本發(fā)明涉及一種涂料，具體涉及一種水性納米防腐涂料及其制備方法。
背景技術：
納米材料因其獨特的納米效應，通常將納米材料加入到傳統(tǒng)的涂料中分散并對原涂料進行改性后可以賦予涂料優(yōu)異的性能；水性涂料是指以水為分散介質的涂料，有機溶劑揮發(fā)較少，無污染、安全無毒，是現(xiàn)代涂料發(fā)展的主流方向；所以，納米材料對水性涂料的改性由于其在環(huán)保方面的重要性近年來尤為炙手可熱，如何使納米材料真正以納米級分散于水性涂料中，發(fā)揮其納米效應，獲得高性能、穩(wěn)定性好的水性納米涂料具有十分重要的應用價值。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題是，針對以上現(xiàn)有技術存在的缺點，提出一種水性納米防腐涂料及其制備方法，該制備方法簡單易行，成本低廉，制備出的涂料綠色環(huán)保，具有良好的防腐性能。
本發(fā)明解決以上技術問題的技術方案是：
一種水性納米防腐涂料，該涂料按質量份數(shù)計包括以下組分：
改性水性聚氨酯乳液：40-60份，聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠：20-30份，納米SiO2：20-25份，填料：8-10份，成膜助劑：7-10份，去離子水：20-32份，分散劑：8-11份，硅烷偶聯(lián)劑：5-8份，增稠劑：2-4份，乳化劑：1-3份，流平劑：1-3份， PH調節(jié)劑：1-4份，其中：
填料為等比例混合的云母石、硅灰石以及超細碳酸鈣；成膜助劑為醇酯-12；分散劑為聚丙烯酸鈉或銨鹽；乳化劑為辛基酚聚氧乙烯醚或苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚；消泡劑為磷酸三丁酯；流平劑為聚醚改性二甲基硅氧烷；增稠劑為聚丙酰胺。
本發(fā)明進一步限定的技術方案為：
前述水性納米防腐涂料中，該涂料按質量份數(shù)計包括以下組分：
改性水性聚氨酯乳液：40份，聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠：20份，納米SiO2：20份，填料：8份，成膜助劑：7份，去離子水：20份，分散劑：8份，硅烷偶聯(lián)劑：5份，增稠劑：2份，乳化劑：1份，流平劑：1份， PH調節(jié)劑：1份。
前述水性納米防腐涂料中，該涂料按質量份數(shù)計包括以下組分：
改性水性聚氨酯乳液：60份，聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠：30份，納米SiO2：25份，填料：10份，成膜助劑：10份，去離子水：32份，分散劑：11份，硅烷偶聯(lián)劑：8份，增稠劑：4份，乳化劑：3份，流平劑：3份， PH調節(jié)劑：4份。
前述水性納米防腐涂料中，該涂料按質量份數(shù)計包括以下組分：
改性水性聚氨酯乳液：50份，聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠：25份，納米SiO2：23份，填料：9份，成膜助劑：8份，去離子水：27份，分散劑：9份，硅烷偶聯(lián)劑：7份，增稠劑：3份，乳化劑：2份，流平劑：2份， PH調節(jié)劑：3份。
前述水性納米防腐涂料中，聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠的制備工藝具體如下：
a、預乳化液的制備：在裝有電動攪拌器、恒壓滴液漏斗的三口燒瓶中加入三分之一量的乳化劑SDS、pH調節(jié)劑、引發(fā)劑BPO、溶有環(huán)氧樹脂的混合單體、功能單體磷酸醋PAM-200和去離子水，室溫下高速攪拌預乳化30-40min，制得磷酸醋改性EPA預乳化液；
b、磷酸醋接枝環(huán)氧樹脂膠乳制備：在裝有電動攪拌器、回流冷凝管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中從a中取出1/7的預乳液,攬拌升溫至70-80℃，加入剩余的乳化劑SDS、引發(fā)劑BPO、功能單體磷酸酯PAM-200以及pH調節(jié)劑，搜拌至體系出現(xiàn)明顯藍光，升溫至85-88℃幵始滴加剩余預乳化液，2-3h內均勻滴加完，恒溫反應1-1.5h升溫至92℃，保溫0.5-1h，然后降溫至,40-50℃左右，出料，過濾，制得磷酸酷改性環(huán)氧樹脂膠乳；
