本发明涉及一种水性纳米涂料及其制备工艺。
背景技术：
纳米材料因其独特的纳米效应，通常将纳米材料加入到传统的涂料中分散并对原涂料进行改性后可以赋予涂料优异的性能；水性涂料是指以水为分散介质的涂料，有机溶剂挥发较少，无污染、安全无毒，是现代涂料发展的主流方向；所以，纳米材料对水性涂料的改性由于其在环保方面的重要性近年来尤为炙手可热，如何使纳米材料真正以纳米级分散于水性涂料中，发挥其纳米效应，获得高性能、稳定性好的水性纳米涂料具有十分重要的应用价值。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种水性纳米涂料及其制备工艺，该水性涂料制备工艺简单易行，制备成本低廉，制备出的涂料性能良好。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种水性纳米涂料，该涂料按质量份数计包括以下组分：
纳米硅溶胶：20-30份；
纳米材料溶液：10-15份 ；
填料：3-5份；
颜料：5-6份；
丙烯酸酯溶液：12-15份；
聚氨酯：10-13份；
成膜助剂：5-10份；
去离子水：20-30份；
分散剂：3-5份；
硅烷偶联剂：5-8份；
防腐剂：1-2份；
消泡剂：1-3份；
润湿剂：2-4份；
增稠剂3-4份；
其中：所述纳米材料溶液的质量百分比组分为：锑掺杂氧化锡纳米晶：12～14%，纳米二氧化钛：9～11%，纳米碳化硅：3.5～3.7%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：4.5～4.7%，有机氟防水剂：余量；所述填料为滑石粉、石墨粉或玻璃鳞片；所述颜料为钛白粉、氧化铁红、炭黑、硫酸钡或氧化铬绿中的一种，所述的成膜助剂为乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇或丙二醇中的一种；所述的分散剂为六偏磷酸钠或硅酸钠；所述防腐剂采用异噻唑啉酮类防腐剂；所述的消泡剂为有机硅、有机硅氧烷或酰胺中的一种或几种；所述的润湿剂为非离子表面活性剂；所述的增稠剂为羧甲基纤维素。
本发明进一步限定的技术方案为：
前述水性纳米涂料中，该涂料按质量份数计包括以下组分：纳米硅溶胶：24份，纳米材料溶液：12份，填料：4份，颜料：5份，丙烯酸酯溶液：12份，聚氨酯：11份，成膜助剂：6份，去离子水：24份，分散剂：4份；，硅烷偶联剂：5份，防腐剂：1份，消泡剂：2份，润湿剂：3份，增稠剂：3份；
其中：纳米材料溶液的质量百分比组分为：锑掺杂氧化锡纳米晶：13%，纳米二氧化钛：9%，纳米碳化硅：3.5%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：4.5%，有机氟防水剂：余量；填料为玻璃鳞片；颜料为钛白粉，成膜助剂为乙二醇乙醚；分散剂为硅酸钠；防腐剂采用异噻唑啉酮类防腐剂；消泡剂为有机硅；润湿剂为非离子表面活性剂；增稠剂为羧甲基纤维素。
本发明还设计了一种水性纳米涂料的制备工艺，具体包括以下步骤：
步骤一：制备纳米材料溶液，按照上述配比将锑掺杂氧化锡纳米晶、纳米二氧化钛、纳米碳化硅、甲基丙烯酸甲酯和有机氟防水剂依次加入反应设备中，以350-480r/min进行搅拌，搅拌50-65min，温度升至88-95℃，保温1-2h，然后降温降至室温，得到纳米溶液备用；
步骤二：将填料和颜料以300-380r/min混合搅拌,然后加入去离子水，将温度升至50-60℃，然后加入分散剂搅拌，时间为15-20min，备用；
步骤三：将纳米硅溶胶、丙烯酸酯、聚氨酯和成膜助剂溶液混合，以420-450r/min搅拌20-30min，然后加入纳米材料溶液，继续搅拌10-15min；
