本发明涉及涂料技术领域，尤其是涉及一种具有自清洁功能的水性纳米汽车轮毂涂料及其制备方法。
背景技术：
随着机动车工业的发展，机动车的产量增加和保有量增多，在带动经济发展和给人们出行带来方便。轮毂是汽车上必不可少的部件，其性能好坏直接关系到车辆的运行平稳度和安全性能，铝合金轮毂在经过机加工等关键工序完成后，考虑到铝合金轮毂在实际使用中条件比较差，为了减少铝合金在空气中氧化、以及轮毂磨损的损耗，所以对涂装后的涂层性能有较高的要求。现有技术中，目前所开发的水性涂料往往对于铝合金轮毂的附着力不足，耐腐蚀性、自清洁性均有待提高。公开号为cn106675271a的中国专利申请公开了一种铝合金轮毂用烘烤型单层水性闪光漆，该方案采用丙烯酸树脂、氨基树脂、改性环氧树脂，同时配以其他组分来制备闪光漆，获得附着力、耐盐雾性能和耐水性能良好的铝合金轮毂用涂料。但是，此涂料还是存在自清洁性不高、耐候性不好，不抗刮等问题。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有长效、自清洁功能的水性无机纳米轮毂涂料，用于解决现有技术中耐候性不好，不抗刮耐磨、不耐污，不易清洁的等问题。
为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：
一种长效自清洁水性纳米轮毂涂料，其特征在于，原料质量百分比为：
长效自清洁水性纳米改性乳液55～80%
润湿剂0.1～0.5%
消泡剂0.1～0.5%
流平剂0.1～0.5%
增稠剂1～3%
水余量
其中，所述的长效自清洁水性纳米改性乳液由组份和重量配比分别为：
丙烯酸乳液10-80%
硅溶胶5%-30%
硅烷5%-30%
表面活性剂0.1%-5%
羟基官能团有机硅低聚物1%-10%
以及水组成。
优选地，所述的硅溶胶由酸性硅溶胶、碱性硅溶胶中一种或两种混合组成。
优选地，所述的硅溶胶，其特征在于粒径在1～160nm，ph值2～10。
优选地，所述的硅烷由一种或几种烷氧基硅烷混合而成。
优选地，所述的烷氧基硅烷，为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
优选地，所述的表面活性剂为十八烷基三甲基氯化铵。
优选地，所述的羟基官能团有机硅低聚物为广州斯洛柯的8865h羟基硅油。
优选地，所述润湿剂为迪高245；所述的消泡剂为byk015；所述的流平剂为byk3720，所述的增稠剂为byk420。
上述方案中，具有如下特点：1、纳米二氧化硅和硅烷水解的硅醇具有极强的自缩聚和共聚特性，完全固化后具有极高的交联密度，同时加入含羟基有机硅低聚物一起反应，两者结合使漆膜交联密度高，表面致密，滑爽，污渍难以渗入，并且难以粘附在漆膜表面。即使污渍勉强沾附在漆膜表面，通过水的冲洗也能轻易去除；
2、由于主体基料是无机物，耐候性好，抗紫外光老化，漆膜能在数年~十年的时间内在太阳紫外光的照射下，不会影响破坏漆膜交联密度，始终保持高致密度和滑爽性，保持自清洁性；
3、由于主体基料是无机物，所以漆膜硬度高，耐磨性极强。
所述的一种长效自清洁水性纳米轮毂涂料，其制备方法为：
第一步，先将一种或数种硅烷与有表面活性剂以及羟基官能团有机硅低聚物进行混合，混合均匀后，直至表面活性剂和羟基官能团有机硅低聚物完全均匀分散在硅烷体系中，形成半透明的硅烷混合液体；然后将硅溶胶和水加入到预先称量好的丙烯酸乳液中，搅拌5-30分钟，制备丙烯酸乳液和硅溶胶混合液；
第二步，再将硅烷混合液体滴加到丙烯酸乳液和硅溶胶混合液中，30分钟内滴完；然后缓慢升温，保持反应温度在35～50度，恒温搅拌反应0.5～8小时，然后停止搅拌，进行保温1-4小时，然后加入计量的水，降温冷却，可获得外观为乳白不透明低粘度液体的长效自清洁水性纳米改性乳液；