c、聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠制備：在裝有電動攪拌器、回流冷凝管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中從b中取出設計量的膠乳，攪拌降溫至0°C，然后加入苯胺，撞拌30-35min左右,再滴加與苯胺相同摩爾量的引發(fā)劑，2h內均勻滴加完，恒溫反應5-6h，升溫至室溫，保溫約10-15h，出料，過濾，制得聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠。
前述水性納米防腐涂料中，改性水性聚氨酯乳液制備方法具體步驟如下：
（1）原料預處理
將聚環(huán)氧丙烷二醇1000置于120℃真空度0.01atm下處理2-3h，還將2,2-二氫甲基丙酸、丙酮、三乙胺、二正丁胺在使用前均用5A型分子篩浸泡兩星期以上；
（2）預聚反應
將預處理過的聚丙二醇1000加入到三口瓶中，裝上攪拌裝置，啟動攪拌，再加入阻燃劑【（雙（2-羥乙基）氨基）甲基】磷酸二乙酯和異佛爾酮二異氰酸酯，充分攪拌，緩慢升溫至80-85℃，保持2-3h，然后降溫至60℃；
（3）擴鏈反應
將上述步驟（2）體系中加入丙酮調節(jié)體系黏度，再加入親水擴鏈劑2,2-二氫甲基丙酸，然后加催化劑二月桂酸二丁基錫，將體系溫度升至70℃，恒溫反應至-NCO的含量不再變化，開始降溫60℃以下，然后再加入1,4-丁二醇升溫至60-65℃，保持50-60min；
（4）中和反應
將上述步驟（3）體系溫度降溫至室溫，再加入三乙胺，在室溫下反應20-30min；
（5）將上述步驟（4）中加入去離子水，在高速 攪拌下，乳化分散30-50min，乳液的固體含量控制在30%-40%，即得到改性水性聚氨酯乳液；
其中，攪拌轉速為1000-1500r/min。
本發(fā)明還涉及一種水性納米防腐涂料的制備方法，該涂料的具體制備方法如下：
（1）將聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠與改性水性聚氨酯乳液分別倒入燒杯中，在100-200r/min條件下攪拌1h使兩者混合均勻，得混合乳液；
（2）在一容器中加入水，在100-150r/min攪拌條件下加入PH調節(jié)劑、分散劑、流平劑、硅烷偶聯(lián)劑、增稠劑和乳化劑，攪拌5-10min使各種助劑混合均勻，得混合液；
（3）在攪拌速度為100-150r/min下將填料加入上述步驟（2）的混合液中，待填料潤濕后，在200-240r/min下攪拌30-40min，得填料分散液；
（4）在200-280r/min下，將混合乳液緩慢加入到分散液中，繼續(xù)攪拌15-20min；
（5）再降低攪拌速度至100-150r/min，加入納米SiO2、成膜助劑及去離子水攪拌20-30min，制得水性納米防腐涂料
本發(fā)明的有益效果是：
（1）本發(fā)明制備的水性聚氨酯涂料用于織物和木材表面，燃燒過程中無黑煙產生、基本無熔滴現(xiàn)象，有很好的阻燃效果，是一種環(huán)保無污染的無鹵含磷阻燃涂層對環(huán)境危害小，符合國家環(huán)保要求。
本發(fā)明使用的填料含有云母粉，云母粉是一種具有層狀結構的硅酸鹽，具有光澤，富有彈性，可彎曲，耐磨性、耐熱性、化學穩(wěn)定性等性能良好，云母在水中或有機溶劑中分散懸浮性好，色白粒細，有黏性，可以阻止紫外線的穿透，防龜裂、粉化。
具體實施方式
實施例1
本實施例提供一種水性納米防腐涂料，該涂料按質量份數(shù)計包括以下組分：
改性水性聚氨酯乳液：40份，聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠：20份，納米SiO2：20份，填料：8份，成膜助劑：7份，去離子水：20份，分散劑：8份，硅烷偶聯(lián)劑：5份，增稠劑：2份，乳化劑：1份，流平劑：1份， PH調節(jié)劑：1份。
填料為等比例混合的云母石、硅灰石以及超細碳酸鈣；成膜助劑為醇酯-12；分散劑為聚丙烯酸鈉；乳化劑為辛基酚聚氧乙烯醚；消泡劑為磷酸三丁酯；流平劑為聚醚改性二甲基硅氧烷；增稠劑為聚丙酰胺。
聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠的制備工藝具體如下：
a、預乳化液的制備：在裝有電動攪拌器、恒壓滴液漏斗的三口燒瓶中加入三分之一量的乳化劑SDS、pH調節(jié)劑、引發(fā)劑BPO、溶有環(huán)氧樹脂的混合單體、功能單體磷酸醋PAM-200和去離子水，室溫下高速攪拌預乳化30min，制得磷酸醋改性EPA預乳化液；
b、磷酸醋接枝環(huán)氧樹脂膠乳制備：在裝有電動攪拌器、回流冷凝管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中從a中取出1/7的預乳液,攬拌升溫至70℃，加入剩余的乳化劑SDS、引發(fā)劑BPO、功能單體磷酸酯PAM-200以及pH調節(jié)劑，搜拌至體系出現(xiàn)明顯藍光，升溫至85℃幵始滴加剩余預乳化液，2h內均勻滴加完，恒溫反應1h升溫至92℃，保溫0.5h，然后降溫至,40℃左右，出料，過濾，制得磷酸酷改性環(huán)氧樹脂膠乳；
c、聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠制備：在裝有電動攪拌器、回流冷凝管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中從b中取出設計量的膠乳，攪拌降溫至0°C，然后加入苯胺，撞拌30min左右,再滴加與苯胺相同摩爾量的引發(fā)劑，2h內均勻滴加完，恒溫反應5h，升溫至室溫，保溫約10h，出料，過濾，制得聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠。
改性水性聚氨酯乳液制備方法具體步驟如下：
（1）原料預處理
將聚環(huán)氧丙烷二醇1000置于120℃真空度0.01atm下處理2h，還將2,2-二氫甲基丙酸、丙酮、三乙胺、二正丁胺在使用前均用5A型分子篩浸泡兩星期以上；
（2）預聚反應
將預處理過的聚丙二醇1000加入到三口瓶中，裝上攪拌裝置，啟動攪拌，再加入阻燃劑【（雙（2-羥乙基）氨基）甲基】磷酸二乙酯和異佛爾酮二異氰酸酯，充分攪拌，緩慢升溫至80℃，保持2h，然后降溫至60℃；
（3）擴鏈反應
將上述步驟（2）體系中加入丙酮調節(jié)體系黏度，再加入親水擴鏈劑2,2-二氫甲基丙酸，然后加催化劑二月桂酸二丁基錫，將體系溫度升至70℃，恒溫反應至-NCO的含量不再變化，開始降溫60℃以下，然后再加入1,4-丁二醇升溫至60℃，保持50min；
（4）中和反應
將上述步驟（3）體系溫度降溫至室溫，再加入三乙胺，在室溫下反應20min；
（5）將上述步驟（4）中加入去離子水，在高速 攪拌下，乳化分散30min，乳液的固體含量控制在30%，即得到改性水性聚氨酯乳液；
其中，攪拌轉速為1000r/min。
上述水性納米防腐涂料的制備方法，該涂料的具體制備方法如下：
（1）將聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠與改性水性聚氨酯乳液分別倒入燒杯中，在100r/min條件下攪拌1h使兩者混合均勻，得混合乳液；
（2）在一容器中加入水，在100r/min攪拌條件下加入PH調節(jié)劑、分散劑、流平劑、硅烷偶聯(lián)劑、增稠劑和乳化劑，攪拌5min使各種助劑混合均勻，得混合液；
（3）在攪拌速度為100r/min下將填料加入上述步驟（2）的混合液中，待填料潤濕后，在200r/min下攪拌30min，得填料分散液；
（4）在200r/min下，將混合乳液緩慢加入到分散液中，繼續(xù)攪拌15min；
（5）再降低攪拌速度至100r/min，加入納米SiO2、成膜助劑及去離子水攪拌20min，制得水性納米防腐涂料。
實施例2
本實施例提供一種水性納米防腐涂料，該涂料按質量份數(shù)計包括以下組分：
改性水性聚氨酯乳液：60份，聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠：30份，納米SiO2：25份，填料：10份，成膜助劑：10份，去離子水：32份，分散劑：11份，硅烷偶聯(lián)劑：8份，增稠劑：4份，乳化劑：3份，流平劑：3份， PH調節(jié)劑：4份。
