本发明涉及纳米涂层技术领域，具体涉及一种纳米涂层材料及其制备方法。
背景技术：
随着科技的不断进步和生活水平的不断提高，消费者对生活质量的要求也越来越高。在涂料行业中，环保、节能是涂料制备及涂装工艺的发展趋势。三分涂料，七分涂装，对于降低环境影响、保护消费者健康而言，涂装过程的质量保证显得更为关键。为了保证涂装过程的环保节能，不仅要求涂料产品本身环保，而且包括施工环节在内的整个生产供应链都要实现环保化。
申请号201611185613.2的发明专利公开了一种纳米环保涂层材料，由以下质量分数的配方组成：石墨6-10份、聚醚多元醇9-11份、酚醛树脂10-20份、金红石型二氧化钛3-4份、膨润土聚苯酯4-6份、氧化锆陶瓷粉50-70份、芳香聚酯4-8份、聚酯4-6份、锆溶胶7-9份、沉淀硫酸钡3-5份，该纳米环保涂层对环境友好，用途广泛，为绿色环保的纳米涂层材料提供了依据。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种纳米涂层材料及其制备方法，该涂层材料具有优异的耐酸、耐碱、防腐蚀性能和机械强度，成分绿色环保，适合作为汽车、家具的涂层。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种纳米涂层材料，包括如下重量份的原料：环氧树脂e-4430-50份、纳米二氧化钛10-20份、硅藻土15-25份、氧化锆陶瓷粉3-10份、石墨1-5份、丙三醇三甘油酸酯1-3份、丁烯酸乙酯5-15份、柠檬酸三丁酯1-6份、十二烷基苯磺酸钠0.5-2份、增稠剂0.4-0.8份、防老剂0.2-0.6份。
优选地，所述纳米涂层材料包括如下重量份的原料：环氧树脂e-4445份、纳米二氧化钛16份、硅藻土22份、氧化锆陶瓷粉8份、石墨2份、丙三醇三甘油酸酯3份、丁烯酸乙酯10份、柠檬酸三丁酯5份、十二烷基苯磺酸钠1.2份、增稠剂0.6份、防老剂0.3份。
优选地，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、海藻酸丙二醇酯、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或多种的组合。
优选地，所述防老剂为防老剂ap、防老剂aw、防老剂4010na、防老剂4030、防老剂dnp中的一种或多种。
上述纳米涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）环氧树脂e-44的改性：按照重量份将环氧树脂e-44、硅藻土、氧化锆陶瓷粉、丙三醇三甘油酸酯混合搅拌均匀，升温至70-80℃反应30-40分钟后，自然冷却至室温，粉碎，过40-60目筛，得到改性后的环氧树脂e-44；
（2）将纳米二氧化钛、石墨、丁烯酸乙酯、柠檬酸三丁酯混合投入高压釜中，在100-120℃、2-3mpa的条件下搅拌反应10-15分钟，冷却至室温得到混合物a；
（3）将改性后的环氧树脂e-44、混合物a、十二烷基苯磺酸钠、增稠剂、防老剂混合，常温搅拌2-3小时，造粒机造粒，单螺杆挤出机挤出得到该纳米涂层材料。
优选地，所述步骤（1）粉碎使用万能粉碎机，主轴转速为950r/min，出料粒度为2-5mm。
优选地，所述步骤（2）搅拌转速为600-800r/min。
优选地，所述步骤（3）单螺杆挤出机的转速为120-150rpm/min，长径比为15-20：1。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的纳米涂层材料，成分绿色环保，具有优异的耐酸、耐碱、防腐蚀性能和机械强度，制备方法简便易重复，适合作为汽车、家具的涂层。
（2）本发明的纳米涂层材料成分中，环氧树脂e-44具有稳定的化学性能、抗水性、抗溶剂性和机械性能，粘合力强，收缩率小，抗电性能优良；纳米二氧化钛具有很高的化学稳定性、热稳定性、超亲水性、分散性，且完全可以与食品接触；硅藻土具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨、耐热等特点，能为涂料提供优异的表面性能、增容、增稠以及附着力。氧化锆陶瓷粉具有高韧性、高抗弯强度和高耐磨性，优异的隔热性能，热膨胀系数接近于钢等优点；石墨质软，有油腻感，具有良好的耐高温、耐酸碱和有机溶剂腐蚀的性能；丁烯酸乙酯通常用作涂层的软化剂；柠檬酸三丁酯相容性好，耐寒、耐光、耐水性能优良，增塑效率高，是一种环保型的增塑剂；十二烷基苯磺酸钠耐酸碱、耐硬水，是一种常用的阴离子表面活性剂。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1.
