本技術涉及涂料的領域，更具體的說，它涉及一種高硬度抗劃傷的藝術涂料及其制備方法和應用。

背景技術：

1、藝術涂料是一種新型的墻面裝飾材料，它結合了傳統(tǒng)涂料和藝術元素的優(yōu)點，為墻面裝飾提供了更加豐富多彩的選擇。藝術涂料以其獨特的色彩、紋理和質感，賦予了墻面極高的裝飾效果和個性化風格。

2、現有技術中，藝術涂料的主要配比包含有樹脂、填料、顏料、水以及分散劑、流平劑、防腐劑等助劑。依據應用場景的不同以及產品定位的不同，涂料的配比差異較大。高端裝修市場中，藝術涂料需要具備高硬度、抗劃傷的特性，抵御日常磨損，以實現長久耐用的效果。

3、為實現高硬度、抗劃傷的特性，涂料中一般會大量添加具有高硬度、高強度、耐磨損等特性的填料，例如氮化硅、氧化鋁等。但是耐磨填料的大量添加會導致涂層的脆性增加，尤其是在低溫環(huán)境下，涂層容易出現脫落、起皮的問題。

技術實現思路

1、為了保證涂料在低溫環(huán)境下仍具有良好的抗劃傷性能，本技術提供一種高硬度抗劃傷的藝術涂料及其制備方法和應用。

2、第一方面，本技術提供一種高硬度抗劃傷的藝術涂料，采用如下技術方案：

3、一種高硬度抗劃傷的藝術涂料，包括如下重量份的組分：

4、改性環(huán)氧丙烯酸乳液?30-40份；

5、耐磨填料?8-15份；

6、鈦白粉?15-20份；

7、分散劑?0.4-0.8份；

8、流平劑?0.2-0.5份；

9、消泡劑?0.1-0.3份；

10、防腐劑?0.1-0.2份；

11、水?25-35份；

12、所述改性環(huán)氧丙烯酸乳液的制備過程如下：

13、第一步，按重量份計，將3-5份乙烯基三乙氧基硅烷和20-30份濃度為70-80wt%的乙醇溶液混合，升溫至35-40℃，攪拌20-30min，得到改性液；

14、第二步，將10-15份玻璃纖維和60-80份水混合均勻，超聲分散30-60min后加入上述改性液，升溫至60-70℃，繼續(xù)攪拌2-3h，接著過濾、水洗、烘干，得到改性玻璃纖維；

15、第三步，將上述改性玻璃纖維全部加入到80-100份水中，超聲分散30-60min，再加入0.3-0.5份十二烷基苯磺酸鈉，升溫至55-60℃，接著加入6-8份環(huán)氧樹脂、20-25份甲基丙烯酸甲酯、30-40份丙烯酸丁酯和2-3份甲基丙烯酸的混合液，然后升溫至70-75℃，加入2-3份濃度為10wt%的過硫酸銨溶液，攪拌均勻，反應1-2h，得到改性環(huán)氧丙烯酸乳液。

16、通過采用上述技術方案，本技術的藝術涂料對成膜物質進行優(yōu)化改性，乙烯基三乙氧基硅烷作為硅烷偶聯劑，分子結構中含有乙烯基官能團和三個可水解的乙氧基，制備過程中水解成為硅羥基，與玻璃纖維表面的羥基進行縮合反應，進行化學鍵合，實現對玻璃纖維表面的接枝改性。改性玻璃纖維參與到環(huán)氧丙烯酸乳液的聚合反應過程中，在引發(fā)劑的作用下，不飽和雙鍵與樹脂進行加成反應，使得改性玻璃纖維接枝到環(huán)氧丙烯酸聚合物的分子鏈上，完成改性。

17、玻璃纖維作為人造無機纖維，具有高強度、輕質、良好的尺寸穩(wěn)定性、硬度高等特性，使得改性后的環(huán)氧丙烯酸乳液形成的涂膜具備優(yōu)異的機械性能，尤其是在低溫環(huán)境下表現出良好的韌性，不容易脫落、起皮的問題。

18、環(huán)氧丙烯酸乳液結合了環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂的優(yōu)點，保留環(huán)氧樹脂的高強度和高模量，具有良好的機械性能，丙烯酸樹脂的加入提高了環(huán)氧樹脂的耐候性，使用壽命更長。此外，環(huán)氧丙烯酸乳液相較于丙烯酸乳液和環(huán)氧樹脂乳液，與耐磨填料的相容性更好。成膜物質以水為溶劑，對環(huán)境友好，施工便捷，便于儲存。

