本發(fā)明涉及一種涂料及其制備方法，具體涉及一種熱水器用絕緣隔熱涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
熱水器，為有限范圍提供熱水的工具，多以對水加熱的能源分類，如用天然氣、煤氣、太陽能或電能加熱的熱水爐。用煤氣或太陽能加熱的熱水器多為洗浴用提供熱水，用電能加熱的有為洗浴也有為飲用提供熱水的，不論何種熱水器皆應(yīng)每年定期撿修，以防發(fā)生意外事故，為保障消費(fèi)者安全，目前熱水器再說使用時(shí)的外表面容易燙傷人員，永久了容易漏電等，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，新材料作為21世紀(jì)的三大龍頭行業(yè)之一，顯然尤為重要，在一定程度上也代表著國家的工業(yè)進(jìn)步和發(fā)展，涂料作為耐腐蝕材料是最為重要的領(lǐng)域之一，涂料是涂布于物體表面在一定的條件下能形成薄膜而起保護(hù)、裝飾或其他特殊功能，如絕緣、防銹、防霉、耐熱等的一類液體或固體材料。涂料的種類很多，其配方不同所能達(dá)到的特殊功能就不一樣，一種用于熱水器的隔熱涂料成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種熱水器用絕緣隔熱涂料及其制備方法，該制備方法簡單易行，制備出的涂料具有良好的耐磨性以及隔熱絕緣性能，且易于保存。
本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是：
一種熱水器用絕緣隔熱涂料，該涂料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分：
水性羥基丙烯酸樹脂：40-48份，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液：20-30份，碳化硅微粉：15-20份，自制磷酸二氫鋁：30-45份，分散劑：5-9份，消泡劑：1-3份，流平劑：2-4份，SiO2氣凝膠：5-8份，成膜助劑：4-7份，螯合劑：6-9份，增稠劑：3-5份，溶劑：20-30份，其中：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分：聚氧化丙烯二醇： 10-15份，二羥甲基丙酸：10-15份，異氟爾酮二異氰酸酯：5-10份，三乙醇胺： 5-10份，丙烯酸：15-20份，乙二胺：3-5份；
分散劑為納米二氧化硅；消泡劑為Tego 810消泡劑；流平劑為有機(jī)硅類濕流平劑 Tego 410；成膜助劑二丙二醇丁醚；螯合劑為酒石酸；增稠劑為非離子締合型聚氨酯增稠劑 RM2020；溶劑為去離子水或正丁醇。
本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案為：
前述熱水器用絕緣隔熱涂料中，該涂料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分：
水性羥基丙烯酸樹脂：40份，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液：20份，碳化硅微粉：15份，自制磷酸二氫鋁：30份，分散劑：5份，消泡劑：1份，流平劑：2份，SiO2氣凝膠：5份，成膜助劑：4份，螯合劑：6份，增稠劑：3份，溶劑：20份，其中：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分：聚氧化丙烯二醇： 10份，二羥甲基丙酸：10份，異氟爾酮二異氰酸酯：5份，三乙醇胺： 5份，丙烯酸：15份，乙二胺：3份。
前述熱水器用絕緣隔熱涂料中，該涂料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分：
