本发明属于建筑装饰材料技术领域，具体涉及一种阻燃环保的水性玻璃涂料及其制备方法。
背景技术：
玻璃具有很高的硬度、清洁无毒性、很好的耐腐蚀性与耐老化性，是一种广泛应用的装饰包装材料(应用于建筑装饰、汽车、灯饰、酒瓶、化妆品 瓶、水杯等领域)。我国是世界玻璃产量最大的国家，为了改进玻璃制品的 美观，进一步提高玻璃器皿的装饰效果，现在玻璃工业较多地使用色彩各异 的玻璃涂料或油墨在玻璃表面涂装，以求达到更高的装饰效果。一般玻璃涂 料要求具有良好的玻璃附着力、硬度、光泽、施工性、耐水性、打磨加工 等基本性能，特种玻璃涂料根据应用领域的不同而提出一些特性要求：比如 灯饰玻璃要求较高的耐高温黄变性，而酒瓶容器玻璃涂料要求耐水煮与耐酒精性。
目前市场主流玻璃涂料一般都采用有机溶剂为稀释剂，然而随着社会的进步，人们对环境保护与人体健康的日益重视，水性玻璃涂料因为施工方便、 固化设备简单，在玻璃涂装领域引起最为广泛的关注。现有的水性玻璃涂料耐磨性能差和抗划伤性能差，且无法净化甲醛等室内污染物，防火性差。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种强度高，耐腐蚀，防微裂的阻燃环保的水性玻璃涂料。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种阻燃环保的水性玻璃涂料，由以下重量份数配比的材料制成，环氧树脂9-21份、聚氨酯乳液12-25份、丙烯酸改性环氧树脂18-24份、二元醇醚11-27份、氧化铝8-19份、石英砂10-17份、甲基丙烯酸甲酯 27-33 份，甲醛特效溶解酶晶体10-17份、甲基戊醇20-27份、绢云母17-30份、增塑剂 9-19份、烷基苯磺酸钠1-3份、聚乙烯蜡3-5份、微晶蜡3-5份、硬脂酸钙1-4份、高级醇2-4份、纳米硅1-5份、水性上光油6-8份、电气石粉11-13份、椰壳活性炭17-33份、润湿分散剂7-11份、钛白粉21-27份、苯乙烯3-9份、醇醚助溶剂5-9份、引发剂7-11份、聚乙二醇 10-20 份和去离子水99份。
本发明要解决的另一技术问题为提供一种阻燃环保的水性玻璃涂料的制备方法，包括以下步骤：
1）先将椰壳活性炭、绢云母、氧化铝、纳米硅、石英砂及甲醛特效溶解酶晶体分别用机器碾细300-800目，制得精加工的粉末，备用；
2）将步骤1）制得的粉末与电气石粉、润湿分散剂和钛白粉混合加入放入砂磨、分散、搅拌多用机中内进行混合，在转速为30000rmp条件下高速分散15min后，加入去离子水并开蒸汽升温，在50℃时中速搅拌15min；
3）将步骤2）制得的混合液中加入环氧树脂、聚氨酯乳液、丙烯酸改性环氧树脂、二元醇醚、甲基丙烯酸甲酯和离子水，通入惰性气体，排除反应釜内空气后，边搅拌边升温至 75-85℃，搅拌速度调为1200r/min，持续40min，备用；
4）取引发剂7-11份，用滴管缓慢滴落在步骤3）制得反应后的混合溶液内，使引发剂与混合溶液反应，并保温2小时，使得引发剂在混合溶液内持续反应，备用；
5）加入剩余原料，搅拌5-10分钟，然后升温至 70-80℃，保温40分钟后置于无阳光照射的地方放置冷却；
6）将步骤5）冷却后的溶液测试转化率，若没有合格则添加适当的制备材料，进行调整规格，若合格则进行过滤、出料，即得。
进一步的，所述阻燃环保的水性玻璃涂料由以下重量份数配比的材料制成，环氧树脂15份、聚氨酯乳液18份、丙烯酸改性环氧树脂21份、二元醇醚19份、氧化铝13份、石英砂13份、甲基丙烯酸甲酯 30份，甲醛特效溶解酶晶体13份、甲基戊醇23份、绢云母23份、增塑剂 14份、烷基苯磺酸钠2份、聚乙烯蜡4份、微晶蜡4份、硬脂酸钙3份、高级醇3份、纳米硅3份、水性上光油7份、电气石粉12份、椰壳活性炭25份、润湿分散剂9份、钛白粉24份、苯乙烯6份、醇醚助溶剂7份、引发剂9份、聚乙二醇 15 份和去离子水99份。
