本技術(shù)涉及涂料的領(lǐng)域，更具體的說，它涉及一種水性無機涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、水性無機涂料是指以無機材料為主要成膜物質(zhì)的環(huán)保型涂料，因其優(yōu)異的環(huán)保性能和物理化學特性，如無毒、無味、無刺激性，以及優(yōu)異的防火、防霉、耐酸堿性能，在建筑、家具、汽車等多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。按照無機材料的不同，水性無機涂料主要可分為硅酸鹽基水性無機涂料、硅溶膠基水性無機涂料和磷酸鹽基水性無機涂料，其中硅酸鹽基水性無機涂料在建筑領(lǐng)域最為常用。

2、現(xiàn)有技術(shù)中公開有一種硅酸鹽基水性無機涂料，其包括如下質(zhì)量比的組分：硅酸鉀溶液20-25%、碳酸鈣22.5-27.5%、鈦白粉7.5-12.5%、高嶺土3-6%、消泡劑0.1-0.2%、分散劑0.3-0.6%、潤濕劑0.1-0.2%、穩(wěn)定劑0-0.5%、苯丙乳液2-8%、余量為水。該涂料具有極佳的耐候性、防火阻燃性、抗菌防霉性，且對環(huán)境友好，有機揮發(fā)物含量低，適宜作為建筑涂料。

3、但是上述硅酸鹽基水性無機涂料仍存在有以下技術(shù)缺陷：硅酸鉀溶液同時具有溶液和膠體的性質(zhì)，在貯存過程中會不斷有膠粒生長，影響涂料使用性能。即使添加有穩(wěn)定劑，上述涂料的貯存穩(wěn)定性仍有不足，容易出現(xiàn)分水、返粗以及嚴重增稠的現(xiàn)象。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了改善涂料的貯存穩(wěn)定性，本技術(shù)提供一種水性無機涂料及其制備方法。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種水性無機涂料，采用如下技術(shù)方案：

3、一種水性無機涂料，包括如下重量份的組分：

4、改性硅酸鉀溶液?18-24份；

5、重質(zhì)碳酸鈣?22-30份；

6、長石粉?4-6份；

7、鈦白粉?8-13份；

8、聚合物乳液?3-6份；

9、消泡劑?0.1-0.2份；

10、分散劑?0.2-0.5份；

11、水?20-30份；

12、所述改性硅酸鉀溶液的制備過程如下：

13、第一步，按重量份計，將3-5份硅烷偶聯(lián)劑、0.1-0.2份乙酸和10-15份水混合均勻，升溫至50-60℃，反應(yīng)30-60min，得到偶聯(lián)劑溶液；

14、第二步，將40-50份低模數(shù)硅酸鉀溶液和15-20份硅溶膠混合，持續(xù)攪拌并升溫至55-60℃，保溫40-60min后加入2-3份偶聯(lián)劑溶液和15-20份水，繼續(xù)保溫2-3h，冷卻至室溫，出料得到改性硅酸鉀溶液。

15、通過采用上述技術(shù)方案，硅酸鉀溶液的模數(shù)是指溶液中二氧化硅和氧化鉀的摩爾比，對涂料的各方面性能有著重要的影響。低模數(shù)硅酸鉀溶液與硅溶膠混合后，二氧化硅粒子與硅羥基發(fā)生反應(yīng)，使得模數(shù)提高。隨著硅酸鉀溶液的模數(shù)提高，涂層硬度和密實度提高，耐磨性和耐水性均有提升，但涂層脆性增加，抗沖擊性能下降，且由于活性硅羥基過多而導(dǎo)致貯存穩(wěn)定性下降。偶聯(lián)劑能夠?qū)杷徕浫芤哼M行改性，抑制反應(yīng)體系反應(yīng)活性，進而延長涂料貯存期，且提高涂料的耐水性。

16、重質(zhì)碳酸鈣、長石粉和鈦白粉復(fù)配作為填料，其中重質(zhì)碳酸鈣作為體系顏料，具有填充作用，能夠使涂料細膩、均勻，并提高白度，重質(zhì)碳酸鈣還具有一定的干遮蓋力，特別是使用超細產(chǎn)品時，可提高鈦白粉的遮蓋效果。長石粉由帶棱角的結(jié)節(jié)狀粒子組成，能形成更致密的涂膜，賦予涂膜高耐磨性及刮擦性，提高涂膜的防腐性能。鈦白粉是一種優(yōu)質(zhì)的白色無機顏料，具有高白度和強遮蓋力，能提高涂料的不透明性和涂膜的牢固性。

17、聚合物乳液可以提高無機涂料的穩(wěn)定性，使得涂料在儲存和施工過程中表現(xiàn)更好。通過調(diào)節(jié)涂料的流變性能，聚合物乳液有助于改善涂料的施工性和噴涂性能。聚合物乳液能顯著提高涂料的耐洗刷性和耐水性，尤其是早期抗干、濕擦掉粉性能和耐水性。此外，由于無機涂料固化后形成的涂膜較為剛性，加入聚合物乳液可以增加涂膜的柔韌性，減少因溫度變化或其他外界因素導(dǎo)致的開裂和脫落風險。

18、可選地，所述低模數(shù)硅酸鉀溶液的模數(shù)為2-2.5且質(zhì)量濃度為30-35wt%。

19、通過采用上述技術(shù)方案，該模數(shù)的硅酸鉀溶液具有較好的流動性，便于制備改性硅酸鉀溶液，并確保制得的改性硅酸鉀溶液模數(shù)適當，性能適中，涂料兼具優(yōu)異耐磨性、貯存穩(wěn)定性和抗沖擊性能。