一种纳米涂层材料，包括如下重量的原料：环氧树脂e-4445g、纳米二氧化钛16g、硅藻土22g、氧化锆陶瓷粉8g、石墨2g、丙三醇三甘油酸酯3g、丁烯酸乙酯10g、柠檬酸三丁酯5g、十二烷基苯磺酸钠1.2g、增稠剂羧甲基纤维素钠0.6g、防老剂ap0.3g。
上述纳米涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）环氧树脂e-44的改性：将环氧树脂e-44、硅藻土、氧化锆陶瓷粉、丙三醇三甘油酸酯混合搅拌均匀，升温至70-80℃反应30-40分钟后，自然冷却至室温，粉碎，过40-60目筛，得到改性后的环氧树脂e-44；其中，粉碎使用万能粉碎机，主轴转速为950r/min，出料粒度为2-5mm。
（2）将纳米二氧化钛、石墨、丁烯酸乙酯、柠檬酸三丁酯混合投入高压釜中，在100-120℃、2-3mpa的条件下以600-800r/min速度搅拌反应10-15分钟，冷却至室温得到混合物a。
（3）将改性后的环氧树脂e-44、混合物a、十二烷基苯磺酸钠、增稠剂、防老剂混合，常温搅拌2-3小时，造粒机造粒，单螺杆挤出机挤出得到该纳米涂层材料。其中，单螺杆挤出机的转速为120-150rpm/min，长径比为15-20：1。
实施例2.
一种纳米涂层材料，包括如下重量的原料：环氧树脂e-4442g、纳米二氧化钛13g、硅藻土20g、氧化锆陶瓷粉6g、石墨2g、丙三醇三甘油酸酯1g、丁烯酸乙酯8g、柠檬酸三丁酯2g、十二烷基苯磺酸钠0.8g、增稠剂羟乙基纤维素0.5g、防老剂4010na0.3g。
上述纳米涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）环氧树脂e-44的改性：按照重量份将环氧树脂e-44、硅藻土、氧化锆陶瓷粉、丙三醇三甘油酸酯混合搅拌均匀，升温至70-80℃反应30-40分钟后，自然冷却至室温，粉碎，过40-60目筛，得到改性后的环氧树脂e-44；其中，粉碎使用万能粉碎机，主轴转速为950r/min，出料粒度为2-5mm。
（2）将纳米二氧化钛、石墨、丁烯酸乙酯、柠檬酸三丁酯混合投入高压釜中，在100-120℃、2-3mpa的条件下以600-800r/min速度搅拌反应10-15分钟，冷却至室温得到混合物a。
（3）将改性后的环氧树脂e-44、混合物a、十二烷基苯磺酸钠、增稠剂、防老剂混合，常温搅拌2-3小时，造粒机造粒，单螺杆挤出机挤出得到该纳米涂层材料。其中，单螺杆挤出机的转速为120-150rpm/min，长径比为15-20：1。
实施例3.
