本发明涉及一种涂料，具体涉及一种水性纳米防腐涂料及其制备方法。
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，提出一种水性纳米防腐涂料及其制备方法，该制备方法简单易行，成本低廉，制备出的涂料绿色环保，具有良好的防腐性能。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种水性纳米防腐涂料，该涂料按质量份数计包括以下组分：
改性水性聚氨酯乳液：40-60份，聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶：20-30份，纳米SiO2：20-25份，填料：8-10份，成膜助剂：7-10份，去离子水：20-32份，分散剂：8-11份，硅烷偶联剂：5-8份，增稠剂：2-4份，乳化剂：1-3份，流平剂：1-3份， PH调节剂：1-4份，其中：
填料为等比例混合的云母石、硅灰石以及超细碳酸钙；成膜助剂为醇酯-12；分散剂为聚丙烯酸钠或铵盐；乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚或苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚；消泡剂为磷酸三丁酯；流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷；增稠剂为聚丙酰胺。
本发明进一步限定的技术方案为：
前述水性纳米防腐涂料中，该涂料按质量份数计包括以下组分：
改性水性聚氨酯乳液：40份，聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶：20份，纳米SiO2：20份，填料：8份，成膜助剂：7份，去离子水：20份，分散剂：8份，硅烷偶联剂：5份，增稠剂：2份，乳化剂：1份，流平剂：1份， PH调节剂：1份。
前述水性纳米防腐涂料中，该涂料按质量份数计包括以下组分：
改性水性聚氨酯乳液：60份，聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶：30份，纳米SiO2：25份，填料：10份，成膜助剂：10份，去离子水：32份，分散剂：11份，硅烷偶联剂：8份，增稠剂：4份，乳化剂：3份，流平剂：3份， PH调节剂：4份。
前述水性纳米防腐涂料中，该涂料按质量份数计包括以下组分：
改性水性聚氨酯乳液：50份，聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶：25份，纳米SiO2：23份，填料：9份，成膜助剂：8份，去离子水：27份，分散剂：9份，硅烷偶联剂：7份，增稠剂：3份，乳化剂：2份，流平剂：2份， PH调节剂：3份。
前述水性纳米防腐涂料中，聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶的制备工艺具体如下：
a、预乳化液的制备：在装有电动搅拌器、恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入三分之一量的乳化剂SDS、pH调节剂、引发剂BPO、溶有环氧树脂的混合单体、功能单体磷酸醋PAM-200和去离子水，室温下高速搅拌预乳化30-40min，制得磷酸醋改性EPA预乳化液；
b、磷酸醋接枝环氧树脂胶乳制备：在装有电动搅拌器、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的四口烧瓶中从a中取出1/7的预乳液,揽拌升温至70-80℃，加入剩余的乳化剂SDS、引发剂BPO、功能单体磷酸酯PAM-200以及pH调节剂，搜拌至体系出现明显蓝光，升温至85-88℃幵始滴加剩余预乳化液，2-3h内均匀滴加完，恒温反应1-1.5h升温至92℃，保温0.5-1h，然后降温至,40-50℃左右，出料，过滤，制得磷酸酷改性环氧树脂胶乳；
c、聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶制备：在装有电动搅拌器、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的四口烧瓶中从b中取出设计量的胶乳，搅拌降温至0°C，然后加入苯胺，撞拌30-35min左右,再滴加与苯胺相同摩尔量的引发剂，2h内均匀滴加完，恒温反应5-6h，升温至室温，保温约10-15h，出料，过滤，制得聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶。
前述水性纳米防腐涂料中，改性水性聚氨酯乳液制备方法具体步骤如下：
（1）原料预处理
将聚环氧丙烷二醇1000置于120℃真空度0.01atm下处理2-3h，还将2,2-二氢甲基丙酸、丙酮、三乙胺、二正丁胺在使用前均用5A型分子筛浸泡两星期以上；
（2）预聚反应
将预处理过的聚丙二醇1000加入到三口瓶中，装上搅拌装置，启动搅拌，再加入阻燃剂【（双（2-羟乙基）氨基）甲基】磷酸二乙酯和异佛尔酮二异氰酸酯，充分搅拌，缓慢升温至80-85℃，保持2-3h，然后降温至60℃；
（3）扩链反应
