本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐磨水性漆及其制備方法。

背景技術(shù)：

水性漆用水來取代有機(jī)溶劑，可以大量減少排放到大氣中的有害物質(zhì)，從根本上解決溶劑型涂料對人體和環(huán)境的危害，這是水性漆最大的優(yōu)勢，水性漆是涂料發(fā)展的必然趨勢。與溶劑型涂料相比，水性漆在節(jié)能、環(huán)保方面具有很大優(yōu)越性。然而，目前國內(nèi)水性漆的使用率不高，其主要原因是水性漆仍存在技術(shù)缺陷，如漆膜硬度及耐磨性差慢等。其中，耐磨性能對水性漆是非常重要的技術(shù)指標(biāo)。已有研究表明，在水性漆中物理混合納米氧化鋁、納米氧化鋅等無機(jī)納米材料，能較好地解決漆膜硬度低及耐磨性差的問題，但是，物理混合無機(jī)納米材料，容易造成水性漆穩(wěn)定性欠佳，大大限制其推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種耐磨水性漆，所述耐磨水性漆通過加入有機(jī)硅聚氨酯樹脂、氨丙基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯，形成二氧化硅與有機(jī)樹脂網(wǎng)絡(luò)，又通過各原料逐步加入的制備方法，使得形成的二氧化硅在體系中均勻分布，得到耐磨性能良好的耐磨水性漆。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述耐磨水性漆的制備方法，所述制備方法步驟簡單，操作簡便。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種耐磨水性漆，其由十二烷基硫酸鈉、去離子水、聚氨酯樹脂、有機(jī)硅聚氨酯樹脂、氨丙基三乙氧基硅烷、2-羥基-4-（2-羥乙氧基）-2-甲基苯丙酮、聚乙烯基吡咯烷酮、濃鹽酸、乙醇、異丙醇和正硅酸乙酯組成，以該耐磨水性漆的總質(zhì)量為100%計(jì)，各組分質(zhì)量百分含量如下：十二烷基硫酸鈉3～6%、去離子水13～40%、聚氨酯樹脂5～10%、有機(jī)硅聚氨酯樹脂15～30%、氨丙基三乙氧基硅烷5～10%、2-羥基-4-（2-羥乙氧基）-2-甲基苯丙酮1.5～5%、聚乙烯基吡咯烷酮3～6%、濃鹽酸0.5～2%、乙醇6～10%、異丙醇5～10%、正硅酸乙酯16～30%。

所述聚氨酯樹脂為聚氨酯丙烯酸樹脂預(yù)聚物。

所述有機(jī)硅聚氨酯樹脂為有機(jī)硅聚氨酯丙烯酸樹脂預(yù)聚物。

一種耐磨水性漆的制備方法，所述方法的具體操作步驟如下：

（1）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第一個(gè)反應(yīng)釜中，加入3～6%十二烷基硫酸鈉和13～40%去離子水，在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌10分鐘；然后，加入5～10%聚氨酯樹脂、15～30%有機(jī)硅聚氨酯樹脂、5～10%氨丙基三乙氧基硅烷和1.5～5% 2-羥基-4-（2-羥乙氧基）-2-甲基苯丙酮，在3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌1小時(shí)，得到混合物a；

（2）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第二個(gè)反應(yīng)釜中，加入3～6%聚乙烯基吡咯烷酮、0.5～2%濃鹽酸和6～10%乙醇，在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌10分鐘，得到混合物b；

（3）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第三個(gè)反應(yīng)釜中，加入5～10%異丙醇，然后，在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下，同時(shí)分別勻速滴加16～30%正硅酸乙酯、步驟（1）制得的混合物a和步驟（2）制得的混合物b，正硅酸乙酯、步驟（1）制得的混合物a和步驟（2）制得的混合物b的滴加時(shí)間均為2小時(shí)，滴加完畢后，在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下反應(yīng)8小時(shí)，得到所述的耐磨水性漆。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

