本发明涉及化工涂料的技术领域，尤其涉及一种水性耐高温涂料组合物及其制备方法。
背景技术：
随着工业的发展，对满足行业领域需求的功能性涂料的要求越来越高。
涂料是一种用树脂及油等制成的化工产品，涂覆在物体表面后形成一层保护膜，使物体的表面与环境介质相隔离，从而起到对物体的相应保护和装饰作用。其中根据需求不同，涂料被应用于建筑、工业防护等领域，随着人们环保意识的增强以及对涂料要求的不断提高，同时具备预期效果以及强耐腐蚀的工业漆收到青睐。
一般来说耐高温涂料是指可长期耐受300℃以上，并能保持一定物理化学性能、使被保护对象在高温环境中能正常发挥作用的特种功能性涂料。随着有机硅产业的迅猛发展，有机硅耐高温涂料因其良好的热稳定性、耐氧化性和特殊的结构而广泛应用于涂料行业。
目前市面常用的水性涂料，耐高温性能无法满足市场需求，耐高温涂料的研制大部分存在于试验阶段，无法推广，在高温领域无法突破，不利于工业水性涂料的发展。
技术实现要素：
针对现有技术的水性涂料高温漆膜脱落损坏，在高温领域无法突破等的不足，本发明提供一种水性耐高温涂料组合物及其制备方法，含有耐高温的有机硅氧键和氟碳键，通过对加入物料的顺序、搅拌速度等的调整，获得了水性耐高温涂料，该涂料可以室温成膜，形成漆膜具有一定硬度、抗划伤性，以解决上述技术问题。
第一方面，本发明提供一种水性耐高温涂料组合物，包括按重量份计的下述组分：有机硅树脂30-50份，氟碳乳液10-20份，水性分散剂0.5-2份，水性消泡剂0.1-0.3份，水性基材润湿剂0.2-0.6份，成膜助剂1-4份，水性流平剂0.2-0.8份，增稠剂0.1-0.3份，硅烷偶联剂0.5-1.5份，耐高温颜填料40-70份。
优选的，所述有机硅树脂为硅酮树脂，固体质量分数为50％。
优选的，所述氟碳乳液的固含量为40-50％，所述氟碳乳液中氟含量为10-14％。
优选的，水性分散剂为毕克190或迪高760w。有效的润湿分散配方中的颜填料，增强体系的稳定性。
优选的，水性消泡剂为迪高810或迪高825。有效的抑制研磨生产过程中气泡的产生。
优选的，水性基材润湿剂为迪高280或毕克346。有效的改善涂料的表面张力和渗透性，提高对基材的附着力。
优选的，成膜助剂为醇酯十二。有效的保证涂料在较宽温度范围内成膜，避免漆膜缺陷的产生。
优选的，水性流平剂为迪高100或毕克333。有效的提高漆膜的平整度和光滑度。
优选的，增稠剂为海明斯299或海明斯105a。有效的提高涂料的粘度，增强储存稳定性。
优选的，硅烷偶联剂为美国联碳kh-550。有效的提高涂料对基材的附着力。
优选的，耐高温颜填料包括：低熔点玻璃粉、铝粉、滑石粉、硫酸钡，其中低熔点玻璃粉、铝粉、滑石粉、硫酸钡的重量比例关系为低熔点玻璃粉：铝粉：滑石粉：硫酸钡＝4:1:1:2。有效的保障涂料的体系稳定性和涂层的耐高温性。
第二方面，本发明提供一种水性耐高温涂料组合物的制备方法，包括以下步骤：
1)按照上述配比称取原料，将有机硅树脂和氟碳乳液投入搅拌机，搅拌速度为400-600r/min，然后加入水性分散剂和水性消泡剂，调整搅拌速度为700-900r/min，搅拌10-30分钟；
2)调整搅拌速度为900-1200r/min，在搅拌过程中加入耐高温颜填料和水，保持1200转速r/min搅拌20min，然后研磨，至细度≤30μm后过滤，得到浆液；；
3)将步骤2得到的浆液中，依次加入水性基材润湿剂、成膜助剂、水性流平剂、硅烷偶联剂，并在700-900r/min转速下继续搅拌5-10min；然后再加入增稠剂，调整粘度至80-90ku，搅拌均匀后得到水性耐高温涂料。
本发明的有益效果在于：
本发明制备的水性耐高温涂料，含有耐高温的有机硅氧键和氟碳键，通过对加入物料的顺序、搅拌速度等的调整，获得了水性耐高温涂料，该涂料可以室温成膜，形成漆膜具有一定硬度、抗划伤性，并拥有优异的耐水、耐酸和耐碱，又能在实干后达到较好的耐高温性能，具有较大的应用价值与意义。
本发明获得的水性耐高温涂料可重复喷涂或刷涂，打磨性和填充性好；漆膜耐醇性能好，浸泡于质量浓度为75％的乙醇水溶液中60min无异常；漆膜置于质量浓度为10％硫酸水溶液中48h，涂层无起泡无脱落；漆膜置于质量浓度为20％的naoh水溶液48h，涂层无起泡无脱落；漆膜置于100℃水煮24h，涂层无起泡无脱落；并能够长期耐550℃的高温。