水性羥基丙烯酸樹脂：48份，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液：30份，碳化硅微粉：20份，自制磷酸二氫鋁：45份，分散劑：9份，消泡劑：3份，流平劑：4份，SiO2氣凝膠：8份，成膜助劑：7份，螯合劑：9份，增稠劑：5份，溶劑：30份，其中：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分：聚氧化丙烯二醇：15份，二羥甲基丙酸：15份，異氟爾酮二異氰酸酯：10份，三乙醇胺： 10份，丙烯酸：20份，乙二胺：5份。
前述熱水器用絕緣隔熱涂料中，該涂料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分：
水性羥基丙烯酸樹脂：44份，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液：25份，碳化硅微粉：18份，自制磷酸二氫鋁：38份，分散劑：7份，消泡劑：2份，流平劑：3份，SiO2氣凝膠：6份，成膜助劑：5份，螯合劑：7份，增稠劑：4份，溶劑：25份，其中：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分：聚氧化丙烯二醇： 13份，二羥甲基丙酸：13份，異氟爾酮二異氰酸酯：8份，三乙醇胺： 8份，丙烯酸：18份，乙二胺：4份。
前述熱水器用絕緣隔熱涂料中，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液制備方法為：
首先制備水性聚氨酯乳液:在三口燒瓶中加入聚氧化丙烯二醇、二羥甲基丙酸和少量丙酮，通入氮?dú)?，升溫?0℃，在加入異佛爾酮二異氰酸酯和少量催化劑，反應(yīng)0.5h,然后將溫度降到40℃以下，再加入少量三乙胺，反應(yīng)0.5h后在高速攪拌下加入去離子水，攪拌速度為1000-1200r/min,分散半小時(shí)后加入適量乙二胺擴(kuò)鏈，得到水性聚氨酯乳液，固體含量控制在30-40%；
其次制備聚丙烯酸酯乳液：在裝有電動攪拌器、溫度計(jì)、冷凝管和滴液漏斗的四口燒瓶中加入去離子水、乳化劑和引發(fā)劑，溫度升到70-80℃開始滴加丙烯酸單體和KPS水溶液，滴完將反應(yīng)溫度降到室溫后加入氨水，調(diào)整PH=7-8，過濾，得到丙烯酸乳液；
在攪拌下，取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液放進(jìn)燒瓶中，攪拌得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液。
前述熱水器用絕緣隔熱涂料中，自制磷酸二氫鋁的制備方法如下：
a.將85%的磷酸進(jìn)行稀釋作為基料，稀釋加水使得磷酸含量為50%，將稀釋好的磷酸溶液置于恒溫加熱磁力攪拌器上，邊攪拌邊加熱到85-90℃；
b.再以5-7g/min的速度緩慢向上述磷酸溶液中加入氫氧化鋁，同時(shí)升溫到110-120℃，保持此溫度加熱1-1.5h制得澄清透明粘稠液。過程中應(yīng)及時(shí)補(bǔ)水，以保證各物質(zhì)量濃度一定。加去離子水并不斷攪拌直至透明，調(diào)整溶液的pH值，使得溶液的pH值為1.5-2.0，冷卻，調(diào)整溶液比重，即得到自制液體狀磷酸二氫鋁；
c.將自制液體狀磷酸二氫鋁置于真空干燥箱中烘干4-5h，真空干燥箱溫度為60-65℃，最后的到自制固體狀磷酸二氫鋁。
本發(fā)明還涉及一種熱水器用絕緣隔熱涂料的制備方法，具體包括以下步驟：
（1）將磷酸二氫鋁、水性羥基丙烯酸樹脂和水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液混合并調(diào)勻，充分混合，用高速分散機(jī)以300-400r/min的轉(zhuǎn)速對涂料進(jìn)行分散50-60min，以確保涂層液混合均勻，然后加入碳化硅微粉、SiO2氣凝膠繼續(xù)攪拌20-30min；
（2）向步驟（1）中依次加入螯合劑、消泡劑、分散劑、成膜助劑、流平劑、增稠劑及溶劑，用高速分散機(jī)以200-300r/min的轉(zhuǎn)速對涂料進(jìn)行分散1-2h，即得到該熱水器用絕緣隔熱涂料。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明中采用自制磷酸二氫鋁的方法工藝簡單，設(shè)備要求低，制備過程無污染物排放，環(huán)保清潔，制得的磷酸二氫鋁均勻、純凈。