步骤四：将步骤三和步骤四混合，以350-400r/min搅拌25-30min，边搅拌边加入硅烷偶联剂、防腐剂、消泡剂、润湿剂、增稠剂，继续搅拌20-30min，静置后得到水性纳米涂料。
本发明的有益效果是：本发明加入聚氨酯材料，拥有良好的防水性，拥有良好的柔韧性和优异的抗老化性能，能耐油、耐磨、耐酸碱侵蚀，而且绿色环保，无毒无味，无污染环境，对人身无伤害；添加纳米材料溶液，具有良好的透光性和光泽度，而且同时使得结构更加紧凑，提高了强度，添加羧甲基纤维素，提高了组分之间的黏合性，调节防腐剂，增加了防腐性能。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种水性纳米涂料，该涂料按质量份数计包括以下组分：纳米硅溶胶：24份，纳米材料溶液：12份，玻璃鳞片：4份，钛白粉：5份，丙烯酸酯溶液：12份，聚氨酯：11份，乙二醇乙醚：6份，去离子水：24份，硅酸钠：4份；，硅烷偶联剂：5份，异噻唑啉酮类防腐剂：1份，有机硅：2份，非离子表面活性剂：3份，羧甲基纤维素：3份；
其中：纳米材料溶液的质量百分比组分为：锑掺杂氧化锡纳米晶：13%，纳米二氧化钛：9%，纳米碳化硅：3.5%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：4.5%，有机氟防水剂：余量。
上述水性纳米涂料的制备工艺，具体包括以下步骤：
步骤一：制备纳米材料溶液，按照上述配比将锑掺杂氧化锡纳米晶、纳米二氧化钛、纳米碳化硅、甲基丙烯酸甲酯和有机氟防水剂依次加入反应设备中，以400r/min进行搅拌，搅拌55min，温度升至92℃，保温1.5h，然后降温降至室温，得到纳米溶液备用；
步骤二：将填料和颜料以350r/min混合搅拌,然后加入去离子水，将温度升至53℃，然后加入分散剂搅拌，时间为18min，备用；
步骤三：将纳米硅溶胶、丙烯酸酯、聚氨酯和成膜助剂溶液混合，以420r/min搅拌24min，然后加入纳米材料溶液，继续搅拌12min；
步骤四：将步骤三和步骤四混合，以350r/min搅拌28min，边搅拌边加入硅烷偶联剂、防腐剂、消泡剂、润湿剂、增稠剂，继续搅拌28min，静置后得到水性纳米涂料。
实施例2
本实施例提供一种水性纳米涂料，该涂料按质量份数计包括以下组分：纳米硅溶胶：24份，纳米材料溶液：12份，玻璃鳞片：4份，钛白粉：5份，丙烯酸酯溶液：12份，聚氨酯：12份、乙二醇乙醚：6份，去离子水：24份，硅酸钠：4份；，硅烷偶联剂：5份，异噻唑啉酮类防腐剂：1份，有机硅：2份，非离子表面活性剂：3份，羧甲基纤维素：3份；
其中：纳米材料溶液的质量百分比组分为：锑掺杂氧化锡纳米晶：13%，纳米二氧化钛：9%，纳米碳化硅：3.5%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：4.5%，有机氟防水剂：余量。
上述水性纳米涂料的制备工艺，具体包括以下步骤：
步骤一：制备纳米材料溶液，按照上述配比将锑掺杂氧化锡纳米晶、纳米二氧化钛、纳米碳化硅、甲基丙烯酸甲酯和有机氟防水剂依次加入反应设备中，以450r/min进行搅拌，搅拌53min，温度升至94℃，保温1h，然后降温降至室温，得到纳米溶液备用；
步骤二：将填料和颜料以380r/min混合搅拌,然后加入去离子水，将温度升至55℃，然后加入分散剂搅拌，时间为15min，备用；
步骤三：将纳米硅溶胶、丙烯酸酯、聚氨酯和成膜助剂溶液混合，以450r/min搅拌24min，然后加入纳米材料溶液，继续搅拌10min；
步骤四：将步骤三和步骤四混合，以400r/min搅拌25min，边搅拌边加入硅烷偶联剂、防腐剂、消泡剂、润湿剂、增稠剂，继续搅拌28min，静置后得到水性纳米涂料。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。