本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料及其制备方法。
背景技术：
为了提高建筑物墙面和其他物体的耐腐蚀性，耐候性和抗化学物质，均需在其表面涂上涂料，而目前的涂料成膜物质主要以有机乳液为主，但因其挥发性组分含量较高，存在大量的有机残留，对环境有一定的影响。因此，低污染或环境友好型涂料在市场上受到极大关注，水性无机涂料作为一种节能、环保的绿色涂料应运而生，也逐渐被提出了更高性能的要求。无机涂料主要是指以硅酸盐和磷酸盐类化合物作为粘合剂，加入各种颜、填料、助剂、固化剂配制而成的涂料。这种以无机粘合剂作为成膜物质的涂料具有成膜温度低，涂膜具有优良的耐候性、在紫外线作用下非常稳定、良好的耐热性、遇火不燃、耐污性好，成本低廉等一系列优点，因而得到了广泛的应用。然而，目前的水性无机涂料存在附着力不强，漆膜难干透的问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种附着力强，涂层坚硬，干燥时间短的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料及其制备方法。
一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料，包括如下重量份数的原料：成膜物质25-40份，成膜助剂1-5份，改性功能成分1-8份，颜料3-8份，填料10-30份，表面活性剂0-5份；以蒸馏水为溶剂调节涂料的粘度，蒸馏水与上述物质的重量比为2∶3-7。
进一步的，所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料，所述成膜物质选自水溶性无机硅溶胶树脂，水溶性无机铝溶胶树脂，水溶性无机硅酸钾树脂中的其中一种或任意两种组合物。
进一步的，所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料，所述成膜助剂选自聚乙烯醇，聚丙烯酰胺，聚乙烯吡咯烷酮，二乙二醇苯基醚，丙二醇苯基醚，二亚烷基二醇苯基醚，二丙二醇丁醚中的至少两种组合物。
进一步的，所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料，所述填料选自贝壳粉、硅钙粉、海藻泥、火山灰、铝矾土、碳酸钙粉、硫酸钙晶须、有机膨润土中的至少一种。
进一步的，所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料，所述改性功能成分包括A组分和B组分，所述A组分选自云母，碳化硅、氧化硼、三聚磷酸铝粉、钇稳定的氧化锆粉、金属钨粉、二氧化硅中的其中一种；所述B组分选自纳米石墨烯，TiO2/Cu2O纳米复合材料，纳米锌粉中的其中一种。
云母具有良好的绝缘性，弹性和韧性；石墨烯具有柔软、平面状结构、强度高等特征，均匀分散在无机物中时，平面状结构的石墨烯可提高吸附能力，石墨烯的柔软性可抑制无机物在干燥及外加热场作用下的收缩性，从而抑制龟裂，石墨烯沿平面方向的高强度特性可增加无机物成膜后的整体强度。
进一步的，所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料，所述表面活性剂包括消泡剂，增稠剂，稳定剂。
进一步的，所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料，所述增稠剂由如下重量份数的原料组成：甲基丙烯酸25-35份，羟甲基纤维素15-25份，硬脂酸10-20份，十二烷基苯磺酸钠5-10份，二苄叉山梨糖醇5-10份，聚乙二醇10-30份，滑石粉5-15份，OP-10 1-5份，以蒸馏水为溶剂调节增稠剂的粘度，蒸馏水与上述物质的重量比为1∶4-8。
进一步的，所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料，所述增稠剂的制备方法，步骤如下：将甲基丙烯酸、十二烷基苯磺酸钠、OP-10和聚乙二醇投入乳化釜中加以搅拌；然后升温至60-70℃，其余原料在2h内滴入，保温、搅拌反应20-40min，加入水，保温反应1-2h，再冷却至室温，即得。