填料為等比例混合的云母石、硅灰石以及超細碳酸鈣；成膜助劑為醇酯-12；分散劑為銨鹽；乳化劑為苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚；消泡劑為磷酸三丁酯；流平劑為聚醚改性二甲基硅氧烷；增稠劑為聚丙酰胺。
包括以下組分：
聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠的制備工藝具體如下：
a、預乳化液的制備：在裝有電動攪拌器、恒壓滴液漏斗的三口燒瓶中加入三分之一量的乳化劑SDS、pH調節(jié)劑、引發(fā)劑BPO、溶有環(huán)氧樹脂的混合單體、功能單體磷酸醋PAM-200和去離子水，室溫下高速攪拌預乳化40min，制得磷酸醋改性EPA預乳化液；
b、磷酸醋接枝環(huán)氧樹脂膠乳制備：在裝有電動攪拌器、回流冷凝管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中從a中取出1/7的預乳液,攬拌升溫至80℃，加入剩余的乳化劑SDS、引發(fā)劑BPO、功能單體磷酸酯PAM-200以及pH調節(jié)劑，搜拌至體系出現(xiàn)明顯藍光，升溫至88℃幵始滴加剩余預乳化液，3h內均勻滴加完，恒溫反應1.5h升溫至92℃，保溫1h，然后降溫至,50℃左右，出料，過濾，制得磷酸酷改性環(huán)氧樹脂膠乳；
c、聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠制備：在裝有電動攪拌器、回流冷凝管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中從b中取出設計量的膠乳，攪拌降溫至0°C，然后加入苯胺，撞拌35min左右,再滴加與苯胺相同摩爾量的引發(fā)劑，2h內均勻滴加完，恒溫反應6h，升溫至室溫，保溫約15h，出料，過濾，制得聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠。
改性水性聚氨酯乳液制備方法具體步驟如下：
（1）原料預處理
將聚環(huán)氧丙烷二醇1000置于120℃真空度0.01atm下處理3h，還將2,2-二氫甲基丙酸、丙酮、三乙胺、二正丁胺在使用前均用5A型分子篩浸泡兩星期以上；
（2）預聚反應
將預處理過的聚丙二醇1000加入到三口瓶中，裝上攪拌裝置，啟動攪拌，再加入阻燃劑【（雙（2-羥乙基）氨基）甲基】磷酸二乙酯和異佛爾酮二異氰酸酯，充分攪拌，緩慢升溫至85℃，保持3h，然后降溫至60℃；
（3）擴鏈反應
將上述步驟（2）體系中加入丙酮調節(jié)體系黏度，再加入親水擴鏈劑2,2-二氫甲基丙酸，然后加催化劑二月桂酸二丁基錫，將體系溫度升至70℃，恒溫反應至-NCO的含量不再變化，開始降溫60℃以下，然后再加入1,4-丁二醇升溫至65℃，保持60min；
（4）中和反應
將上述步驟（3）體系溫度降溫至室溫，再加入三乙胺，在室溫下反應30min；
（5）將上述步驟（4）中加入去離子水，在高速 攪拌下，乳化分散50min，乳液的固體含量控制在40%，即得到改性水性聚氨酯乳液；
其中，攪拌轉速為11500r/min。
上述水性納米防腐涂料的制備方法，該涂料的具體制備方法如下：
（1）將聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠與改性水性聚氨酯乳液分別倒入燒杯中，在200r/min條件下攪拌1h使兩者混合均勻，得混合乳液；
（2）在一容器中加入水，在150r/min攪拌條件下加入PH調節(jié)劑、分散劑、流平劑、硅烷偶聯(lián)劑、增稠劑和乳化劑，攪拌10min使各種助劑混合均勻，得混合液；
（3）在攪拌速度為150r/min下將填料加入上述步驟（2）的混合液中，待填料潤濕后，在240r/min下攪拌40min，得填料分散液；
（4）在280r/min下，將混合乳液緩慢加入到分散液中，繼續(xù)攪拌20min；
（5）再降低攪拌速度至150r/min，加入納米SiO2、成膜助劑及去離子水攪拌30min，制得水性納米防腐涂料。
實施例3
本實施例提供一種水性納米防腐涂料，該涂料按質量份數(shù)計包括以下組分：
