本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，具體涉及一種納米tio2改性水性復(fù)合涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

水性涂料是指凡用水作為溶劑或者分散介質(zhì)的涂料。水性涂料包括水溶性涂料、水稀釋性涂料、水分散性涂料3種。水性涂料的配方主要由成膜物質(zhì)、顏/填料、助劑和水組成，隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，低voc的水性涂料越來越受到大家的喜愛和關(guān)注。

水性涂料主要有如下四個特點(diǎn)：1.水性涂料以水作溶劑，節(jié)省大量資源；水性涂料消除了施工時火災(zāi)危險(xiǎn)性，降低了對大氣污染，水性涂料僅采用少量低毒性醇醚類有機(jī)溶劑，改善了作業(yè)環(huán)境條件；一般的水性涂料有機(jī)溶劑(占涂料)在10％～15％之間，而陰極電泳涂料已降至1.2％以下，對降低污染節(jié)省資源效果顯著；2.水性涂料在濕表面和潮濕環(huán)境中可以直接涂覆施工，水性涂料對材質(zhì)表面適應(yīng)性好，涂層附著力強(qiáng)；3.水性涂料涂裝工具可用水清洗，大大減少清洗溶劑的消耗；4.水性涂料電泳涂膜均勻、平整。展平性好，內(nèi)腔、焊縫、棱角、棱邊部位都能涂上一定厚度的涂膜，有很好的防護(hù)性，電泳涂膜有最好的耐腐蝕性，厚膜陰極電泳涂層的耐鹽霧性最高可達(dá)1200h。

現(xiàn)有技術(shù)中對水性涂料的研究也越來越多。cn200710047452.5號申請?zhí)峁┮环N用于鋼帶的水性涂料，是由環(huán)氧改性聚酯樹脂，交聯(lián)劑，顏料，固化催化劑和水均勻混合而成。該水性涂料具有快速干燥，漆膜堅(jiān)硬，金屬附著力強(qiáng)，柔韌性好，耐溶劑性佳，防腐蝕優(yōu)良，重金屬含量符合rohs環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)異的性能。且voc含量低，消除對環(huán)境的污染，屬綠色環(huán)保產(chǎn)品。但是該涂料耐溶劑性穩(wěn)定性還需進(jìn)一步提高。cn101851396a公開了一種水性環(huán)氧酯樹脂組合物及其制備方法以及用其制備的水性涂料，其以乙烯基單體自由基聚合制備含羧基乙烯基預(yù)聚物，然后用此預(yù)聚物對經(jīng)脂肪酸開環(huán)反應(yīng)的環(huán)氧酯樹脂進(jìn)行改性，從而制備乙烯基改性的環(huán)氧酯樹脂，并以此樹脂制備水性涂料。此方法制備的水性防腐涂料，干燥速度慢，復(fù)合涂層施工間隔時間長，防腐蝕性能一般，漆膜初期耐水性較差。

然而，現(xiàn)有技術(shù)的水性涂料還存在一些缺陷，其性能難以和溶劑型涂料進(jìn)行媲美，嚴(yán)重影響了其大規(guī)模應(yīng)用；比如，水性涂料不易涂裝或涂裝后易產(chǎn)生缺陷，或者含酯鍵的樹脂易水解，影響涂料的儲存和使用，再者涂裝過程受氣候的影響明顯，這些都在一定程度上制約了水性涂料的大規(guī)模應(yīng)用，因而，開發(fā)一種綜合性能能夠與溶劑型涂料媲美的水性涂料是一項(xiàng)意義重大的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種綜合性能，如使用性、耐久性、涂裝性、存儲性以及化學(xué)穩(wěn)定性等性能優(yōu)異的有機(jī)-無機(jī)水性涂料。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種納米tio2改性水性復(fù)合涂料，所述涂料由如下組分制成：丙烯酸乳液10～15％，聚乙烯醇溶液20～25％，硅溶膠3～4％，羥甲基纖維素溶液2～4％，成膜助劑2～3％，納米tio23～4％，膨潤土2～3％，分散劑0.1-0.6％，消泡劑0.4-0.6％，顏填料30～40％，去離子水余量補(bǔ)足。

其中，所述涂料由如下組分制成：丙烯酸乳液12％，聚乙烯醇溶液20％，硅溶膠3.5％，羥甲基纖維素溶液3％，成膜助劑2.5％，納米tio23.5％，膨潤土2.5％，分散劑0.3％，消泡劑0.5％，顏填料35％，去離子水余量補(bǔ)足。

所述成膜助劑為texanol酯醇或醇酯12。

所述丙烯酸乳液的固含量為45～50％，所述硅溶膠的固含量為20～25％。

所述納米tio2的顆粒粒徑為20～50nm。

所述分散劑為sn-5040分散劑，所述消泡劑為nxz消泡劑。

所述顏填料顏料為金紅石型鈦白，填料為云母粉、滑石粉、碳酸鈣中的一種或幾種，兩者的質(zhì)量比為1：3。

另外，本發(fā)明還要求保護(hù)所述納米tio2改性水性復(fù)合涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在生產(chǎn)釜中加入配方量的去離子水，在600-800r/min的攪拌速度下依次加入配方量的羥甲基纖維素溶液，顏填料，分散劑和膨潤土攪拌分散40-50min；

(2)然后在同樣的攪拌速度下將消泡劑、聚乙烯醇溶液以及成膜助劑依次加入，繼續(xù)攪拌20-30min得混合漿料，并研磨至細(xì)度小于30μm；

(3)然后將研磨后的混合漿料調(diào)節(jié)ph至約9，再加入硅溶膠攪拌均勻，得混合漿料，之后再加入納米tio2和丙烯酸乳液繼續(xù)攪拌約30min即得所述納米tio2改性水性復(fù)合涂料。