将上述步骤（2）体系中加入丙酮调节体系黏度，再加入亲水扩链剂2,2-二氢甲基丙酸，然后加催化剂二月桂酸二丁基锡，将体系温度升至70℃，恒温反应至-NCO的含量不再变化，开始降温60℃以下，然后再加入1,4-丁二醇升温至60-65℃，保持50-60min；
（4）中和反应
将上述步骤（3）体系温度降温至室温，再加入三乙胺，在室温下反应20-30min；
（5）将上述步骤（4）中加入去离子水，在高速 搅拌下，乳化分散30-50min，乳液的固体含量控制在30%-40%，即得到改性水性聚氨酯乳液；
其中，搅拌转速为1000-1500r/min。
本发明还涉及一种水性纳米防腐涂料的制备方法，该涂料的具体制备方法如下：
（1）将聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶与改性水性聚氨酯乳液分别倒入烧杯中，在100-200r/min条件下搅拌1h使两者混合均匀，得混合乳液；
（2）在一容器中加入水，在100-150r/min搅拌条件下加入PH调节剂、分散剂、流平剂、硅烷偶联剂、增稠剂和乳化剂，搅拌5-10min使各种助剂混合均匀，得混合液；
（3）在搅拌速度为100-150r/min下将填料加入上述步骤（2）的混合液中，待填料润湿后，在200-240r/min下搅拌30-40min，得填料分散液；
（4）在200-280r/min下，将混合乳液缓慢加入到分散液中，继续搅拌15-20min；
（5）再降低搅拌速度至100-150r/min，加入纳米SiO2、成膜助剂及去离子水搅拌20-30min，制得水性纳米防腐涂料
本发明的有益效果是：
（1）本发明制备的水性聚氨酯涂料用于织物和木材表面，燃烧过程中无黑烟产生、基本无熔滴现象，有很好的阻燃效果，是一种环保无污染的无卤含磷阻燃涂层对环境危害小，符合国家环保要求。
本发明使用的填料含有云母粉，云母粉是一种具有层状结构的硅酸盐，具有光泽，富有弹性，可弯曲，耐磨性、耐热性、化学稳定性等性能良好，云母在水中或有机溶剂中分散悬浮性好，色白粒细，有黏性，可以阻止紫外线的穿透，防龟裂、粉化。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种水性纳米防腐涂料，该涂料按质量份数计包括以下组分：
改性水性聚氨酯乳液：40份，聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶：20份，纳米SiO2：20份，填料：8份，成膜助剂：7份，去离子水：20份，分散剂：8份，硅烷偶联剂：5份，增稠剂：2份，乳化剂：1份，流平剂：1份， PH调节剂：1份。
填料为等比例混合的云母石、硅灰石以及超细碳酸钙；成膜助剂为醇酯-12；分散剂为聚丙烯酸钠；乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚；消泡剂为磷酸三丁酯；流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷；增稠剂为聚丙酰胺。
聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶的制备工艺具体如下：
a、预乳化液的制备：在装有电动搅拌器、恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入三分之一量的乳化剂SDS、pH调节剂、引发剂BPO、溶有环氧树脂的混合单体、功能单体磷酸醋PAM-200和去离子水，室温下高速搅拌预乳化30min，制得磷酸醋改性EPA预乳化液；
b、磷酸醋接枝环氧树脂胶乳制备：在装有电动搅拌器、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的四口烧瓶中从a中取出1/7的预乳液,揽拌升温至70℃，加入剩余的乳化剂SDS、引发剂BPO、功能单体磷酸酯PAM-200以及pH调节剂，搜拌至体系出现明显蓝光，升温至85℃幵始滴加剩余预乳化液，2h内均匀滴加完，恒温反应1h升温至92℃，保温0.5h，然后降温至,40℃左右，出料，过滤，制得磷酸酷改性环氧树脂胶乳；
c、聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶制备：在装有电动搅拌器、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的四口烧瓶中从b中取出设计量的胶乳，搅拌降温至0°C，然后加入苯胺，撞拌30min左右,再滴加与苯胺相同摩尔量的引发剂，2h内均匀滴加完，恒温反应5h，升温至室温，保温约10h，出料，过滤，制得聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶。
改性水性聚氨酯乳液制备方法具体步骤如下：
（1）原料预处理
将聚环氧丙烷二醇1000置于120℃真空度0.01atm下处理2h，还将2,2-二氢甲基丙酸、丙酮、三乙胺、二正丁胺在使用前均用5A型分子筛浸泡两星期以上；
（2）预聚反应
将预处理过的聚丙二醇1000加入到三口瓶中，装上搅拌装置，启动搅拌，再加入阻燃剂【（双（2-羟乙基）氨基）甲基】磷酸二乙酯和异佛尔酮二异氰酸酯，充分搅拌，缓慢升温至80℃，保持2h，然后降温至60℃；
（3）扩链反应
