本申请涉及超疏水涂料的领域，更具体地说，它涉及一种水性超疏水涂料及其制备方法及应用。
背景技术：
目前，以混凝土和砂浆为代表的水泥基材料凭借其硬化后优异的力学性能和耐久性能得到人们的青睐，然而，水泥基材料的多孔性和亲水性致使其在使用过程中很容易受到外界水和侵蚀离子的加速破坏，尤其是在潮湿、临海、寒冷地区，严重影响结构的耐久性和使用寿命。而建筑内墙大多都是涂刷石灰膏，其表面也是亲水性，在潮湿的环境下特别是南方地区，墙面溶液发霉，发黄，容易滋生一些微生物。所以针对这种现状研发出一款具有更好的超疏水材料，不仅在建筑领域还是在一些特殊工程领域具有非常好的应用前景。
相关技术中，许多超疏水材料，所用溶剂大多是有机溶剂，二甲苯、甲苯和乙酸乙酯等，这些材料对环境危害很大，在环保的要求下油性材料逐步的被限制使用。因此开发一款环境友好型的水性超疏水材料意义非常大。
技术实现要素：
为了提升超疏水材料的机械性能与环境友好性，本申请提供一种水性超疏水涂料及其制备方法及应用。
第一方面，本申请提供一种水性超疏水涂料，采用如下的技术方案：
一种水性超疏水涂料，包括以下质量份数的组分：
优选的，所述溶液a为去离子水。
优选的，所述溶液b为无水乙醇、异丙醇、丙醇中的一种或两种以上的混合物。
第二方面，本申请提供一种水性超疏水涂料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种水性超疏水涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将水性硅丙树脂乳液加入容器中，并向容器中通入氮气，同时对容器中的物料进行加热搅拌25～35min，然后再向容器内加入水性丙烯酸-氟硅树脂乳液，继续加热搅拌2～2.5h，得混合物一；
加热搅拌时，控制加热温度为60～75℃，控制转速为1000～1500r/min；
(2)将混合物一在25℃的环境下静置10～15min，然后将部分溶液a加入混合物一中，并控制转速为1000～1500r/min搅拌10～20min，完成搅拌后，在25℃的环境下静置15～20min，并进行过滤，得超疏水乳液；
(3)将疏水二氧化硅、聚硅氧烷与部分溶液b加入容器中，并向容器中通入氮气，同时对容器中的物料进行加热搅拌4～5h，得混合物二；
加热搅拌时，控制加热温度为70～80℃，控制转速为1000～1500r/min；
(4)将剩余的溶液b加入混合物二中，控制转速为1000～1500r/min搅拌20～30min，得二氧化硅浆料；
(5)将二氧化硅浆料与超疏水乳液混合，控制转速为1000～1500r/min搅拌30～45min，搅拌过程中将剩余溶液a加入，即得水性超疏水涂料。
优选的，所述步骤(1)与步骤(3)中，通入氮气的流量为30～50ml/min。
优选的，所述步骤(2)中，过滤时采用200～250目的沙袋进行过滤。
第三方面，本申请提供一种水性超疏水涂料的应用，采用如下的技术方案：
一种水性超疏水涂料的应用，将所述水性超疏水涂料涂抹于材料表面，待水性超疏水涂料固化即得超疏水涂层。
优选的，将所述水性超疏水涂料涂抹于材料表面，然后将涂有超疏水涂料的材料在25～30℃下静置24～30h即可。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请中的水性超疏水涂料中的水性硅丙树脂乳液、水性丙烯酸-氟硅树脂乳液、疏水二氧化硅、聚硅氧烷、溶液a、溶液b均是环境友好型材料，对环境的影响较小；
2、本申请的制备方法，工艺简单，通过在制备过程中通入氮气，能够防止反应过度剧烈；
3、本申请中的水性超疏水涂料，应用简单方便，适合大面积施工，且形成的超疏水涂层疏水效果佳，耐磨性好，因此使用寿命长。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
一种水性超疏水涂料，包括以下质量份数的组分：