进一步的，所述阻燃环保的水性玻璃涂料由以下重量份数配比的材料制成，环氧树脂9份、聚氨酯乳液12份、丙烯酸改性环氧树脂18份、二元醇醚11份、氧化铝8份、石英砂10份、甲基丙烯酸甲酯 27 份，甲醛特效溶解酶晶体10份、甲基戊醇20份、绢云母17份、增塑剂 9份、烷基苯磺酸钠1份、聚乙烯蜡3份、微晶蜡3份、硬脂酸钙1份、高级醇2份、纳米硅1份、水性上光油6份、电气石粉11份、椰壳活性炭17份、润湿分散剂7份、钛白粉21份、苯乙烯3份、醇醚助溶剂5份、引发剂7份、聚乙二醇 10 份和去离子水99份。
进一步的，所述阻燃环保的水性玻璃涂料由以下重量份数配比的材料制成，环氧树脂21份、聚氨酯乳液25份、丙烯酸改性环氧树脂24份、二元醇醚27份、氧化铝19份、石英砂17份、甲基丙烯酸甲酯 33 份，甲醛特效溶解酶晶体17份、甲基戊醇27份、绢云母30份、增塑剂 19份、烷基苯磺酸钠3份、聚乙烯蜡5份、微晶蜡5份、硬脂酸钙4份、高级醇4份、纳米硅5份、水性上光油8份、电气石粉13份、椰壳活性炭33份、润湿分散剂11份、钛白粉27份、苯乙烯9份、醇醚助溶剂9份、引发剂11份、聚乙二醇 20 份和去离子水99份。
上述的椰壳活性炭是采用优质进口椰壳为材料，采用进口气体蒸馏法或窑烧法，用椰壳烧制成椰壳活性炭，后敲成约为1cm3的椰壳活性炭，将小块椰壳炭装入干净细尼龙网袋内，扎往袋口，然后放入盛有5%的碳酸钠溶液的家用高压锅或医用高压锅内，高压煮沸约30分钟，以洗出油质和疏通木炭内微了孔；为防止椰壳炭浮于碳酸钠溶液上，可在尼龙袋外系一块干净的石块坠住；煮后用清水漂洗木炭二次，以除去油质，再放入5%的碳酸钠溶液中高压煮沸约30分钟，取出后用80℃左右的清水漂洗三次，以洗净油质和少量碳酸钠，最后再用清水高压煮沸约30分钟进一步疏通椰壳炭内微细孔；取出晾干即得活性炭，使用前再烘烤一下以达最佳效果；此法制得活性炭的吸附能力远超过木炭；用过的活性炭也可用此法进行再生。采用进口气体蒸馏法或窑烧法制得的颗粒活性炭，产品吸附力好，强度高，粒度均匀；表面微孔吸附率是烧结活性炭的5倍，外观为黑色，具有空隙发达，吸附率高，强度好，易再生，耐用等特点；能够有效地去除水中的异味和异色，可以有效地帮助人们去除致癌物质，使得水质清澈，口感软绵。目前椰子壳活性炭是用于饮用水的净化、除氯、除藻、吸氧、催化载体方面效果最好的一种活性炭，可用于净水器、虑芯填充物等净水设备；可用于碳浆法，堆浸法和黄金提取以及冶金工业中贵金属的分离和提取，也可用于水质净化。且通过添加椰壳活性炭，将现有电气石粉的活性提高了约30%，负离子产生量由原来的700-1000个/cm3提高到1000到1300个/cm3，甚至达到1600个/cm3以上。
电气石粉是把电气石粉原矿经过去除杂质后，经过机械粉碎得到的粉体。经过加工提纯的电气石粉体具有较高的负离子产生量和远红外发射率。电气石粉根据用途不同，按粒度不同主要有电气石粉、超细电气石粉、纳米电气石粉。适用行业涉及：环保、卷烟、涂料、纺织、化妆品、净化水质、净化空气、防电磁辐射、保健品等。电气石粉能吸收油漆、胶体等产品所发出的异味。用于建筑装潢粉刷内墙，可吸附油漆、胶体、涂料所发出的异味。在涂料中加入少量的超细电气石粉、刷在内墙和天花板上，不但可以迅速吸除异味、还能长期吸除烟味。电气石粉的负离子释放量： 100目的负离子释放量为200IONS 325目的负离子释放量大约为400IONS 1250目的负离子释放量可以达到800IONS。