进一步的，所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料，所述消泡剂选自异辛醇、异丙醇中的其中一种；所述稳定剂选自钙锌复合稳定剂，有机锡稳定剂中的其中一种。
一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将颜料、填料和改性功能成分混合，在1500-2000r/min的转速下搅拌混合15-30min；然后在700-1000℃下，煅烧60-90min，得熟料，将熟料放在质量浓度为50-60％的碳酸氢铵溶液中浸渍10-20min，取出熟料，在200-300℃下二次煅烧20-40min，最后过100-200目筛；
(2)室温下，将成膜物质和步骤(1)中制得的熟料混合，300-500r/min搅拌分散15-30min，入研磨机内进行研磨，磨得的混合物粒度小于20微米；然后向混合物中加入水、成膜助剂和表面活性剂，调节PH＝7-9，在60-80℃下机械搅拌2-2.5h，冷却至常温，即得。
本发明与现有技术相比具有的突出的有益效果是：
本发明采用纳米材料与填料粉体复合改性得到无机涂料，有效改善了涂层制备过程中容易出现的鼓泡现象，妈咪材料的加入有效提高了涂层的抗氧化性能和热震性能，由于纳米粉体较小，在冷却过程中涂层的热应力得到了有效分散，避免出现较大的应力集中，制得的涂层质地坚硬，抗剥落性能好，与基质的附着力好，涂刷后干燥时间短。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料，包括如下重量份数的原料：成膜物质：水溶性无机硅溶胶树脂30份，成膜助剂：聚乙烯醇2份，聚丙烯酰胺1份，改性功能成分：云母2份，纳米石墨烯4份，颜料4份，填料：贝壳粉10份、硅钙粉10份，异辛醇1份，增稠剂0.5份，钙锌复合稳定剂1.5份；以蒸馏水为溶剂调节涂料的粘度，蒸馏水与上述物质的重量比为2∶5。
本实施例中，所述增稠剂由如下重量份数的原料组成：甲基丙烯酸30份，羟甲基纤维素20份，硬脂酸15份，十二烷基苯磺酸钠8份，二苄叉山梨糖醇6份，聚乙二醇18份，滑石粉8份，OP-10 2份，以蒸馏水为溶剂调节增稠剂的粘度，蒸馏水与上述物质的重量比为1∶5，其制备方法如下：将甲基丙烯酸、十二烷基苯磺酸钠、OP-10和聚乙二醇投入乳化釜中加以搅拌；然后升温至60-70℃，其余原料在2h内滴入，保温、搅拌反应20-40min，加入水，保温反应1-2h，再冷却至室温，即得。
一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将颜料、填料和改性功能成分混合，在1500-2000r/min的转速下搅拌混合15-30min；然后在700-1000℃下，煅烧60-90min，得熟料，将熟料放在质量浓度为50-60％的碳酸氢铵溶液中浸渍10-20min，取出熟料，在200-300℃下二次煅烧20-40min，最后过100-200目筛；
(2)室温下，将成膜物质和步骤(1)中制得的熟料混合，300-500r/min搅拌分散15-30min，入研磨机内进行研磨，磨得的混合物粒度小于20微米；然后向混合物中加入蒸馏水、成膜助剂和表面活性剂，调节PH＝7-9，在60-80℃下机械搅拌2-2.5h，冷却至常温，即得。
实施例2：
一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料，包括如下重量份数的原料：成膜物质：水溶性无机铝溶胶树脂40份，成膜助剂：聚乙烯吡咯烷酮0.5份，二乙二醇苯基醚0.5份，改性功能成分：碳化硅4份，TiO2/Cu2O纳米复合材料4份，颜料3份，填料：海藻泥15份、火山灰10份、铝矾土5份，以蒸馏水为溶剂调节涂料的粘度，蒸馏水与上述物质的重量比为2∶7。
