本发明属于丙烯酸树脂涂料技术领域，特别涉及一种水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料及其制备方法和在铝型材涂装中的应用。
背景技术：
铝型材表面涂料主要有三种，分别为电泳漆、氟碳漆及粉末漆。1、电泳漆能耗大、污染高，颜色单一，装饰性不高；2、氟碳漆，喷涂时要以有机溶剂作为稀释剂，污染大，危害人体健康，其次成本价格高昂；3、粉末漆颜色单调，主要为黑、白、灰等素色漆，比较鲜艳的颜色容易褪色。
随着新环保法的实施，水性化已成为一种必然趋势。已有少量水性丙烯酸树脂类型的涂料应用于铝型材行业。但是现有的水性丙烯酸树脂的主链为c-c单键组成，c-c单键的键能为344.4kj/mol；而si-o键和c-f键的键能分别为422.5kj/mol及426.6kj/mol，键能越高，断键所需能量越大，稳定性越好；所以，相比于c-c单键，si-o键和c-f键的键能高，光、热稳定性好。因此，通过有机硅氟对丙烯酸树脂进行改性，得到的氟硅改性丙烯酸树脂具有更加优异的耐候性能。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料。本发明的涂料包括水分散型氟硅改性丙烯酸树脂制成的黑色底漆和水分散型氟硅改性丙烯酸树脂制成的清漆，其形成的双涂层水性漆具有色彩丰富、金属感强、光泽高的装饰效果，同时具有优异的耐候性、绿色环保、成本低，可广泛应用于室内外用铝型材涂装中。
本发明另一目的在于提供一种上述水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料的制备方法。
本发明再一目的在于提供上述水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料在铝型材涂装中的应用。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料，包括黑色底漆和清漆，由包括以下步骤的方法制备得到：
(1)将炭黑、水、分散剂混合，分散，制得黑浆，所用炭黑、水和分散剂的质量比为(14～16)∶(23～26)∶(4～6)；
(2)将水分散型氟硅改性丙烯酸树脂和氨基树脂混合，加入萘磺酸型催化剂搅拌均匀后，再加入水、滑石粉和步骤(1)的黑浆，分散、过滤，得到黑色底漆，所用水分散型氟硅改性丙烯酸树脂、氨基树脂、萘磺酸型催化剂、水、滑石粉和黑浆的质量比为(46～54)∶(5～6)∶(0.1～0.3)∶(17～32)∶(4～5)∶(13.5～16.5)；
(3)将水分散型氟硅改性丙烯酸树脂和氨基树脂混合，加入萘磺酸型催化剂、流平剂搅拌均匀后，再加入水、消泡剂、丙二醇单甲醚和乙醇，分散、过滤，得到清漆，水分散型氟硅改性丙烯酸树脂、氨基树脂、萘磺酸型催化剂、流平剂、消泡剂、丙二醇单甲醚、乙醇和水的质量比为(62～78)∶(8.5～10)∶(0.1～0.5)∶(0.5～1)∶(0.5～1)∶(3～5)∶(3～5)∶(12～20)。
上述制备方法中使用的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂可为氟硅元素总含量为2～5％的水性氟硅改性丙烯酸树脂。
步骤(2)中所用的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂优选为氟硅元素总含量为2％的水性氟硅改性丙烯酸树脂。
步骤(3)中所用的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂优选为氟硅元素总含量为5％的水性氟硅改性丙烯酸树脂。
步骤(2)中所用的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂优选为wpa-4401p水分散型氟硅改性丙烯酸树脂。
步骤(3)中所用的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂优选为wpa-4401f水分散型氟硅改性丙烯酸树脂。
优选地，所述wpa-4401p水分散型氟硅改性丙烯酸树脂的氟硅元素总含量为2％、固体含量为40％、粘度6000～8000mpa·s、ph值7.0-8.5。
优选地，所述wpa-4401f水分散型丙烯酸树脂的氟硅元素总含量为5％、固体含量为40％，粘度500～1500mpa·s，ph值7.0-8.5。
所述的氨基树脂可为cymel327、cymel303、cymel325和cymel659中的至少一种。优选地，所述的氨基树脂为cymel327。
步骤(1)中所用的炭黑并无特别限制，本领域常用炭黑即可，优选为德固赛4号炭黑。
步骤(1)中所用的分散剂并无特别限制，本领域常用分散剂即可，优选为byk-180。
步骤(3)中所述的流平剂并无特别限制，本领域常用流平剂即可，优选为byk-380n。
步骤(3)中所述的消泡剂并无特别限制，本领域常用消泡剂即可，优选为byk-028。
步骤(1)中所述分散的时间优选为4～6h，优选在分散机中适量玻璃珠的辅助下进行分散。
上述制备方法中所用的水优选为去离子水。
本发明的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料可通过在清漆中添加不同的颜色填料及效果粉获得丰富的色彩，如，可添加珠光粉等，优选地，所得清漆中添加有清漆重量0.2％的珠光粉。