改性水性聚氨酯乳液：50份，聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠：25份，納米SiO2：23份，填料：9份，成膜助劑：8份，去離子水：27份，分散劑：9份，硅烷偶聯(lián)劑：7份，增稠劑：3份，乳化劑：2份，流平劑：2份， PH調節(jié)劑：3份。
填料為等比例混合的云母石、硅灰石以及超細碳酸鈣；成膜助劑為醇酯-12；分散劑為聚丙烯酸鈉；乳化劑為辛基酚聚氧乙烯醚；消泡劑為磷酸三丁酯；流平劑為聚醚改性二甲基硅氧烷；增稠劑為聚丙酰胺。
聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠的制備工藝具體如下：
a、預乳化液的制備：在裝有電動攪拌器、恒壓滴液漏斗的三口燒瓶中加入三分之一量的乳化劑SDS、pH調節(jié)劑、引發(fā)劑BPO、溶有環(huán)氧樹脂的混合單體、功能單體磷酸醋PAM-200和去離子水，室溫下高速攪拌預乳化35min，制得磷酸醋改性EPA預乳化液；
b、磷酸醋接枝環(huán)氧樹脂膠乳制備：在裝有電動攪拌器、回流冷凝管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中從a中取出1/7的預乳液,攬拌升溫至75℃，加入剩余的乳化劑SDS、引發(fā)劑BPO、功能單體磷酸酯PAM-200以及pH調節(jié)劑，搜拌至體系出現(xiàn)明顯藍光，升溫至86℃幵始滴加剩余預乳化液，3h內均勻滴加完，恒溫反應1.2h升溫至92℃，保溫0.8h，然后降溫至,45℃左右，出料，過濾，制得磷酸酷改性環(huán)氧樹脂膠乳；
c、聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠制備：在裝有電動攪拌器、回流冷凝管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中從b中取出設計量的膠乳，攪拌降溫至0°C，然后加入苯胺，撞拌33min左右,再滴加與苯胺相同摩爾量的引發(fā)劑，2h內均勻滴加完，恒溫反應5.5h，升溫至室溫，保溫約13h，出料，過濾，制得聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠。
改性水性聚氨酯乳液制備方法具體步驟如下：
（1）原料預處理
將聚環(huán)氧丙烷二醇1000置于120℃真空度0.01atm下處理2h，還將2,2-二氫甲基丙酸、丙酮、三乙胺、二正丁胺在使用前均用5A型分子篩浸泡兩星期以上；
（2）預聚反應
將預處理過的聚丙二醇1000加入到三口瓶中，裝上攪拌裝置，啟動攪拌，再加入阻燃劑【（雙（2-羥乙基）氨基）甲基】磷酸二乙酯和異佛爾酮二異氰酸酯，充分攪拌，緩慢升溫至83℃，保持2h，然后降溫至60℃；
（3）擴鏈反應
將上述步驟（2）體系中加入丙酮調節(jié)體系黏度，再加入親水擴鏈劑2,2-二氫甲基丙酸，然后加催化劑二月桂酸二丁基錫，將體系溫度升至70℃，恒溫反應至-NCO的含量不再變化，開始降溫60℃以下，然后再加入1,4-丁二醇升溫至63℃，保持54min；
（4）中和反應
將上述步驟（3）體系溫度降溫至室溫，再加入三乙胺，在室溫下反應25min；
（5）將上述步驟（4）中加入去離子水，在高速 攪拌下，乳化分散40min，乳液的固體含量控制在35%，即得到改性水性聚氨酯乳液；
其中，攪拌轉速為1300r/min。
上述水性納米防腐涂料的制備方法，該涂料的具體制備方法如下：
（1）將聚苯胺接鍵合氧樹脂接枝丙烯酸酯乳膠與改性水性聚氨酯乳液分別倒入燒杯中，在140r/min條件下攪拌1h使兩者混合均勻，得混合乳液；
（2）在一容器中加入水，在130r/min攪拌條件下加入PH調節(jié)劑、分散劑、流平劑、硅烷偶聯(lián)劑、增稠劑和乳化劑，攪拌8in使各種助劑混合均勻，得混合液；
（3）在攪拌速度為120r/min下將填料加入上述步驟（2）的混合液中，待填料潤濕后，在220r/min下攪拌35min，得填料分散液；
（4）在250r/min下，將混合乳液緩慢加入到分散液中，繼續(xù)攪拌18min；
（5）再降低攪拌速度至130r/min，加入納米SiO2、成膜助劑及去離子水攪拌25min，制得水性納米防腐涂料。
除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。