本發明涉及一種水性納米涂料及其制備工藝。
背景技術：
納米材料因其獨特的納米效應，通常將納米材料加入到傳統的涂料中分散并對原涂料進行改性后可以賦予涂料優異的性能；水性涂料是指以水為分散介質的涂料，有機溶劑揮發較少，無污染、安全無毒，是現代涂料發展的主流方向；所以，納米材料對水性涂料的改性由于其在環保方面的重要性近年來尤為炙手可熱，如何使納米材料真正以納米級分散于水性涂料中，發揮其納米效應，獲得高性能、穩定性好的水性納米涂料具有十分重要的應用價值。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是，針對以上現有技術存在的缺點，提出一種水性納米涂料及其制備工藝，該水性涂料制備工藝簡單易行，制備成本低廉，制備出的涂料性能良好。
本發明解決以上技術問題的技術方案是：
一種水性納米涂料，該涂料按質量份數計包括以下組分：
納米硅溶膠：20-30份；
納米材料溶液：10-15份 ；
填料：3-5份；
顏料：5-6份；
丙烯酸酯溶液：12-15份；
聚氨酯：10-13份；
成膜助劑：5-10份；
去離子水：20-30份；
分散劑：3-5份；
硅烷偶聯劑：5-8份；
防腐劑：1-2份；
消泡劑：1-3份；
潤濕劑：2-4份；
增稠劑3-4份；
其中：所述納米材料溶液的質量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：12～14%，納米二氧化鈦：9～11%，納米碳化硅：3.5～3.7%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：4.5～4.7%，有機氟防水劑：余量；所述填料為滑石粉、石墨粉或玻璃鱗片；所述顏料為鈦白粉、氧化鐵紅、炭黑、硫酸鋇或氧化鉻綠中的一種，所述的成膜助劑為乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇或丙二醇中的一種；所述的分散劑為六偏磷酸鈉或硅酸鈉；所述防腐劑采用異噻唑啉酮類防腐劑；所述的消泡劑為有機硅、有機硅氧烷或酰胺中的一種或幾種；所述的潤濕劑為非離子表面活性劑；所述的增稠劑為羧甲基纖維素。
本發明進一步限定的技術方案為：
前述水性納米涂料中，該涂料按質量份數計包括以下組分：納米硅溶膠：24份，納米材料溶液：12份，填料：4份，顏料：5份，丙烯酸酯溶液：12份，聚氨酯：11份，成膜助劑：6份，去離子水：24份，分散劑：4份；，硅烷偶聯劑：5份，防腐劑：1份，消泡劑：2份，潤濕劑：3份，增稠劑：3份；
其中：納米材料溶液的質量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：13%，納米二氧化鈦：9%，納米碳化硅：3.5%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：4.5%，有機氟防水劑：余量；填料為玻璃鱗片；顏料為鈦白粉，成膜助劑為乙二醇乙醚；分散劑為硅酸鈉；防腐劑采用異噻唑啉酮類防腐劑；消泡劑為有機硅；潤濕劑為非離子表面活性劑；增稠劑為羧甲基纖維素。
本發明還設計了一種水性納米涂料的制備工藝，具體包括以下步驟：
步驟一：制備納米材料溶液，按照上述配比將銻摻雜氧化錫納米晶、納米二氧化鈦、納米碳化硅、甲基丙烯酸甲酯和有機氟防水劑依次加入反應設備中，以350-480r/min進行攪拌，攪拌50-65min，溫度升至88-95℃，保溫1-2h，然后降溫降至室溫，得到納米溶液備用；
步驟二：將填料和顏料以300-380r/min混合攪拌,然后加入去離子水，將溫度升至50-60℃，然后加入分散劑攪拌，時間為15-20min，備用；
步驟三：將納米硅溶膠、丙烯酸酯、聚氨酯和成膜助劑溶液混合，以420-450r/min攪拌20-30min，然后加入納米材料溶液，繼續攪拌10-15min；