将上述步骤（2）体系中加入丙酮调节体系黏度，再加入亲水扩链剂2,2-二氢甲基丙酸，然后加催化剂二月桂酸二丁基锡，将体系温度升至70℃，恒温反应至-NCO的含量不再变化，开始降温60℃以下，然后再加入1,4-丁二醇升温至60℃，保持50min；
（4）中和反应
将上述步骤（3）体系温度降温至室温，再加入三乙胺，在室温下反应20min；
（5）将上述步骤（4）中加入去离子水，在高速 搅拌下，乳化分散30min，乳液的固体含量控制在30%，即得到改性水性聚氨酯乳液；
其中，搅拌转速为1000r/min。
上述水性纳米防腐涂料的制备方法，该涂料的具体制备方法如下：
（1）将聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶与改性水性聚氨酯乳液分别倒入烧杯中，在100r/min条件下搅拌1h使两者混合均匀，得混合乳液；
（2）在一容器中加入水，在100r/min搅拌条件下加入PH调节剂、分散剂、流平剂、硅烷偶联剂、增稠剂和乳化剂，搅拌5min使各种助剂混合均匀，得混合液；
（3）在搅拌速度为100r/min下将填料加入上述步骤（2）的混合液中，待填料润湿后，在200r/min下搅拌30min，得填料分散液；
（4）在200r/min下，将混合乳液缓慢加入到分散液中，继续搅拌15min；
（5）再降低搅拌速度至100r/min，加入纳米SiO2、成膜助剂及去离子水搅拌20min，制得水性纳米防腐涂料。
实施例2
本实施例提供一种水性纳米防腐涂料，该涂料按质量份数计包括以下组分：
改性水性聚氨酯乳液：60份，聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶：30份，纳米SiO2：25份，填料：10份，成膜助剂：10份，去离子水：32份，分散剂：11份，硅烷偶联剂：8份，增稠剂：4份，乳化剂：3份，流平剂：3份， PH调节剂：4份。
填料为等比例混合的云母石、硅灰石以及超细碳酸钙；成膜助剂为醇酯-12；分散剂为铵盐；乳化剂为苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚；消泡剂为磷酸三丁酯；流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷；增稠剂为聚丙酰胺。
包括以下组分：
聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶的制备工艺具体如下：
a、预乳化液的制备：在装有电动搅拌器、恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入三分之一量的乳化剂SDS、pH调节剂、引发剂BPO、溶有环氧树脂的混合单体、功能单体磷酸醋PAM-200和去离子水，室温下高速搅拌预乳化40min，制得磷酸醋改性EPA预乳化液；
b、磷酸醋接枝环氧树脂胶乳制备：在装有电动搅拌器、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的四口烧瓶中从a中取出1/7的预乳液,揽拌升温至80℃，加入剩余的乳化剂SDS、引发剂BPO、功能单体磷酸酯PAM-200以及pH调节剂，搜拌至体系出现明显蓝光，升温至88℃幵始滴加剩余预乳化液，3h内均匀滴加完，恒温反应1.5h升温至92℃，保温1h，然后降温至,50℃左右，出料，过滤，制得磷酸酷改性环氧树脂胶乳；
c、聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶制备：在装有电动搅拌器、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的四口烧瓶中从b中取出设计量的胶乳，搅拌降温至0°C，然后加入苯胺，撞拌35min左右,再滴加与苯胺相同摩尔量的引发剂，2h内均匀滴加完，恒温反应6h，升温至室温，保温约15h，出料，过滤，制得聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶。
改性水性聚氨酯乳液制备方法具体步骤如下：
（1）原料预处理
将聚环氧丙烷二醇1000置于120℃真空度0.01atm下处理3h，还将2,2-二氢甲基丙酸、丙酮、三乙胺、二正丁胺在使用前均用5A型分子筛浸泡两星期以上；
（2）预聚反应
将预处理过的聚丙二醇1000加入到三口瓶中，装上搅拌装置，启动搅拌，再加入阻燃剂【（双（2-羟乙基）氨基）甲基】磷酸二乙酯和异佛尔酮二异氰酸酯，充分搅拌，缓慢升温至85℃，保持3h，然后降温至60℃；
（3）扩链反应
将上述步骤（2）体系中加入丙酮调节体系黏度，再加入亲水扩链剂2,2-二氢甲基丙酸，然后加催化剂二月桂酸二丁基锡，将体系温度升至70℃，恒温反应至-NCO的含量不再变化，开始降温60℃以下，然后再加入1,4-丁二醇升温至65℃，保持60min；
（4）中和反应
将上述步骤（3）体系温度降温至室温，再加入三乙胺，在室温下反应30min；
（5）将上述步骤（4）中加入去离子水，在高速 搅拌下，乳化分散50min，乳液的固体含量控制在40%，即得到改性水性聚氨酯乳液；
其中，搅拌转速为11500r/min。
上述水性纳米防腐涂料的制备方法，该涂料的具体制备方法如下：
（1）将聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶与改性水性聚氨酯乳液分别倒入烧杯中，在200r/min条件下搅拌1h使两者混合均匀，得混合乳液；