本發(fā)明的技術(shù)效果為：(1)本發(fā)明為一種水性涂料，其制備過程避免了傳統(tǒng)溶劑型涂料使用大量溶劑而污染環(huán)境；(2)本發(fā)明以丙烯酸乳液和硅溶膠為主要成膜物質(zhì)，成膜后既保持了無機(jī)涂料的硬度和有機(jī)涂料的快干和易刷性，又具有一定的柔韌性，并且由上述成膜物質(zhì)所制備的涂料其光、熱和化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異；(3)本發(fā)明采用納米tio2對涂料進(jìn)行改性，一方面tio2具有一定的紫外吸收能力，其與硅溶膠中的sio2能夠產(chǎn)生協(xié)同作用而明顯提高涂膜的耐候性，另一方面，tio2的改性能顯著提高涂料的抗沖擊強(qiáng)度，涂膜具有較好的機(jī)械強(qiáng)度、附著力以及熱穩(wěn)定性。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的闡述：

實(shí)施例1

一種納米tio2改性水性復(fù)合涂料，述涂料由如下組分制成：丙烯酸乳液12％，聚乙烯醇溶液20％，硅溶膠3.5％，羥甲基纖維素溶液3％，成膜助劑醇酯122.5％，納米tio23.5％，膨潤土2.5％，sn-5040分散劑0.3％，nxz消泡劑0.5％，顏填料35％，去離子水余量補(bǔ)足；其中，所述顏填料顏料為金紅石型鈦白，填料為云母粉，兩者的質(zhì)量比為1：3。

實(shí)施例2

一種納米tio2改性水性復(fù)合涂料，述涂料由如下組分制成：丙烯酸乳液15％，聚乙烯醇溶液20％，硅溶膠4％，羥甲基纖維素溶液3％，成膜助劑texanol酯醇3％，納米tio23％，膨潤土3％，sn-5040分散劑0.3％，nxz消泡劑0.4％，顏填料30％，去離子水余量補(bǔ)足其中，所述顏填料顏料為金紅石型鈦白，填料為石粉，兩者的質(zhì)量比為1：3。

實(shí)施例3

一種納米tio2改性水性復(fù)合涂料，述涂料由如下組分制成：丙烯酸乳液15％，聚乙烯醇溶液25％，硅溶膠4％，羥甲基纖維素溶液4％，成膜助劑texanol酯醇3％，納米tio24％，膨潤土3％，sn-5040分散劑0.6％，nxz消泡劑0.6％，顏填料32％，去離子水余量補(bǔ)足其中，所述顏填料顏料為金紅石型鈦白，填料為碳酸鈣，兩者的質(zhì)量比為1：3。

實(shí)施例4

一種納米tio2改性水性復(fù)合涂料，述涂料由如下組分制成：丙烯酸乳液13％，聚乙烯醇溶液22％，硅溶膠3％，羥甲基纖維素溶液2.5％，成膜助劑醇酯122.5％，納米tio23.5％，膨潤土2％，sn-5040分散劑0.4％，nxz消泡劑0.5％，顏填料35％，去離子水余量補(bǔ)足其中，所述顏填料顏料為金紅石型鈦白，填料為云母粉，兩者的質(zhì)量比為1：3。

實(shí)施例5

一種納米tio2改性水性復(fù)合涂料，述涂料由如下組分制成：丙烯酸乳液10％，聚乙烯醇溶液20％，硅溶膠4％，羥甲基纖維素溶液4％，成膜助劑texanol酯醇2％，納米tio24％，膨潤土2.5％，sn-5040分散劑0.4％，nxz消泡劑0.5％，顏填料35％，去離子水余量補(bǔ)足其中，所述顏填料顏料為金紅石型鈦白，填料為滑石粉，兩者的質(zhì)量比為1：3。

實(shí)施例6

實(shí)施例1-5以及以下對比例1所述水性復(fù)合涂料的制備方法，包括如下步驟：

(1)在生產(chǎn)釜中加入配方量的去離子水，在700r/min的攪拌速度下依次加入配方量的羥甲基纖維素溶液，顏填料，分散劑和膨潤土攪拌分散45min；

(2)然后在同樣的攪拌速度下將消泡劑、聚乙烯醇溶液以及成膜助劑依次加入，繼續(xù)攪拌25min得混合漿料，并研磨至細(xì)度小于30μm；

(3)然后將研磨后的混合漿料調(diào)節(jié)ph至約9，再加入硅溶膠攪拌均勻，得混合漿料，之后再加入納米tio2和丙烯酸乳液繼續(xù)攪拌約30min即得所述納米tio2改性水性復(fù)合涂料。

對比例1

一種納米水性復(fù)合涂料，述涂料由如下組分制成：丙烯酸乳液12％，聚乙烯醇溶液20％，硅溶膠3.5％，羥甲基纖維素溶液3％，成膜助劑醇酯122.5％，膨潤土2.5％，sn-5040分散劑0.3％，nxz消泡劑0.5％，顏填料35％，去離子水余量補(bǔ)足；其中，所述顏填料顏料為金紅石型鈦白，填料為云母粉，兩者的質(zhì)量比為1：3。

對本發(fā)明實(shí)施例1-5和對比例1的水性復(fù)合涂料進(jìn)行性能測試，結(jié)果見下表1：

由表1可以看出，本發(fā)明實(shí)施例1涂料展現(xiàn)出了良好的綜合性能。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。