滤包装，即得组分a。
69、本发明的第二方面提供了一种制备本发明第一方面涂料的方法，所述制备方法包括将所述组分a、组分b和组分c混合的步骤。
70、本发明关于涂料的制备方法中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
71、本发明涂料的制备方法，无需昂贵的设备和复杂的过程控制，反应条件不苛刻，原料易得，生产成本低，容易工业化生产。
72、本发明的第三方面提供了本发明第一方面的涂料在光学元器件中的应用。
73、本发明关于涂料在光学元器件中的应用中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
74、改善了成像质量。涂料的高黑度有效地抑制了光的杂散射，减少了光线在元器件表面的反射和散射，从而提高了成像清晰度和图像对比度，优化了光学设备的成像性能。
75、增强了光学性能。低l值涂料在光学元器件上能够减少光线的反射和吸收，使得设备在高精度应用中表现更佳，提升了光学设备的整体性能和效果。
76、提高了耐用性。涂料的良好抗刮伤性和耐磨性确保了涂层在长时间使用中的耐久性，避免了因表面损伤导致的光学性能下降，维护了元器件的长期稳定性和可靠性。
77、多基材适应性。该涂料能够在各种复杂基材上实现优异的附着力，确保在不同材料和表面类型的光学元器件中均能获得稳定的性能和效果。
78、环保性能。使用水性体系而非溶剂性体系，降低了挥发性有机化合物(voc)的排放，符合环保要求，有助于保护环境和提高操作安全性。
79、提高生产效率。优化的涂料配方和工艺简化了涂布和干燥过程，提高了生产效率，降低了制造成本，使得光学元器件的生产更加经济高效。
80、施工时，向组分a中加入组分b和组分c，喷涂于pc/pc+abs等各类基材表面，膜厚15-30μm，在室温下闪干3-5分钟，然后80℃加烤2h，即可得到满足性能要求的涂膜。
1.一种涂料，其特征在于，制备原料包括组分a、组分b和组分c，以质量份计，所述组分a包括：
2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述环氧改性丙烯酸树脂包括dic的wlw-270。
3.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述聚氨酯树脂包括科思创的u 2757。
4.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述溶剂a包括二乙二醇丁醚。
5.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述溶剂b包括二丙二醇甲醚。
6.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述组分a、组分b和组分c的质量比为10:3:1～3。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的涂料，其特征在于，所述组分a的制备方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的涂料，其特征在于，所述第一搅拌速度为300rpm-500rpm；和/或，所述第二搅拌速度为500rpm-800rpm；和/或，所述第三搅拌速度为800rpm-1500rpm。
9.一种制备如权利要求1至8中任一项所述涂料的方法，其特征在于，所述方法包括将所述组分a、组分b和组分c混合的步骤。
10.如权利要求1至8中任一项所述的涂料在光学元器件中的应用。