本发明的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料形成的双涂层水性漆具有色彩丰富、金属感强、光泽高的装饰效果，同时具有优异的耐候性、绿色环保、成本低，可广泛应用于室内外用铝型材涂装中，其使用方法为：将黑色底漆喷涂于铝型材表面，膜厚约为8～12μm，室温放置5～10min，然后喷涂清漆，膜厚10～15μm，室温放置10～20min，160～200℃烘烤10～20min即可。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
(1)本发明的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料绿色环保，以水为稀释剂，涂装工具用水清洗，避免了清洗溶剂的消耗，节省大量资源，又降低了大气污染，耗能小。
(2)本发明的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料具有优异的耐候性，可应用于户外装饰。
(3)本发明的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料具有色彩丰富、金属感强、光泽高的装饰效果，可通过在清漆中添加不同的颜色填料及效果粉获得丰富的色彩，达到极高的装饰效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：一种应用于铝型材的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料
将德固赛4号炭黑15.0g、去离子水25.0g、byk-1805.0g置于分散机中，放入55.0g玻璃珠，分散5小时，制得黑浆；
将45.0gwpa-4401p水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为2％、40％固含、粘度6000～8000mpa·s、ph值7.0-8.5)，放于分散容器中，加入5.0gcymel327氨基树脂，搅拌均匀后，加入0.1g萘磺酸型催化剂，搅拌均匀后，加入32.4g去离子水、4.0g滑石粉以及13.5g黑浆，搅拌均匀，然后以600r/min转速分散20分钟，用120目滤布过滤，得到黑色底漆；
将60.0gwpa-4401f水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为5％、40％固含、粘度500～1500mpa·s、ph值7.0-8.5)放于分散容器中，加入8.5gcymel327氨基树脂，0.1g萘磺酸型催化剂和0.5gbyk-380n，搅拌均匀后，加入20.4g去离子水、0.5gbyk-028、4.0g丙二醇单甲醚、5.0g乙醇，0.2g珠光粉，以600r/min转速分散10分钟，最后用120目滤布过滤，得到清漆。
实施例2：一种应用于铝型材的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料
将德固赛4号炭黑15.0g、去离子水25.0g、byk-1805.0g置于分散机中，放入55.0g玻璃珠，分散5小时，制得黑浆；
将45.0gwpa-4401p水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为2％、40％固含、粘度6000～8000mpa·s、ph值7.0-8.5)，放于分散容器中，加入5.0gcymel327氨基树脂，搅拌均匀后，加入0.1g萘磺酸型催化剂，搅拌均匀后，加入32.4g去离子水、4.0g滑石粉以及13.5g黑浆，搅拌均匀，然后以600r/min转速分散20分钟，用120目滤布过滤，得到黑色底漆；
将65.0gwpa-4401f水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为5％、40％固含、粘度500～1500mpa.s、ph值7.0-8.5)放于分散容器中，加入9.5gcymel327氨基树脂，0.3g萘磺酸型催化剂和0.7gbyk-380n，搅拌均匀后，加入15.8g去离子水、0.7gbyk-028、5.0g丙二醇单甲醚、3.0g乙醇，0.2g珠光粉，以600r/min转速分散10分钟，最后用120目滤布过滤，得到清漆。
实施例3：一种应用于铝型材的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料
将德固赛4号炭黑15.0g、去离子水25.0g、byk-1805.0g置于分散机中，放入55.0g玻璃珠，分散5小时，制得黑浆；
将45.0gwpa-4401p水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为2％、40％固含、粘度6000～8000mpa.s、ph值7.0-8.5)，放于分散容器中，加入5.0gcymel327氨基树脂，搅拌均匀后，加入0.1g萘磺酸型催化剂，搅拌均匀后，加入32.4g去离子水、4.0g滑石粉以及13.5g黑浆，搅拌均匀，然后以600r/min转速分散20分钟，用120目滤布过滤，得到黑色底漆；