绢云母是一种天然细粒白云母, 是层状结构的硅酸盐，可增强涂层的综合机械性能，防水抗渗、抗龟裂。耐酸、耐碱、耐高温，提高涂层的耐热和防腐性能。
石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒，石英石是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物。
氧化铝是由铝矾土和硬水铝石制备的，可为粉末涂料提供自由流动和防结块性能，这些性能将促进顺畅的静电喷涂和流化床涂装。此外在粉末涂料能提供流变控制性能，控制边缘覆盖、流挂及滴落。添加到涂料里能起到抗沉降、抗流挂、流平控制、抗沉降、金属鳞片定向排列、防腐蚀、耐潮的作用。
本发明的有益效果是：通过添加水性上光油和聚乙烯蜡可以提高整体的光泽度、耐水性，并保持化学性能稳定；通过添加绢云母、氧化铝、石英砂可以提高整体耐磨性能，并且配合有纳米硅具有优异的防水抗渗效果；通过添加椰壳活性炭、甲醛特效溶解酶晶体和电气石粉可以吸附异味、除去甲醛、释放负氧离子，净化空气。
具体实施方式
实施例1：
按重量份数配比称取环氧树脂15份、聚氨酯乳液18份、丙烯酸改性环氧树脂21份、二元醇醚19份、氧化铝13份、石英砂13份、甲基丙烯酸甲酯 30份，甲醛特效溶解酶晶体13份、甲基戊醇23份、绢云母23份、增塑剂 14份、烷基苯磺酸钠2份、聚乙烯蜡4份、微晶蜡4份、硬脂酸钙3份、高级醇3份、纳米硅3份、水性上光油7份、电气石粉12份、椰壳活性炭25份、润湿分散剂9份、钛白粉24份、苯乙烯6份、醇醚助溶剂7份、引发剂9份、聚乙二醇 15 份和去离子水99份。
一种阻燃环保的水性玻璃涂料的制备方法，包括以下步骤：
1）先将椰壳活性炭、绢云母、氧化铝、纳米硅、石英砂及甲醛特效溶解酶晶体分别用机器碾细300-800目，制得精加工的粉末，备用；
2）将步骤1）制得的粉末与电气石粉、润湿分散剂和钛白粉混合加入放入砂磨、分散、搅拌多用机中内进行混合，在转速为30000rmp条件下高速分散15min后，加入去离子水并开蒸汽升温，在50℃时中速搅拌15min；
3）将步骤2）制得的混合液中加入环氧树脂、聚氨酯乳液、丙烯酸改性环氧树脂、二元醇醚、甲基丙烯酸甲酯和离子水，通入惰性气体，排除反应釜内空气后，边搅拌边升温至 75-85℃，搅拌速度调为1200r/min，持续40min，备用；
4）取引发剂7-11份，用滴管缓慢滴落在步骤3）制得反应后的混合溶液内，使引发剂与混合溶液反应，并保温2小时，使得引发剂在混合溶液内持续反应，备用；
5）加入剩余原料，搅拌5-10分钟，然后升温至 70-80℃，保温40分钟后置于无阳光照射的地方放置冷却；
6）将步骤5）冷却后的溶液测试转化率，若没有合格则添加适当的制备材料，进行调整规格，若合格则进行过滤、出料，即得。
实施例2：
按重量份数配比称取环氧树脂9份、聚氨酯乳液12份、丙烯酸改性环氧树脂18份、二元醇醚11份、氧化铝8份、石英砂10份、甲基丙烯酸甲酯 27 份，甲醛特效溶解酶晶体10份、甲基戊醇20份、绢云母17份、增塑剂 9份、烷基苯磺酸钠1份、聚乙烯蜡3份、微晶蜡3份、硬脂酸钙1份、高级醇2份、纳米硅1份、水性上光油6份、电气石粉11份、椰壳活性炭17份、润湿分散剂7份、钛白粉21份、苯乙烯3份、醇醚助溶剂5份、引发剂7份、聚乙二醇 10 份和去离子水99份。
一种阻燃环保的水性玻璃涂料的制备方法，包括以下步骤：
1）先将椰壳活性炭、绢云母、氧化铝、纳米硅、石英砂及甲醛特效溶解酶晶体分别用机器碾细300-800目，制得精加工的粉末，备用；
2）将步骤1）制得的粉末与电气石粉、润湿分散剂和钛白粉混合加入放入砂磨、分散、搅拌多用机中内进行混合，在转速为30000rmp条件下高速分散15min后，加入去离子水并开蒸汽升温，在50℃时中速搅拌15min；