19、耐磨填料的添加進一步提高涂料的機械性能，使得涂層硬度高、耐磨性好且抗劃傷。鈦白粉的添加提高涂料遮蓋力，保證涂料的裝飾效果。分散劑、流平劑、消泡劑和防腐劑作為助劑，便于涂料制備及施工，確保涂層質量。

20、可選地，所述耐磨填料包括質量比為（2-3）：1的氮化硅和竹粉。

21、通過采用上述技術方案，氮化硅是一種具有優(yōu)異性能的陶瓷材料，硬度非常高，在涂料中添加可以形成致密的有機聚合物-無機填料三維空間結構，提高涂層的耐磨性、耐劃傷性和耐磨損性，同時也能提升涂層的耐久性。竹粉的添加一方面能夠替代一部分氮化硅，在涂層保持同樣優(yōu)異機械性能的情況下，減少成本，另一方面有助于提高涂層在墻面的附著力，并改善涂層的低溫性能。

22、可選地，按重量份計，還包括2-3份增容劑；所述增容劑的制備過程如下：先取牛油果去皮、去核并切碎，再用蒸汽加熱至100-110℃，持續(xù)3-5min，接著使用螺旋榨油機壓榨蒸熱后的牛油果，壓榨溫度控制在60-80℃，壓力為10-20mpa，過濾后得到增容劑。

23、可選地，所述耐磨填料的添加量為13-15份。

24、通過采用上述技術方案，牛油果油作為增容劑，其富含單不飽和脂肪酸，有助于提高耐磨填料與聚合物乳液的相容性，使得耐磨填料的添加量能夠較高，進而提高涂層的抗劃傷等機械性能。

25、可選地，所述氮化硅的粒徑為5-10μm，所述竹粉的粒徑為0.3-0.5μm。

26、通過采用上述技術方案，氮化硅的粒徑大于竹粉，形成復配，使得涂層兼具抗劃傷性能和低溫性能。

27、可選地，所述分散劑為聚羧酸銨鹽類分散劑。

28、通過采用上述技術方案，聚羧酸銨鹽類分散劑是一種水溶性的高分子化合物，可以在水中形成膠體溶液，具有吸附性和交聯能力，能夠與水中的離子相互作用，有助于提高分散體系的穩(wěn)定性。

29、可選地，所述流平劑為有機硅類流平劑。

30、通過采用上述技術方案，有機硅流平劑具有較低的表面張力，有助于改善涂料的流動性和涂膜的平整度，可以消除因表面張力差而產生的表面缺陷，如縮孔、波紋、發(fā)花和橘皮現象。

31、可選地，所述消泡劑為礦物油類消泡劑。

32、通過采用上述技術方案，礦物油消泡劑能在各種水基體系中使用，化學性質穩(wěn)定，安全可靠，無毒無害，不會產生不良的副作用，能迅速消除泡沫，且抑泡作用時間長。

33、第二方面，本技術提供一種高硬度抗劃傷的藝術涂料的制備方法，采用如下技術方案：

34、一種高硬度抗劃傷的藝術涂料的制備方法，包括如下步驟：按配方所需重量份，混合改性環(huán)氧丙烯酸乳液、耐磨填料、鈦白粉、分散劑、流平劑、消泡劑、防腐劑和水，得到高硬度抗劃傷的藝術涂料。

35、通過采用上述技術方案，制備方法簡單。

36、第三方面，本技術提供一種高硬度抗劃傷的藝術涂料在墻面裝飾中的應用。

37、綜上所述，本技術具有以下有益效果：

38、1、本技術采用玻璃纖維對環(huán)氧丙烯酸進行改性以作為成膜物質，玻璃纖維作為人造無機纖維，具有高強度、輕質、良好的尺寸穩(wěn)定性、硬度高等特性，使得改性后的環(huán)氧丙烯酸乳液形成的涂膜具備優(yōu)異的機械性能，尤其是在低溫環(huán)境下表現出良好的韌性，不容易脫落、起皮的問題。

39、2、本技術采用氮化硅和竹粉復配作為耐磨填料，氮化硅是一種具有優(yōu)異性能的陶瓷材料，硬度非常高，在涂料中添加可以形成致密的有機聚合物-無機填料三維空間結構，提高涂層的耐磨性、耐劃傷性和耐磨損性，同時也能提升涂層的耐久性。竹粉的添加一方面能夠替代一部分氮化硅，在涂層保持同樣優(yōu)異機械性能的情況下，減少成本，另一方面有助于提高涂層在墻面的附著力，并改善涂層的低溫性能。