（2）在一容器中加入水，在150r/min搅拌条件下加入PH调节剂、分散剂、流平剂、硅烷偶联剂、增稠剂和乳化剂，搅拌10min使各种助剂混合均匀，得混合液；
（3）在搅拌速度为150r/min下将填料加入上述步骤（2）的混合液中，待填料润湿后，在240r/min下搅拌40min，得填料分散液；
（4）在280r/min下，将混合乳液缓慢加入到分散液中，继续搅拌20min；
（5）再降低搅拌速度至150r/min，加入纳米SiO2、成膜助剂及去离子水搅拌30min，制得水性纳米防腐涂料。
实施例3
本实施例提供一种水性纳米防腐涂料，该涂料按质量份数计包括以下组分：
改性水性聚氨酯乳液：50份，聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶：25份，纳米SiO2：23份，填料：9份，成膜助剂：8份，去离子水：27份，分散剂：9份，硅烷偶联剂：7份，增稠剂：3份，乳化剂：2份，流平剂：2份， PH调节剂：3份。
填料为等比例混合的云母石、硅灰石以及超细碳酸钙；成膜助剂为醇酯-12；分散剂为聚丙烯酸钠；乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚；消泡剂为磷酸三丁酯；流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷；增稠剂为聚丙酰胺。
聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶的制备工艺具体如下：
a、预乳化液的制备：在装有电动搅拌器、恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入三分之一量的乳化剂SDS、pH调节剂、引发剂BPO、溶有环氧树脂的混合单体、功能单体磷酸醋PAM-200和去离子水，室温下高速搅拌预乳化35min，制得磷酸醋改性EPA预乳化液；
b、磷酸醋接枝环氧树脂胶乳制备：在装有电动搅拌器、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的四口烧瓶中从a中取出1/7的预乳液,揽拌升温至75℃，加入剩余的乳化剂SDS、引发剂BPO、功能单体磷酸酯PAM-200以及pH调节剂，搜拌至体系出现明显蓝光，升温至86℃幵始滴加剩余预乳化液，3h内均匀滴加完，恒温反应1.2h升温至92℃，保温0.8h，然后降温至,45℃左右，出料，过滤，制得磷酸酷改性环氧树脂胶乳；
c、聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶制备：在装有电动搅拌器、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的四口烧瓶中从b中取出设计量的胶乳，搅拌降温至0°C，然后加入苯胺，撞拌33min左右,再滴加与苯胺相同摩尔量的引发剂，2h内均匀滴加完，恒温反应5.5h，升温至室温，保温约13h，出料，过滤，制得聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶。
改性水性聚氨酯乳液制备方法具体步骤如下：
（1）原料预处理
将聚环氧丙烷二醇1000置于120℃真空度0.01atm下处理2h，还将2,2-二氢甲基丙酸、丙酮、三乙胺、二正丁胺在使用前均用5A型分子筛浸泡两星期以上；
（2）预聚反应
将预处理过的聚丙二醇1000加入到三口瓶中，装上搅拌装置，启动搅拌，再加入阻燃剂【（双（2-羟乙基）氨基）甲基】磷酸二乙酯和异佛尔酮二异氰酸酯，充分搅拌，缓慢升温至83℃，保持2h，然后降温至60℃；
（3）扩链反应
将上述步骤（2）体系中加入丙酮调节体系黏度，再加入亲水扩链剂2,2-二氢甲基丙酸，然后加催化剂二月桂酸二丁基锡，将体系温度升至70℃，恒温反应至-NCO的含量不再变化，开始降温60℃以下，然后再加入1,4-丁二醇升温至63℃，保持54min；
（4）中和反应
将上述步骤（3）体系温度降温至室温，再加入三乙胺，在室温下反应25min；
（5）将上述步骤（4）中加入去离子水，在高速 搅拌下，乳化分散40min，乳液的固体含量控制在35%，即得到改性水性聚氨酯乳液；
其中，搅拌转速为1300r/min。
上述水性纳米防腐涂料的制备方法，该涂料的具体制备方法如下：
（1）将聚苯胺接键合氧树脂接枝丙烯酸酯乳胶与改性水性聚氨酯乳液分别倒入烧杯中，在140r/min条件下搅拌1h使两者混合均匀，得混合乳液；
（2）在一容器中加入水，在130r/min搅拌条件下加入PH调节剂、分散剂、流平剂、硅烷偶联剂、增稠剂和乳化剂，搅拌8in使各种助剂混合均匀，得混合液；
（3）在搅拌速度为120r/min下将填料加入上述步骤（2）的混合液中，待填料润湿后，在220r/min下搅拌35min，得填料分散液；
（4）在250r/min下，将混合乳液缓慢加入到分散液中，继续搅拌18min；
（5）再降低搅拌速度至130r/min，加入纳米SiO2、成膜助剂及去离子水搅拌25min，制得水性纳米防腐涂料。
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。