3）将步骤2）制得的混合液中加入环氧树脂、聚氨酯乳液、丙烯酸改性环氧树脂、二元醇醚、甲基丙烯酸甲酯和离子水，通入惰性气体，排除反应釜内空气后，边搅拌边升温至 75-85℃，搅拌速度调为1200r/min，持续40min，备用；
4）取引发剂7-11份，用滴管缓慢滴落在步骤3）制得反应后的混合溶液内，使引发剂与混合溶液反应，并保温2小时，使得引发剂在混合溶液内持续反应，备用；
5）加入剩余原料，搅拌5-10分钟，然后升温至 70-80℃，保温40分钟后置于无阳光照射的地方放置冷却；
6）将步骤5）冷却后的溶液测试转化率，若没有合格则添加适当的制备材料，进行调整规格，若合格则进行过滤、出料，即得。
实施例3：
按重量份数配比称取环氧树脂21份、聚氨酯乳液25份、丙烯酸改性环氧树脂24份、二元醇醚27份、氧化铝19份、石英砂17份、甲基丙烯酸甲酯 33 份，甲醛特效溶解酶晶体17份、甲基戊醇27份、绢云母30份、增塑剂 19份、烷基苯磺酸钠3份、聚乙烯蜡5份、微晶蜡5份、硬脂酸钙4份、高级醇4份、纳米硅5份、水性上光油8份、电气石粉13份、椰壳活性炭33份、润湿分散剂11份、钛白粉27份、苯乙烯9份、醇醚助溶剂9份、引发剂11份、聚乙二醇 20 份和去离子水99份。
一种阻燃环保的水性玻璃涂料的制备方法，包括以下步骤：
1）先将椰壳活性炭、绢云母、氧化铝、纳米硅、石英砂及甲醛特效溶解酶晶体分别用机器碾细300-800目，制得精加工的粉末，备用；
2）将步骤1）制得的粉末与电气石粉、润湿分散剂和钛白粉混合加入放入砂磨、分散、搅拌多用机中内进行混合，在转速为30000rmp条件下高速分散15min后，加入去离子水并开蒸汽升温，在50℃时中速搅拌15min；
3）将步骤2）制得的混合液中加入环氧树脂、聚氨酯乳液、丙烯酸改性环氧树脂、二元醇醚、甲基丙烯酸甲酯和离子水，通入惰性气体，排除反应釜内空气后，边搅拌边升温至 75-85℃，搅拌速度调为1200r/min，持续40min，备用；
4）取引发剂7-11份，用滴管缓慢滴落在步骤3）制得反应后的混合溶液内，使引发剂与混合溶液反应，并保温2小时，使得引发剂在混合溶液内持续反应，备用；
5）加入剩余原料，搅拌5-10分钟，然后升温至 70-80℃，保温40分钟后置于无阳光照射的地方放置冷却；
6）将步骤5）冷却后的溶液测试转化率，若没有合格则添加适当的制备材料，进行调整规格，若合格则进行过滤、出料，即得。
实验例：
实验对象：90块玻璃，随机法分为3组：对照组一、对照组二和实验组，每组40块。
试验方法：对照组一涂上市面上进口的水性玻璃涂料，对照组二涂上市面上一般的水性玻璃涂料，实验组涂上本发明的阻燃环保的水性玻璃涂料，涂上相应涂料后置于涂层耐磨性试验机中进行耐磨性试验。
判断标准：
显著效果：使用相应涂料后耐磨性能、抗擦伤性能、抗划痕性能大幅度提升。
有效：使用相应PU涂料后耐磨性能、抗擦伤性能明显提升。
无效：使用相应PU涂料后耐磨性能提升甚微。
三组的玻璃的耐磨性试验结果见下表：
对三组玻璃进行离子浓度检测比较比较，结果如下表：
空气中负离子浓度与健康的关系参照表：
由以上实验结果可知，本发明的阻燃环保的水性玻璃涂料的效果最好。
本发明的有益效果是：通过添加水性上光油和聚乙烯蜡可以提高整体的光泽度、耐水性，并保持化学性能稳定；通过添加绢云母、氧化铝、石英砂可以提高整体耐磨性能，并且配合有纳米硅具有优异的防水抗渗效果；通过添加椰壳活性炭、甲醛特效溶解酶晶体和电气石粉可以吸附异味、除去甲醛、释放负氧离子，净化空气。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。