本实施例中，所述增稠剂由如下重量份数的原料组成：甲基丙烯酸35份，羟甲基纤维素15份，硬脂酸20份，十二烷基苯磺酸钠5，二苄叉山梨糖醇10份，聚乙二醇10份，滑石粉15份，OP-10 1份，以蒸馏水为溶剂调节增稠剂的粘度，蒸馏水与上述物质的重量比为1∶8，其制备方法如下：将甲基丙烯酸、十二烷基苯磺酸钠、OP-10和聚乙二醇投入乳化釜中加以搅拌；然后升温至60-70℃，其余原料在2h内滴入，保温、搅拌反应20-40min，加入水，保温反应1-2h，再冷却至室温，即得。
其制备方法同实施例1。
实施例3：
一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料，包括如下重量份数的原料：
成膜物质：水溶性无机硅酸钾树脂28份，成膜助剂：丙二醇苯基醚1份，二亚烷基二醇苯基醚3份，改性功能成分：氧化硼2份，纳米锌粉2份，颜料4份，填料：铝矾土5份、碳酸钙粉10份、硫酸钙晶须5份，异辛醇0.5份，增稠剂1份，钙锌复合稳定剂0.5份；以蒸馏水为溶剂调节涂料的粘度，蒸馏水与上述物质的重量比为2∶6。
本实施例中，所述增稠剂由如下重量份数的原料组成：甲基丙烯酸32份，羟甲基纤维素22份，硬脂酸17份，十二烷基苯磺酸钠6份，二苄叉山梨糖醇8份，聚乙二醇24份，滑石粉7份，OP-10 2份，以蒸馏水为溶剂调节增稠剂的粘度，蒸馏水与上述物质的重量比为1∶7，其制备方法如下：将甲基丙烯酸、十二烷基苯磺酸钠、OP-10和聚乙二醇投入乳化釜中加以搅拌；然后升温至60-70℃，其余原料在2h内滴入，保温、搅拌反应20-40min，加入水，保温反应1-2h，再冷却至室温，即得。
其制备方法同实施例1。
实施例4：
一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料，包括如下重量份数的原料：成膜物质：水溶性无机硅溶胶树脂10份，水溶性无机铝溶胶树脂24份，成膜助剂：二亚烷基二醇苯基醚2份，二丙二醇丁醚3份，改性功能成分：三聚磷酸铝粉4份，纳米石墨烯1份，颜料4份，填料：硫酸钙晶须15份、有机膨润土10份，异辛醇1份，增稠剂份，有机锡稳定剂1份；以蒸馏水为溶剂调节涂料的粘度，蒸馏水与上述物质的重量比为2∶7。
本实施例中，所述增稠剂由如下重量份数的原料组成：甲基丙烯酸29份，羟甲基纤维素17份，硬脂酸16份，十二烷基苯磺酸钠9份，二苄叉山梨糖醇5份，聚乙二醇15份，滑石粉12份，OP-10 4份，以蒸馏水为溶剂调节增稠剂的粘度，蒸馏水与上述物质的重量比为1∶4，其制备方法如下：将甲基丙烯酸、十二烷基苯磺酸钠、OP-10和聚乙二醇投入乳化釜中加以搅拌；然后升温至60-70℃，其余原料在2h内滴入，保温、搅拌反应20-40min，加入水，保温反应1-2h，再冷却至室温，即得。
其制备方法同实施例1。
实施例5：
一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料，包括如下重量份数的原料：成膜物质：水溶性无机铝溶胶树脂10份，水溶性无机硅酸钾树脂15份，成膜助剂：聚乙烯醇3份，二亚烷基二醇苯基醚2份，改性功能成分：钇稳定的氧化锆粉0.5份，TiO2/Cu2O纳米复合材料0.5份，颜料8份，填料：贝壳粉5份，有机膨润土5份，异丙醇2份，增稠剂2份，有机锡稳定剂1份；以蒸馏水为溶剂调节涂料的粘度，蒸馏水与上述物质的重量比为2∶3。
本实施例中，所述增稠剂由如下重量份数的原料组成：甲基丙烯酸25份，羟甲基纤维素25份，硬脂酸10份，十二烷基苯磺酸钠10份，二苄叉山梨糖醇5份，聚乙二醇30份，滑石粉5份，OP-10 5份，以蒸馏水为溶剂调节增稠剂的粘度，蒸馏水与上述物质的重量比为1∶8，其制备方法如下：将甲基丙烯酸、十二烷基苯磺酸钠、OP-10和聚乙二醇投入乳化釜中加以搅拌；然后升温至60-70℃，其余原料在2h内滴入，保温、搅拌反应20-40min，加入水，保温反应1-2h，再冷却至室温，即得。
其制备方法同实施例1。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。