（1）本發(fā)明所述的耐磨水性漆，通過加入有機(jī)硅聚氨酯樹脂和氨丙基三乙氧基硅烷，使得正硅酸乙酯在水解過程中形成的二氧化硅與有機(jī)樹脂有效連接，形成二氧化硅與有機(jī)樹脂網(wǎng)絡(luò)；

（2）本發(fā)明所述的耐磨水性漆制備方法，通過各原料逐步加入，使得形成的二氧化硅在體系中均勻分布，從而得到耐磨性能良好的耐磨水性漆。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的耐磨水性漆通過如下制備步驟制備得到：

（1）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第一個(gè)反應(yīng)釜中，加入4%十二烷基硫酸鈉和20%去離子水，在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌10分鐘；然后，加入6%聚氨酯樹脂（長興化學(xué)6147）、16%有機(jī)硅聚氨酯樹脂（沙多瑪CN990）、10%氨丙基三乙氧基硅烷和3% 2-羥基-4-（2-羥乙氧基）-2-甲基苯丙酮（光引發(fā)劑2959），在3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌1小時(shí)，得到混合物a；

（2）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第二個(gè)反應(yīng)釜中，加入6%聚乙烯基吡咯烷酮K30、1%濃鹽酸和8%乙醇，在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌10分鐘，得到混合物b；

（3）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第三個(gè)反應(yīng)釜中，加入6%異丙醇，然后，在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下，同時(shí)分別勻速滴加20%正硅酸乙酯、步驟（1）制得的混合物a和步驟（2）制得的混合物b，正硅酸乙酯、步驟（1）制得的混合物a和步驟（2）制得的混合物b的滴加時(shí)間均為2小時(shí)，滴加完畢后，在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下反應(yīng)8小時(shí)，得到所述的耐磨水性漆。

本實(shí)施例制得的耐磨水性漆的耐磨性能為：磨耗值0.069克/100轉(zhuǎn)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的耐磨水性漆通過如下制備步驟制備得到：

（1）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第一個(gè)反應(yīng)釜中，加入3%十二烷基硫酸鈉和15%去離子水，在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌10分鐘；然后，加入10%聚氨酯樹脂（長興化學(xué)6147）、16%有機(jī)硅聚氨酯樹脂（沙多瑪CN990）、5%氨丙基三乙氧基硅烷和5% 2-羥基-4-（2-羥乙氧基）-2-甲基苯丙酮（光引發(fā)劑2959），在3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌1小時(shí)，得到混合物a；

（2）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第二個(gè)反應(yīng)釜中，加入3%聚乙烯基吡咯烷酮K30、1%濃鹽酸和6%乙醇，在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌10分鐘，得到混合物b；

（3）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第三個(gè)反應(yīng)釜中，加入6%異丙醇，然后，在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下，同時(shí)分別勻速滴加30%正硅酸乙酯、步驟（1）制得的混合物a和步驟（2）制得的混合物b，正硅酸乙酯、步驟（1）制得的混合物a和步驟（2）制得的混合物b的滴加時(shí)間均為2小時(shí)，滴加完畢后，在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下反應(yīng)8小時(shí)，得到所述的耐磨水性漆。

本實(shí)施例制得的耐磨水性漆的耐磨性能為：磨耗值0.050克/100轉(zhuǎn)。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的耐磨水性漆通過如下制備步驟制備得到：

（1）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第一個(gè)反應(yīng)釜中，加入3%十二烷基硫酸鈉和40%去離子水，在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌10分鐘；然后，加入5%聚氨酯樹脂（長興化學(xué)6147）、15%有機(jī)硅聚氨酯樹脂（沙多瑪CN990）、5%氨丙基三乙氧基硅烷和1.5% 2-羥基-4-（2-羥乙氧基）-2-甲基苯丙酮（光引發(fā)劑2959），在3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌1小時(shí)，得到混合物a；

（2）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第二個(gè)反應(yīng)釜中，加入3%聚乙烯基吡咯烷酮K30、0.5%濃鹽酸和6%乙醇，在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌10分鐘，得到混合物b；