总之，本发明所设计的耐高温涂料，拥有很好的应用价值和市场前景。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
配比：有机硅树脂(硅酮树脂)45份，氟碳乳液(固含量为40％，氟含量为14％)15份，水性分散剂(毕克190)1.6份，水性消泡剂(迪高810)0.3份，水性基材润湿剂(迪高280)0.5份，成膜助剂(醇酯十二)2.5份，水性流平剂(迪高100)0.8份，增稠剂(海明斯299)0.3份，硅烷偶联剂(美国联碳kh-550)1.5份，低熔点玻璃粉32份，铝粉8份，滑石粉8份，硫酸钡16份。
制备方法：
1)按照上述配比称取原料，将有机硅树脂和氟碳乳液投入搅拌机，搅拌速度为500r/min，然后加入水性分散剂和水性消泡剂，调整搅拌速度为800r/min，搅拌20分钟；
2)调整搅拌速度为1000r/min，在搅拌过程中加入耐高温颜填料，适量的水，调整搅拌速度为1200r/min搅拌20min，然后研磨，至细度≤30μm过滤，得到浆液；
3)将步骤2得到的浆液中，依次加入水性基材润湿剂、成膜助剂、水性流平剂、硅烷偶联剂，并在800r/min转速下继续搅拌5-10min；然后再加入增稠剂，调整粘度至80ku，搅拌均匀后得到水性耐高温涂料。
实施例2
配比：有机硅树脂(硅酮树脂)15份，氟碳乳液(固含量为40％，氟含量为14％)45份，水性分散剂(毕克190)1.6份，水性消泡剂(迪高810)0.3份，水性基材润湿剂(迪高280)0.5份，成膜助剂(醇酯十二)2.5份，水性流平剂(迪高100)0.8份，增稠剂(海明斯299)0.3份，硅烷偶联剂(美国联碳kh-550)1.5份，低熔点玻璃粉32份，铝粉8份，滑石粉8份，硫酸钡16份。
制备方法：同实施例1。
实施例3
配比：有机硅树脂(硅酮树脂)50份，氟碳乳液(固含量为40％，氟含量为14％)16份，水性分散剂(毕克190)1.6份，水性消泡剂(迪高810)0.3份，水性基材润湿剂(迪高280)0.5份，成膜助剂(醇酯十二)2.5份，水性流平剂(迪高100)0.8份，增稠剂(海明斯299)0.3份，硅烷偶联剂(美国联碳kh-550)0.5份，低熔点玻璃粉32份，铝粉8份，滑石粉8份，硫酸钡16份。
制备方法：同实施例1。
实施例4
配比：有机硅树脂(硅酮树脂)50份，氟碳乳液(固含量为40％，氟含量为14％)16份，水性分散剂(毕克190)1.6份，水性消泡剂(迪高810)0.3份，水性基材润湿剂(迪高280)0.5份，成膜助剂(醇酯十二)2.5份，水性流平剂(迪高100)0.8份，增稠剂(海明斯299)0.3份，硅烷偶联剂(美国联碳kh-550)1.5份，低熔点玻璃粉24份，铝粉8份，滑石粉8份，硫酸钡16份。
制备方法：同实施例1。
实施例5
配比：有机硅树脂(硅酮树脂)50份，氟碳乳液(固含量为40％，氟含量为14％)16份，水性分散剂(毕克190)1.6份，水性消泡剂(迪高810)0.3份，水性基材润湿剂(迪高280)0.5份，成膜助剂(醇酯十二)2.5份，水性流平剂(迪高100)0.8份，增稠剂(海明斯299)0.3份，硅烷偶联剂(美国联碳kh-550)1.5份，低熔点玻璃粉32份，铝粉4份，滑石粉8份，硫酸钡16份。
制备方法：同实施例1。
检测结果
根据检测指标对实施例1-5的耐高温涂料进行检测，得到结果如表1所示：
由表1可以看出，实施例1中的各组分用量最佳搭配，获得的涂料耐高温性能和机械性能优异；实施例2调整有机硅树脂和氟碳树脂的比例，涂料的抗冲击和附着力受到影响，高温烘烤后脱落开裂；实施例3中减少硅烷偶联剂的用量，附着力受到明显影响，因为硅烷偶联剂可作为骨架连接涂料中的树脂、填料以及基材钢板，提高涂膜在高温下与基材的附着力；实施例4中减少玻璃微粉的用量，抗冲击强度受到少量影响，因为玻璃微粉在达到一定温度后发生熔解，替代有机硅树脂在高温下起到粘结剂的作用，从而将无机填料与有机硅树脂粘结在一起，使得涂层致密；实施例5中减少铝粉的用量，性能几乎不影响。
尽管通过参考并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。