上述水性超疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性硅丙树脂乳液加入容器中，并向容器中通入氮气，同时对容器中的物料进行加热搅拌30min，然后再向容器内加入水性丙烯酸-氟硅树脂乳液，继续加热搅拌2h，得混合物一；
加热搅拌时，控制加热温度为70℃，控制转速为1300r/min；
(2)将混合物一在25℃的环境下静置12min，然后将300份去离子水加入混合物一中，并控制转速为1300r/min搅拌15min，完成搅拌后，在25℃的环境下静置18min，并进行过滤，得超疏水乳液；
(3)将疏水二氧化硅、聚硅氧烷与30份无水乙醇加入容器中，并向容器中通入氮气，同时对容器中的物料进行加热搅拌4.5h，得混合物二；
加热搅拌时，控制加热温度为75℃，控制转速为1300r/min；
(4)将5份无水乙醇加入混合物二中，控制转速为1300r/min搅拌25min，得二氧化硅浆料；
(5)将二氧化硅浆料与超疏水乳液混合，控制转速为1300r/min搅拌40min，搅拌过程中将22.5份去离子水加入，即得水性超疏水涂料。
所述步骤(1)与步骤(3)中，通入氮气的流量为40ml/min。
所述步骤(2)中，过滤时采用200目的沙袋进行过滤。
实施例2
一种水性超疏水涂料，包括以下质量份数的组分：
上述水性超疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性硅丙树脂乳液加入容器中，并向容器中通入氮气，同时对容器中的物料进行加热搅拌25min，然后再向容器内加入水性丙烯酸-氟硅树脂乳液，继续加热搅拌2.5h，得混合物一；
加热搅拌时，控制加热温度为60℃，控制转速为1000r/min；
(2)将混合物一在25℃的环境下静置10min，然后将300份去离子水加入混合物一中，并控制转速为1000r/min搅拌10min，完成搅拌后，在25℃的环境下静置15min，并进行过滤，得超疏水乳液；
(3)将疏水二氧化硅、聚硅氧烷与30份无水乙醇加入容器中，并向容器中通入氮气，同时对容器中的物料进行加热搅拌4h，得混合物二；
加热搅拌时，控制加热温度为70℃，控制转速为1000r/min；
(4)将5份无水乙醇加入混合物二中，控制转速为1000r/min搅拌20min，得二氧化硅浆料；
(5)将二氧化硅浆料与超疏水乳液混合，控制转速为1000r/min搅拌30min，搅拌过程中将23份去离子水加入，即得水性超疏水涂料。
所述步骤(1)与步骤(3)中，通入氮气的流量为30ml/min。
所述步骤(2)中，过滤时采用250目的沙袋进行过滤。
实施例3
一种水性超疏水涂料，包括以下质量份数的组分：
上述水性超疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性硅丙树脂乳液加入容器中，并向容器中通入氮气，同时对容器中的物料进行加热搅拌35min，然后再向容器内加入水性丙烯酸-氟硅树脂乳液，继续加热搅拌2.5h，得混合物一；
加热搅拌时，控制加热温度为75℃，控制转速为1500r/min；
(2)将混合物一在25℃的环境下静置15min，然后将300份去离子水加入混合物一中，并控制转速为1500r/min搅拌20min，完成搅拌后，在25℃的环境下静置20min，并进行过滤，得超疏水乳液；
(3)将疏水二氧化硅、聚硅氧烷与30份无水乙醇加入容器中，并向容器中通入氮气，同时对容器中的物料进行加热搅拌5h，得混合物二；
加热搅拌时，控制加热温度为80℃，控制转速为1500r/min；
(4)将5份无水乙醇加入混合物二中，控制转速为1500r/min搅拌30min，得二氧化硅浆料；
(5)将二氧化硅浆料与超疏水乳液混合，控制转速为1500r/min搅拌45min，搅拌过程中将18份去离子水加入，即得水性超疏水涂料。
所述步骤(1)与步骤(3)中，通入氮气的流量为50ml/min。
所述步骤(2)中，过滤时采用250目的沙袋进行过滤。
实施例4
一种水性超疏水涂料，包括以下质量份数的组分：