第三步，将第二步制备好的长效自清洁水性纳米改性乳液与助剂润湿剂、消泡剂、流平剂、增稠剂和水混合，搅拌均匀即可制得长效自清洁水性纳米轮毂涂料。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可以由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围。
实施例1-6
为了表述方便，用三个表来表达6个实施方式的配比与产品性能，分别为：表1：1-6个实施例的一种长效自清洁水性纳米轮毂涂料原料质量百分比为表；表2：长效自清洁水性纳米改性乳液原料重量百分配比表；表3：上述实施例1-6得到的长效自清洁水性无机纳米轮毂涂料产品性能指标表。
表1：一种长效自清洁水性纳米轮毂涂料原料质量百分比表：
表2：长效自清洁水性纳米改性乳液原料重量百分配比表：
表3：上述实施例1-6得到的长效自清洁水性无机纳米轮毂涂料产品性能指标表：
上述方案中，具有如下特点：1、纳米二氧化硅和硅烷水解的硅醇具有极强的自缩聚和共聚特性，完全固化后具有极高的交联密度，同时加入含羟基有机硅低聚物一起反应，两者结合使漆膜交联密度高，表面致密，滑爽，污渍难以渗入，并且难以粘附在漆膜表面。即使污渍勉强沾附在漆膜表面，通过水的冲洗也能轻易去除；
2、由于主体基料是无机物，耐候性好，抗紫外光老化，漆膜能在数年~十年的时间内在太阳紫外光的照射下，不会影响破坏漆膜交联密度，始终保持高致密度和滑爽性，保持自清洁性；
3、由于主体基料是无机物，所以漆膜硬度高，耐磨性极强。
从上表可以看出，本发明的长效自清洁水性无机纳米轮毂涂料，应用于轮毂上面，具有光泽度高，附着力强，耐磨次数多，硬度高，水接触角大于90，表面是疏水性的。因此，可以总结出涂料具有如下特点：1、耐候性好；2、高硬耐磨、抗刮；3、耐石击；4、耐沾污、易清洁；5、耐高盐。
实施例7：所述的一种长效自清洁水性纳米轮毂涂料，其制备方法为：按实施例1－6的原料组分进行配比；
第一步，先将一种或数种硅烷与有表面活性剂以及羟基官能团有机硅低聚物进行混合，混合均匀后，直至表面活性剂和羟基官能团有机硅低聚物完全均匀分散在硅烷体系中，形成半透明的硅烷混合液体；然后将硅溶胶和水加入到预先称量好的丙烯酸乳液中，搅拌5-30分钟，制备丙烯酸乳液和硅溶胶混合液；
第二步，再将硅烷混合液体滴加到丙烯酸乳液和硅溶胶混合液中，30分钟内滴完；然后缓慢升温，保持反应温度在35～50度，恒温搅拌反应0.5～8小时，然后停止搅拌，进行保温1-4小时，然后加入计量的水，降温冷却，可获得外观为乳白不透明低粘度液体的长效自清洁水性纳米改性乳液；
第三步，将第二步制备好的长效自清洁水性纳米改性乳液与助剂润湿剂、消泡剂、流平剂、增稠剂和水混合，搅拌均匀即可制得长效自清洁水性纳米轮毂涂料。
本发明纳米轮毂涂料有效地克服了现有技术的多种缺陷。并且本发明的制备方法，具有配制简单，且性能稳定的特点，在轮毂应用方面具有广阔的应用前景。因此，本发明的长效自清洁水性无机纳米轮毂涂料的制备方法具有很高的产业利用价值。
上述实施例仅例示性的说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉本技术的人员皆可以在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行改变或修饰。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍然应由本发明的权利要求所涵盖。