步驟四：將步驟三和步驟四混合，以350-400r/min攪拌25-30min，邊攪拌邊加入硅烷偶聯劑、防腐劑、消泡劑、潤濕劑、增稠劑，繼續攪拌20-30min，靜置后得到水性納米涂料。
本發明的有益效果是：本發明加入聚氨酯材料，擁有良好的防水性，擁有良好的柔韌性和優異的抗老化性能，能耐油、耐磨、耐酸堿侵蝕，而且綠色環保，無毒無味，無污染環境，對人身無傷害；添加納米材料溶液，具有良好的透光性和光澤度，而且同時使得結構更加緊湊，提高了強度，添加羧甲基纖維素，提高了組分之間的黏合性，調節防腐劑，增加了防腐性能。
具體實施方式
實施例1
本實施例提供一種水性納米涂料，該涂料按質量份數計包括以下組分：納米硅溶膠：24份，納米材料溶液：12份，玻璃鱗片：4份，鈦白粉：5份，丙烯酸酯溶液：12份，聚氨酯：11份，乙二醇乙醚：6份，去離子水：24份，硅酸鈉：4份；，硅烷偶聯劑：5份，異噻唑啉酮類防腐劑：1份，有機硅：2份，非離子表面活性劑：3份，羧甲基纖維素：3份；
其中：納米材料溶液的質量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：13%，納米二氧化鈦：9%，納米碳化硅：3.5%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：4.5%，有機氟防水劑：余量。
上述水性納米涂料的制備工藝，具體包括以下步驟：
步驟一：制備納米材料溶液，按照上述配比將銻摻雜氧化錫納米晶、納米二氧化鈦、納米碳化硅、甲基丙烯酸甲酯和有機氟防水劑依次加入反應設備中，以400r/min進行攪拌，攪拌55min，溫度升至92℃，保溫1.5h，然后降溫降至室溫，得到納米溶液備用；
步驟二：將填料和顏料以350r/min混合攪拌,然后加入去離子水，將溫度升至53℃，然后加入分散劑攪拌，時間為18min，備用；
步驟三：將納米硅溶膠、丙烯酸酯、聚氨酯和成膜助劑溶液混合，以420r/min攪拌24min，然后加入納米材料溶液，繼續攪拌12min；
步驟四：將步驟三和步驟四混合，以350r/min攪拌28min，邊攪拌邊加入硅烷偶聯劑、防腐劑、消泡劑、潤濕劑、增稠劑，繼續攪拌28min，靜置后得到水性納米涂料。
實施例2
本實施例提供一種水性納米涂料，該涂料按質量份數計包括以下組分：納米硅溶膠：24份，納米材料溶液：12份，玻璃鱗片：4份，鈦白粉：5份，丙烯酸酯溶液：12份，聚氨酯：12份、乙二醇乙醚：6份，去離子水：24份，硅酸鈉：4份；，硅烷偶聯劑：5份，異噻唑啉酮類防腐劑：1份，有機硅：2份，非離子表面活性劑：3份，羧甲基纖維素：3份；
其中：納米材料溶液的質量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：13%，納米二氧化鈦：9%，納米碳化硅：3.5%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：4.5%，有機氟防水劑：余量。
上述水性納米涂料的制備工藝，具體包括以下步驟：
步驟一：制備納米材料溶液，按照上述配比將銻摻雜氧化錫納米晶、納米二氧化鈦、納米碳化硅、甲基丙烯酸甲酯和有機氟防水劑依次加入反應設備中，以450r/min進行攪拌，攪拌53min，溫度升至94℃，保溫1h，然后降溫降至室溫，得到納米溶液備用；
步驟二：將填料和顏料以380r/min混合攪拌,然后加入去離子水，將溫度升至55℃，然后加入分散劑攪拌，時間為15min，備用；
步驟三：將納米硅溶膠、丙烯酸酯、聚氨酯和成膜助劑溶液混合，以450r/min攪拌24min，然后加入納米材料溶液，繼續攪拌10min；
步驟四：將步驟三和步驟四混合，以400r/min攪拌25min，邊攪拌邊加入硅烷偶聯劑、防腐劑、消泡劑、潤濕劑、增稠劑，繼續攪拌28min，靜置后得到水性納米涂料。
除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。