将70.0gwpa-4401f水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为5％、40％固含、粘度500～1500mpa.s、ph值7.0-8.5)放于分散容器中，加入10.0gcymel327氨基树脂，0.5g萘磺酸型催化剂和1.0gbyk-380n，搅拌均匀后，加入11.7g去离子水、1.0gbyk-028、3.0g丙二醇单甲醚、3.0g乙醇，0.2g珠光粉，以600r/min转速分散10分钟，最后用120目滤布过滤，得到清漆。
实施例4：一种应用于铝型材的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料
将德固赛4号炭黑15.0g、去离子水25.0g、byk-1805.0g置于分散机中，放入55.0g玻璃珠，分散5小时，制得黑浆；
将50.0gwpa-4401p水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为2％、40％固含、粘度6000～8000mpa.s、ph值7.0-8.5)，放于分散容器中，加入5.5gcymel327氨基树脂，搅拌均匀后，加入0.2g萘磺酸型催化剂，搅拌均匀后，加入24.3g去离子水、4.5g滑石粉以及15.0g黑浆，搅拌均匀，然后以600r/min转速分散20分钟，用120目滤布过滤，得到黑色底漆；
将60.0gwpa-4401f水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为5％、40％固含、粘度500～1500mpa.s、ph值7.0-8.5)放于分散容器中，加入8.5gcymel327氨基树脂，0.1g萘磺酸型催化剂和0.5gbyk-380n，搅拌均匀后，加入20.4g去离子水、0.5gbyk-028、4.0g丙二醇单甲醚、5.0g乙醇，0.2g珠光粉，以600r/min转速分散10分钟，最后用120目滤布过滤，得到清漆。
实施例5：一种应用于铝型材的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料
将德固赛4号炭黑15.0g、去离子水25.0g、byk-1805.0g置于分散机中，放入55.0g玻璃珠，分散5小时，制得黑浆；
将50.0gwpa-4401p水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为2％、40％固含、粘度6000～8000mpa.s、ph值7.0-8.5)，放于分散容器中，加入5.5gcymel327氨基树脂，搅拌均匀后，加入0.2g萘磺酸型催化剂，搅拌均匀后，加入24.3g去离子水、4.5g滑石粉以及15.0g黑浆，搅拌均匀，然后以600r/min转速分散20分钟，用120目滤布过滤，得到黑色底漆；
将65.0gwpa-4401f水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为5％、40％固含、粘度500～1500mpa.s、ph值7.0-8.5)放于分散容器中，加入9.5gcymel327氨基树脂，0.3g萘磺酸型催化剂和0.7gbyk-380n，搅拌均匀后，加入15.8g去离子水、0.7gbyk-028、5.0g丙二醇单甲醚、3.0g乙醇，0.2g珠光粉，以600r/min转速分散10分钟，最后用120目滤布过滤，得到清漆。
实施例6：一种应用于铝型材的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料
将德固赛4号炭黑15.0g、去离子水25.0g、byk-1805.0g置于分散机中，放入55.0g玻璃珠，分散5小时，制得黑浆；
将50.0gwpa-4401p水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为2％、40％固含、粘度6000～8000mpa.s、ph值7.0-8.5)，放于分散容器中，加入5.5gcymel327氨基树脂，搅拌均匀后，加入0.2g萘磺酸型催化剂，搅拌均匀后，加入24.3g去离子水、4.5g滑石粉以及15.0g黑浆，搅拌均匀，然后以600r/min转速分散20分钟，用120目滤布过滤，得到黑色底漆；
将70.0gwpa-4401f水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总合量为5％、40％固含、粘度500～1500mpa.s、ph值7.0-8.5)放于分散容器中，加入10.0gcymel327氨基树脂，0.5g萘磺酸型催化剂和1.0gbyk-380n，搅拌均匀后，加入11.7g去离子水、1.0gbyk-028、3.0g丙二醇单甲醚、3.0g乙醇，0.2g珠光粉，以600r/min转速分散10分钟，最后用120目滤布过滤，得到清漆。
实施例7：一种应用于铝型材的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料
将德固赛4号炭黑15.0g、去离子水25.0g、byk-1805.0g置于分散机中，放入55.0g玻璃珠，分散5小时，制得黑浆；