（3）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第三個(gè)反應(yīng)釜中，加入5%異丙醇，然后，在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下，同時(shí)分別勻速滴加16%正硅酸乙酯、步驟（1）制得的混合物a和步驟（2）制得的混合物b，正硅酸乙酯、步驟（1）制得的混合物a和步驟（2）制得的混合物b的滴加時(shí)間均為2小時(shí)，滴加完畢后，在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下反應(yīng)8小時(shí)，得到所述的耐磨水性漆。

本實(shí)施例制得的耐磨水性漆的耐磨性能為：磨耗值0.092克/100轉(zhuǎn)。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的耐磨水性漆通過如下制備步驟制備得到：

（1）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第一個(gè)反應(yīng)釜中，加入3%十二烷基硫酸鈉和13%去離子水，在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌10分鐘；然后，加入9%聚氨酯樹脂（長興化學(xué)6147）、30%有機(jī)硅聚氨酯樹脂（沙多瑪CN990）、6%氨丙基三乙氧基硅烷和4% 2-羥基-4-（2-羥乙氧基）-2-甲基苯丙酮（光引發(fā)劑2959），在3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌1小時(shí)，得到混合物a；

（2）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第二個(gè)反應(yīng)釜中，加入3%聚乙烯基吡咯烷酮K30、1%濃鹽酸和6%乙醇，在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌10分鐘，得到混合物b；

（3）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第三個(gè)反應(yīng)釜中，加入5%異丙醇，然后，在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下，同時(shí)分別勻速滴加20%正硅酸乙酯、步驟（1）制得的混合物a和步驟（2）制得的混合物b，正硅酸乙酯、步驟（1）制得的混合物a和步驟（2）制得的混合物b的滴加時(shí)間均為2小時(shí)，滴加完畢后，在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下反應(yīng)8小時(shí)，得到所述的耐磨水性漆。

本實(shí)施例制得的耐磨水性漆的耐磨性能為：磨耗值0.065克/100轉(zhuǎn)。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的耐磨水性漆通過如下制備步驟制備得到：

（1）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第一個(gè)反應(yīng)釜中，加入6%十二烷基硫酸鈉和15%去離子水，在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌10分鐘；然后，加入8%聚氨酯樹脂（長興化學(xué)6147）、19%有機(jī)硅聚氨酯樹脂（沙多瑪CN990）、8%氨丙基三乙氧基硅烷和1.5% 2-羥基-4-（2-羥乙氧基）-2-甲基苯丙酮（光引發(fā)劑2959），在3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌1小時(shí)，得到混合物a；

（2）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第二個(gè)反應(yīng)釜中，加入4.5%聚乙烯基吡咯烷酮K30、2%濃鹽酸和10%乙醇，在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下攪拌10分鐘，得到混合物b；

（3）按質(zhì)量百分比計(jì)，在第三個(gè)反應(yīng)釜中，加入10%異丙醇，然后，在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下，同時(shí)分別勻速滴加16%正硅酸乙酯、步驟（1）制得的混合物a和步驟（2）制得的混合物b，正硅酸乙酯、步驟（1）制得的混合物a和步驟（2）制得的混合物b的滴加時(shí)間均為2小時(shí)，滴加完畢后，在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，在室溫下反應(yīng)8小時(shí)，得到所述的耐磨水性漆。

本實(shí)施例制得的耐磨水性漆的耐磨性能為：磨耗值0.083克/100轉(zhuǎn)。

上述實(shí)施例制得的耐磨水性漆的耐磨性能用泰伯磨耗儀進(jìn)行測定，具體方法為：將耐磨水性漆噴涂在長100mm、寬100mm的玻璃試驗(yàn)板上，通過高壓汞燈履帶機(jī)進(jìn)行紫外光輻照固化，高壓汞燈的功率為3kW，固化時(shí)間為2分鐘；然后，將玻璃試驗(yàn)板固定到磨耗儀的工作轉(zhuǎn)盤上，加上500g的負(fù)荷，在60轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)下用橡膠砂輪研磨，磨完100轉(zhuǎn)后，由磨蝕前后的重量差計(jì)算出失重大小，即磨耗值。每個(gè)樣品測試5次，取磨耗值的平均值表示樣品的耐磨性。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。