本發(fā)明中加入的螯合劑酒石酸可以和鋁離子形成螯合物，可以有效避免沉淀的生成，延長涂料的保存時(shí)間，并且在以后使用中不影響涂料的效果。
本發(fā)明中采用聚氨酯-丙烯酸酯復(fù)合乳液兼具聚氨酯、丙烯酸酯的特定，具有耐磨、耐水性佳和力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)，可以彌補(bǔ)單一的聚氨酯乳液或丙烯酸乳液的不足。本發(fā)明通過加入碳化硅微粉、，碳化硅微分是一種陶瓷材料，具有很好的耐磨性、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，、碳化硅微粉、均勻地分散在涂料中，使得該涂料具有很好的耐磨效果。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例提高一種熱水器用絕緣隔熱涂料，該涂料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分：
水性羥基丙烯酸樹脂：40份，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液：20份，碳化硅微粉：15份，自制磷酸二氫鋁：30份，分散劑：5份，消泡劑：1份，流平劑：2份，SiO2氣凝膠：5份，成膜助劑：4份，螯合劑：6份，增稠劑：3份，溶劑：20份，其中：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分：聚氧化丙烯二醇： 10份，二羥甲基丙酸：10份，異氟爾酮二異氰酸酯：5份，三乙醇胺： 5份，丙烯酸：15份，乙二胺：3份；
分散劑為納米二氧化硅；消泡劑為Tego 810消泡劑；流平劑為有機(jī)硅類濕流平劑 Tego 410；成膜助劑二丙二醇丁醚；螯合劑為酒石酸；增稠劑為非離子締合型聚氨酯增稠劑 RM2020；溶劑為去離子水；
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液制備方法為：
首先制備水性聚氨酯乳液:在三口燒瓶中加入聚氧化丙烯二醇、二羥甲基丙酸和少量丙酮，通入氮?dú)猓郎氐?0℃，在加入異佛爾酮二異氰酸酯和少量催化劑，反應(yīng)0.5h,然后將溫度降到40℃以下，再加入少量三乙胺，反應(yīng)0.5h后在高速攪拌下加入去離子水，攪拌速度為1000r/min,分散半小時(shí)后加入適量乙二胺擴(kuò)鏈，得到水性聚氨酯乳液，固體含量控制在30%；
其次制備聚丙烯酸酯乳液：在裝有電動攪拌器、溫度計(jì)、冷凝管和滴液漏斗的四口燒瓶中加入去離子水、乳化劑和引發(fā)劑，溫度升到70℃開始滴加丙烯酸單體和KPS水溶液，滴完將反應(yīng)溫度降到室溫后加入氨水，調(diào)整PH=7，過濾，得到丙烯酸乳液；
在攪拌下，取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液放進(jìn)燒瓶中，攪拌得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液。
自制磷酸二氫鋁的制備方法如下：
a.將85%的磷酸進(jìn)行稀釋作為基料，稀釋加水使得磷酸含量為50%，將稀釋好的磷酸溶液置于恒溫加熱磁力攪拌器上，邊攪拌邊加熱到85℃；
b.再以5g/min的速度緩慢向上述磷酸溶液中加入氫氧化鋁，同時(shí)升溫到110℃，保持此溫度加熱1h制得澄清透明粘稠液。過程中應(yīng)及時(shí)補(bǔ)水，以保證各物質(zhì)量濃度一定。加去離子水并不斷攪拌直至透明，調(diào)整溶液的pH值，使得溶液的pH值為1.5，冷卻，調(diào)整溶液比重，即得到自制液體狀磷酸二氫鋁；
c.將自制液體狀磷酸二氫鋁置于真空干燥箱中烘干4h，真空干燥箱溫度為60℃，最后的到自制固體狀磷酸二氫鋁。
上述熱水器用絕緣隔熱涂料的制備方法，具體包括以下步驟：