20、可選地，所述硅烷偶聯(lián)劑的制備過程如下：按重量份計，將10-13份γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和15-17份苯駢三氮唑、0.2-0.4份fe3o4混合均勻，升溫至120-130℃，反應(yīng)45-60min，降溫出料，得到硅烷偶聯(lián)劑。

21、通過采用上述技術(shù)方案，γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和苯駢三氮唑進行開環(huán)反應(yīng)，生成具有苯駢三氮唑基團的硅烷偶聯(lián)劑。苯駢三氮唑是一種高效的銅腐蝕抑制劑，它可以與金屬形成穩(wěn)定的化學鍵，從而提高涂層的耐水性。在強酸性、弱酸性、中性以及弱堿性環(huán)境中都能在金屬表面形成一層復(fù)合膜，有效阻止水分子的滲透和腐蝕性離子的侵蝕。苯駢三氮唑改性的硅烷偶聯(lián)劑可以增加硅酸鉀溶液的穩(wěn)定性，減少其在存儲過程中的沉降和分層現(xiàn)象，使得改性后的硅酸鉀溶液具有更好的化學穩(wěn)定性，從而提高涂料的貯存穩(wěn)定性。由于苯駢三氮唑與金屬形成螯合的能力，改性后的硅酸鉀溶液能夠增強涂層與金屬基材之間的粘附力，增加涂層的韌性，從而提高涂層的抗沖擊性能，使得涂層在受到?jīng)_擊時更不容易破裂或脫落。

22、可選地，所述改性硅酸鉀溶液的制備過程第一步中，還添加有0.1-0.2重量份的植酸。

23、通過采用上述技術(shù)方案，植酸的添加，能夠提高苯駢三氮唑?qū)柰榕悸?lián)劑的改性作用效果，使得硅酸鉀溶液經(jīng)過改性后，涂層的耐水性、抗沖擊性和貯存穩(wěn)定性均有所提升。

24、可選地，按重量份計，還包括2-3份火麻油。

25、通過采用上述技術(shù)方案，火麻油可溶于水，適用于水性涂料體系，能夠改善涂料的貯存穩(wěn)定性，尤其是低溫穩(wěn)定性。

26、可選地，所述聚合物乳液的制備過程如下：

27、第一步，按重量份計，通氮氣保護下，混合20-25份三乙氧基乙烯基硅烷、0.6-0.9份對甲苯磺酸和150-200份四氫呋喃，持續(xù)攪拌并升溫至65-70℃，再加入30-40份4-氟-1-丁醇，反應(yīng)3-5h后冷卻、過濾、減壓蒸餾，得到氟硅單體；

28、第二步，通氮氣保護下，混合60-70份丙烯酸丁酯、1.5-2份op-10、0.3-0.5份碳酸氫鈉和300-400份水，攪拌20-30min，再加入0.02-0.03份過硫酸鉀，升溫至80-85℃，反應(yīng)60-80min，得到丙烯酸丁酯乳液；

29、第三步，將上述氟硅單體和20-30份丙烯酸丁酯、40-50份甲基丙烯酸甲酯、1.5-2份op-10、0.3-0.5份過硫酸鉀和500-600份水混合，攪拌20-30min，再加入上述丙烯酸丁酯乳液，升溫至70-80℃，反應(yīng)3-4h后出料，得到聚合物乳液。

30、通過采用上述技術(shù)方案，聚合物乳液為自制的含氟硅丙乳液，相比于普通乳液而言，其氟原子的引入，使得涂層具有出色的疏水疏油性能，能夠顯著提高耐水性。且氟原子和改性硅酸鉀溶液能夠化學鍵合，改善涂料的貯存穩(wěn)定性。

31、可選地，所述聚合物乳液占改性硅酸鉀溶液質(zhì)量的25wt%以上。

32、通過采用上述技術(shù)方案，含氟硅丙乳液相比于普通硅丙乳液可采用高含量的添加方式，確保涂層的綜合性能。

33、可選地，所述消泡劑為聚醚類消泡劑。

34、通過采用上述技術(shù)方案，聚醚類消泡劑具有優(yōu)異的消泡和抑泡性能，能夠迅速消除泡沫，并且在較長時間內(nèi)防止泡沫的再生。

35、可選地，所述分散劑為非離子型分散劑。

36、通過采用上述技術(shù)方案，非離子型分散劑能夠迅速擴展，增加水與固體表面的接觸面積，降低表面張力，提高潤濕性。

37、第二方面，本技術(shù)提供一種水性無機涂料的制備方法，采用如下技術(shù)方案：

38、一種水性無機涂料的制備方法，包括如下步驟：按配方所需重量份，混合改性硅酸鉀溶液、重質(zhì)碳酸鈣、長石粉、鈦白粉、聚合物乳液、消泡劑、分散劑和水并攪拌均勻，得到水性無機涂料。

39、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益效果：

40、1、本技術(shù)采用硅烷偶聯(lián)劑對硅酸鉀溶液進行改性，抑制反應(yīng)體系反應(yīng)活性，進而延長涂料貯存期，且提高涂料的耐水性；

41、2、本技術(shù)中采用硅溶膠提高硅酸鉀溶液的模數(shù)，使得涂層硬度和密實度提高，耐磨性和耐水性均有提升；

42、3、本技術(shù)的硅烷偶聯(lián)劑采用γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和苯駢三氮唑進行開環(huán)反應(yīng)，具有苯駢三氮唑基團，能夠改善涂料的貯存穩(wěn)定性和抗沖擊性能。