将55.0gwpa-4401p水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为2％、40％固含、粘度6000～8000mpa.s、ph值7.0-8.5)，放于分散容器中，加入6.0gcymel327氨基树脂，搅拌均匀后，加入0.3g萘磺酸型催化剂，搅拌均匀后，加入16.2g去离子水、5.0g滑石粉以及16.5g黑浆，搅拌均匀，然后以600r/min转速分散20分钟，用120目滤布过滤，得到黑色底漆；
将60.0gwpa-4401f水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为5％、40％固含、粘度500～1500mpa.s、ph值7.0-8.5)放于分散容器中，加入8.5gcymel327氨基树脂，0.1g萘磺酸型催化剂和0.5gbyk-380n，搅拌均匀后，加入20.4g去离子水、0.5gbyk-028、4.0g丙二醇单甲醚、5.0g乙醇，0.2g珠光粉，以600r/min转速分散10分钟，最后用120目滤布过滤，得到清漆。
实施例8：一种应用于铝型材的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料
将德固赛4号炭黑15.0g、去离子水25.0g、byk-1805.0g置于分散机中，放入55.0g玻璃珠，分散5小时，制得黑浆；
将55.0gwpa-4401p水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为2％、40％固含、粘度6000～8000mpa.s、ph值7.0-8.5)，放于分散容器中，加入6.0gcymel327氨基树脂，搅拌均匀后，加入0.3g萘磺酸型催化剂，搅拌均匀后，加入16.2g去离子水、5.0g滑石粉以及16.5g黑浆，搅拌均匀，然后以600r/min转速分散20分钟，用120目滤布过滤，得到黑色底漆；
将65.0gwpa-4401f水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为5％、40％固含、粘度500～1500mpa.s、ph值7.0-8.5)放于分散容器中，加入9.5gcymel327氨基树脂，0.3g萘磺酸型催化剂和0.7gbyk-380n，搅拌均匀后，加入15.8g去离子水、0.7gbyk-028、5.0g丙二醇单甲醚、3.0g乙醇，0.2g珠光粉，以600r/min转速分散10分钟，最后用120目滤布过滤，得到清漆。
实施例9：一种应用于铝型材的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料
将德固赛4号炭黑15.0g、去离子水25.0g、byk-1805.0g置于分散机中，放入55.0g玻璃珠，分散5小时，制得黑浆；
将55.0gwpa-4401p水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为2％、40％固含、粘度6000～8000mpa.s、ph值7.0-8.5)，放于分散容器中，加入6.0gcymel327氨基树脂，搅拌均匀后，加入0.3g萘磺酸型催化剂，搅拌均匀后，加入16.2g去离子水、5.0g滑石粉以及16.5g黑浆，搅拌均匀，然后以600r/min转速分散20分钟，用120目滤布过滤，得到黑色底漆；
将70.0gwpa-4401f水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总合量为5％、40％固含、粘度500～1500mpa.s、ph值7.0-8.5)放于分散容器中，加入10.0gcymel327氨基树脂，0.5g萘磺酸型催化剂和1.0gbyk-380n，搅拌均匀后，加入11.7g去离子水、1.0gbyk-028、3.0g丙二醇单甲醚、3.0g乙醇，0.2g珠光粉，以600r/min转速分散10分钟，最后用120目滤布过滤，得到清漆。
实施例10：一种应用于铝型材的水分散型氟硅改性丙烯酸树脂涂料
将德固赛4号炭黑15.0g、去离子水25.0g、byk-1805.0g置于分散机中，放入55.0g玻璃珠，分散5小时，制得黑浆；
将50.0g水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为3％、40％固含、粘度6000～8000mpa.s、ph值7.0-8.5)，放于分散容器中，加入5.5gcymel327氨基树脂，搅拌均匀后，加入0.2g萘磺酸型催化剂，搅拌均匀后，加入24.3g去离子水、4.5g滑石粉以及15.0g黑浆，搅拌均匀，然后以600r/min转速分散20分钟，用120目滤布过滤，得到黑色底漆；
将65.0g水分散型氟硅改性丙烯酸树脂(氟硅元素总含量为4％、40％固含、粘度500～1500mpa.s、ph值7.0-8.5)放于分散容器中，加入9.5gcymel327氨基树脂，0.3g萘磺酸型催化剂和0.7gbyk-380n，搅拌均匀后，加入15.8g去离子水、0.7gbyk-028、5.0g丙二醇单甲醚、3.0g乙醇，0.2g珠光粉，以600r/min转速分散10分钟，最后用120目滤布过滤，得到清漆。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。