（1）將磷酸二氫鋁、水性羥基丙烯酸樹脂和水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液混合并調(diào)勻，充分混合，用高速分散機(jī)以300r/min的轉(zhuǎn)速對涂料進(jìn)行分散50min，以確保涂層液混合均勻，然后加入碳化硅微粉、SiO2氣凝膠繼續(xù)攪拌20min；
（2）向步驟（1）中依次加入螯合劑、消泡劑、分散劑、成膜助劑、流平劑、增稠劑及溶劑，用高速分散機(jī)以200r/min的轉(zhuǎn)速對涂料進(jìn)行分散1h，即得到該熱水器用絕緣隔熱涂料。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提高一種熱水器用絕緣隔熱涂料，該涂料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分：
水性羥基丙烯酸樹脂：48份，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液：30份，碳化硅微粉：20份，自制磷酸二氫鋁：45份，分散劑：9份，消泡劑：3份，流平劑：4份，SiO2氣凝膠：8份，成膜助劑：7份，螯合劑：9份，增稠劑：5份，溶劑：30份，其中：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分：聚氧化丙烯二醇：15份，二羥甲基丙酸：15份，異氟爾酮二異氰酸酯：10份，三乙醇胺： 10份，丙烯酸：20份，乙二胺：5份；
分散劑為納米二氧化硅；消泡劑為Tego 810消泡劑；流平劑為有機(jī)硅類濕流平劑 Tego 410；成膜助劑二丙二醇丁醚；螯合劑為酒石酸；增稠劑為非離子締合型聚氨酯增稠劑 RM2020；溶劑為正丁醇。
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液制備方法為：
首先制備水性聚氨酯乳液:在三口燒瓶中加入聚氧化丙烯二醇、二羥甲基丙酸和少量丙酮，通入氮?dú)?，升溫?0℃，在加入異佛爾酮二異氰酸酯和少量催化劑，反應(yīng)0.5h,然后將溫度降到40℃以下，再加入少量三乙胺，反應(yīng)0.5h后在高速攪拌下加入去離子水，攪拌速度為1200r/min,分散半小時(shí)后加入適量乙二胺擴(kuò)鏈，得到水性聚氨酯乳液，固體含量控制在40%；
其次制備聚丙烯酸酯乳液：在裝有電動攪拌器、溫度計(jì)、冷凝管和滴液漏斗的四口燒瓶中加入去離子水、乳化劑和引發(fā)劑，溫度升到80℃開始滴加丙烯酸單體和KPS水溶液，滴完將反應(yīng)溫度降到室溫后加入氨水，調(diào)整PH=8，過濾，得到丙烯酸乳液；
在攪拌下，取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液放進(jìn)燒瓶中，攪拌得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液。
自制磷酸二氫鋁的制備方法如下：
a.將85%的磷酸進(jìn)行稀釋作為基料，稀釋加水使得磷酸含量為50%，將稀釋好的磷酸溶液置于恒溫加熱磁力攪拌器上，邊攪拌邊加熱到90℃；
b.再以7g/min的速度緩慢向上述磷酸溶液中加入氫氧化鋁，同時(shí)升溫到120℃，保持此溫度加熱1.5h制得澄清透明粘稠液。過程中應(yīng)及時(shí)補(bǔ)水，以保證各物質(zhì)量濃度一定。加去離子水并不斷攪拌直至透明，調(diào)整溶液的pH值，使得溶液的pH值為2.0，冷卻，調(diào)整溶液比重，即得到自制液體狀磷酸二氫鋁；
c.將自制液體狀磷酸二氫鋁置于真空干燥箱中烘干5h，真空干燥箱溫度為65℃，最后的到自制固體狀磷酸二氫鋁。
上述熱水器用絕緣隔熱涂料的制備方法，具體包括以下步驟：
（1）將磷酸二氫鋁、水性羥基丙烯酸樹脂和水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液混合并調(diào)勻，充分混合，用高速分散機(jī)以400r/min的轉(zhuǎn)速對涂料進(jìn)行分散60min，以確保涂層液混合均勻，然后加入碳化硅微粉、SiO2氣凝膠繼續(xù)攪拌30min；