一种纳米涂层材料，包括如下重量的原料：环氧树脂e-4446g、纳米二氧化钛12g、硅藻土16g、氧化锆陶瓷粉10g、石墨2g、丙三醇三甘油酸酯1g、丁烯酸乙酯15g、柠檬酸三丁酯5g、十二烷基苯磺酸钠0.8g、增稠剂海藻酸丙二醇酯0.6g、防老剂dnp0.5g。
上述纳米涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）环氧树脂e-44的改性：按照重量份将环氧树脂e-44、硅藻土、氧化锆陶瓷粉、丙三醇三甘油酸酯混合搅拌均匀，升温至70-80℃反应30-40分钟后，自然冷却至室温，粉碎，过40-60目筛，得到改性后的环氧树脂e-44；其中，粉碎使用万能粉碎机，主轴转速为950r/min，出料粒度为2-5mm。
（2）将纳米二氧化钛、石墨、丁烯酸乙酯、柠檬酸三丁酯混合投入高压釜中，在100-120℃、2-3mpa的条件下以600-800r/min速度搅拌反应10-15分钟，冷却至室温得到混合物a。
（3）将改性后的环氧树脂e-44、混合物a、十二烷基苯磺酸钠、增稠剂、防老剂混合，常温搅拌2-3小时，造粒机造粒，单螺杆挤出机挤出得到该纳米涂层材料。其中，单螺杆挤出机的转速为120-150rpm/min，长径比为15-20：1。
实施例4.
一种纳米涂层材料，包括如下重量的原料：环氧树脂e-4448g、纳米二氧化钛14g、硅藻土17g、氧化锆陶瓷粉5g、石墨4g、丙三醇三甘油酸酯2g、丁烯酸乙酯13g、柠檬酸三丁酯5g、十二烷基苯磺酸钠1.5g、增稠剂羟丙基甲基纤维素0.6g、防老剂aw0.3g。
上述纳米涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）环氧树脂e-44的改性：按照重量份将环氧树脂e-44、硅藻土、氧化锆陶瓷粉、丙三醇三甘油酸酯混合搅拌均匀，升温至70-80℃反应30-40分钟后，自然冷却至室温，粉碎，过40-60目筛，得到改性后的环氧树脂e-44；其中，粉碎使用万能粉碎机，主轴转速为950r/min，出料粒度为2-5mm。
（2）将纳米二氧化钛、石墨、丁烯酸乙酯、柠檬酸三丁酯混合投入高压釜中，在100-120℃、2-3mpa的条件下以600-800r/min速度搅拌反应10-15分钟，冷却至室温得到混合物a。
（3）将改性后的环氧树脂e-44、混合物a、十二烷基苯磺酸钠、增稠剂、防老剂混合，常温搅拌2-3小时，造粒机造粒，单螺杆挤出机挤出得到该纳米涂层材料。其中，单螺杆挤出机的转速为120-150rpm/min，长径比为15-20：1。
实施例5.
一种纳米涂层材料，包括如下重量的原料：环氧树脂e-4450g、纳米二氧化钛20g、硅藻土20g、氧化锆陶瓷粉10g、石墨5g、丙三醇三甘油酸酯3g、丁烯酸乙酯15g、柠檬酸三丁酯5g、十二烷基苯磺酸钠1.8g、增稠剂羟乙基纤维素0.8g、防老剂4010na0.5g。
上述纳米涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）环氧树脂e-44的改性：按照重量份将环氧树脂e-44、硅藻土、氧化锆陶瓷粉、丙三醇三甘油酸酯混合搅拌均匀，升温至70-80℃反应30-40分钟后，自然冷却至室温，粉碎，过40-60目筛，得到改性后的环氧树脂e-44；其中，粉碎使用万能粉碎机，主轴转速为950r/min，出料粒度为2-5mm。
（2）将纳米二氧化钛、石墨、丁烯酸乙酯、柠檬酸三丁酯混合投入高压釜中，在100-120℃、2-3mpa的条件下以600-800r/min速度搅拌反应10-15分钟，冷却至室温得到混合物a。
（3）将改性后的环氧树脂e-44、混合物a、十二烷基苯磺酸钠、增稠剂、防老剂混合，常温搅拌2-3小时，造粒机造粒，单螺杆挤出机挤出得到该纳米涂层材料。其中，单螺杆挤出机的转速为120-150rpm/min，长径比为15-20：1。
将本发明实施例1制备的纳米涂层材料喷涂在钢板上，测量各方面性能。干燥时间：表干≤5h，实干≤24h；耐热性280℃：5.6h通过；耐45%硫酸：36天无异常；耐20%氢氧化钠：25天无异常；粘度：≥79s；耐冲击强度：56-60cm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。