上述水性超疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性硅丙树脂乳液加入容器中，并向容器中通入氮气，同时对容器中的物料进行加热搅拌30min，然后再向容器内加入水性丙烯酸-氟硅树脂乳液，继续加热搅拌2h，得混合物一；
加热搅拌时，控制加热温度为70℃，控制转速为1300r/min；
(2)将混合物一在25℃的环境下静置12min，然后将80份去离子水加入混合物一中，并控制转速为1300r/min搅拌15min，完成搅拌后，在25℃的环境下静置18min，并进行过滤，得超疏水乳液；
(3)将疏水二氧化硅、聚硅氧烷与10份异丙醇加入容器中，并向容器中通入氮气，同时对容器中的物料进行加热搅拌4.5h，得混合物二；
加热搅拌时，控制加热温度为75℃，控制转速为1300r/min；
(4)将5份异丙醇加入混合物二中，控制转速为1300r/min搅拌25min，得二氧化硅浆料；
(5)将二氧化硅浆料与超疏水乳液混合，控制转速为1300r/min搅拌40min，搅拌过程中将20份去离子水加入，即得水性超疏水涂料。
所述步骤(1)与步骤(3)中，通入氮气的流量为40ml/min。
所述步骤(2)中，过滤时采用200目的沙袋进行过滤。
实施例5
一种水性超疏水涂料，包括以下质量份数的组分：
上述水性超疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水性硅丙树脂乳液加入容器中，并向容器中通入氮气，同时对容器中的物料进行加热搅拌30min，然后再向容器内加入水性丙烯酸-氟硅树脂乳液，继续加热搅拌2h，得混合物一；
加热搅拌时，控制加热温度为70℃，控制转速为1300r/min；
(2)将混合物一在25℃的环境下静置12min，然后将450份去离子水加入混合物一中，并控制转速为1300r/min搅拌15min，完成搅拌后，在25℃的环境下静置18min，并进行过滤，得超疏水乳液；
(3)将疏水二氧化硅、聚硅氧烷与40份丙醇加入容器中，并向容器中通入氮气，同时对容器中的物料进行加热搅拌4.5h，得混合物二；
加热搅拌时，控制加热温度为75℃，控制转速为1300r/min；
(4)将5份丙醇加入混合物二中，控制转速为1300r/min搅拌25min，得二氧化硅浆料；
(5)将二氧化硅浆料与超疏水乳液混合，控制转速为1300r/min搅拌40min，搅拌过程中将50份去离子水加入，即得水性超疏水涂料。
所述步骤(1)与步骤(3)中，通入氮气的流量为40ml/min。
所述步骤(2)中，过滤时采用200目的沙袋进行过滤。
应用实施例1
将实施例1制备的水性超疏水涂料喷涂在铁质金属板基材的表面，然后将基材在25℃下静置24h，即得带有超疏水涂层的基材。
应用实施例2
将实施例2制备的水性超疏水涂料喷涂在铁质金属板基材的表面，然后将基材在28℃下静置28h，即得带有超疏水涂层的基材。
应用实施例3
将实施例3制备的水性超疏水涂料喷涂在混凝土板基材的表面，然后将基材在30℃下静置30h，即得带有超疏水涂层的基材。
应用实施例4
将实施例4制备的水性超疏水涂料喷涂在铁质金属板基材的表面，然后将基材在25℃下静置24h，即得带有超疏水涂层的基材。
应用实施例5
将实施例5制备的水性超疏水涂料喷涂在混凝土板基材的表面，然后将基材在25℃下静置24h，即得带有超疏水涂层的基材。
性能检测试验
将水滴滴落在应用实施例1～3中的带有超疏水涂层的基材表面上，并利用接触角测量仪测量水滴与基材表面的接触角的角度。
在500g砝码的压力下，用湿布摩擦应用实施例1～3中的带有超疏水涂层的基材表面150次后，将将水滴滴落在摩擦后的基材表面，并用接触角测量仪测量水滴与基材表面的接触角的角度。
上述实验的测量结果记录在表1中。
上述实验中的接触角测量仪为东莞市普赛特检测设备有限公司生产的整体倾斜接触角测量仪。
表1
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。