（2）向步驟（1）中依次加入螯合劑、消泡劑、分散劑、成膜助劑、流平劑、增稠劑及溶劑，用高速分散機(jī)以300r/min的轉(zhuǎn)速對涂料進(jìn)行分散2h，即得到該熱水器用絕緣隔熱涂料。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提高一種熱水器用絕緣隔熱涂料，該涂料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分：
水性羥基丙烯酸樹脂：44份，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液：25份，碳化硅微粉：18份，自制磷酸二氫鋁：38份，分散劑：7份，消泡劑：2份，流平劑：3份，SiO2氣凝膠：6份，成膜助劑：5份，螯合劑：7份，增稠劑：4份，溶劑：25份，其中：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分：聚氧化丙烯二醇： 13份，二羥甲基丙酸：13份，異氟爾酮二異氰酸酯：8份，三乙醇胺： 8份，丙烯酸：18份，乙二胺：4份；
分散劑為納米二氧化硅；消泡劑為Tego 810消泡劑；流平劑為有機(jī)硅類濕流平劑 Tego 410；成膜助劑二丙二醇丁醚；螯合劑為酒石酸；增稠劑為非離子締合型聚氨酯增稠劑 RM2020；溶劑為去離子水。
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液制備方法為：
首先制備水性聚氨酯乳液:在三口燒瓶中加入聚氧化丙烯二醇、二羥甲基丙酸和少量丙酮，通入氮?dú)?，升溫?0℃，在加入異佛爾酮二異氰酸酯和少量催化劑，反應(yīng)0.5h,然后將溫度降到40℃以下，再加入少量三乙胺，反應(yīng)0.5h后在高速攪拌下加入去離子水，攪拌速度為1100r/min,分散半小時(shí)后加入適量乙二胺擴(kuò)鏈，得到水性聚氨酯乳液，固體含量控制在30-40%；
其次制備聚丙烯酸酯乳液：在裝有電動攪拌器、溫度計(jì)、冷凝管和滴液漏斗的四口燒瓶中加入去離子水、乳化劑和引發(fā)劑，溫度升到75℃開始滴加丙烯酸單體和KPS水溶液，滴完將反應(yīng)溫度降到室溫后加入氨水，調(diào)整PH=7，過濾，得到丙烯酸乳液；
在攪拌下，取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液放進(jìn)燒瓶中，攪拌得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液。
自制磷酸二氫鋁的制備方法如下：
a.將85%的磷酸進(jìn)行稀釋作為基料，稀釋加水使得磷酸含量為50%，將稀釋好的磷酸溶液置于恒溫加熱磁力攪拌器上，邊攪拌邊加熱到88℃；
b.再以6g/min的速度緩慢向上述磷酸溶液中加入氫氧化鋁，同時(shí)升溫到115℃，保持此溫度加熱1.2h制得澄清透明粘稠液。過程中應(yīng)及時(shí)補(bǔ)水，以保證各物質(zhì)量濃度一定。加去離子水并不斷攪拌直至透明，調(diào)整溶液的pH值，使得溶液的pH值為1.8，冷卻，調(diào)整溶液比重，即得到自制液體狀磷酸二氫鋁；
c.將自制液體狀磷酸二氫鋁置于真空干燥箱中烘干4h，真空干燥箱溫度為63℃，最后的到自制固體狀磷酸二氫鋁。
上述熱水器用絕緣隔熱涂料的制備方法，具體包括以下步驟：
（1）將磷酸二氫鋁、水性羥基丙烯酸樹脂和水性聚氨酯/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液混合并調(diào)勻，充分混合，用高速分散機(jī)以350r/min的轉(zhuǎn)速對涂料進(jìn)行分散55min，以確保涂層液混合均勻，然后加入碳化硅微粉、SiO2氣凝膠繼續(xù)攪拌25min；
（2）向步驟（1）中依次加入螯合劑、消泡劑、分散劑、成膜助劑、流平劑、增稠劑及溶劑，用高速分散機(jī)以250r/min的轉(zhuǎn)速對涂料進(jìn)行分散1，即得到該熱水器用絕緣隔熱涂料。
除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。