技术领域
本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种高强度耐磨阻燃水性涂料及其制备方 法。
背景技术
凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料。水性涂料包 括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料3种。水溶性涂料是以水溶性树 脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、 水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。
现有技术中的水性涂料功能单一，强度、耐磨和阻燃性能差，粘接力弱， 无法满足实际使用的需求。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种高强度耐磨阻燃水性 涂料及其制备方法，所得的水性涂料强度高，耐磨性好，阻燃性强。
本发明提出的一种高强度耐磨阻燃水性涂料，其原料按重量份包括：羟基 丙烯酸乳液80-120份、环氧改性树脂60-90份、水性聚氨酯乳液40-60份、硅 丙乳液20-60份、苯丙乳液5-15份、钛白粉2-8份、石英粉1-6份、聚丙烯纤 维2-5份、醋酸丁酸纤维素3-8份、硅微粉1-5份、氧化锌3-6份、纳米碳管 1-6份、石墨2-5份、重质碳酸钙4-6份、滑石粉2-8份、润湿剂1-6份、增稠 剂3-9份、分散剂1-4份、阻燃剂2-5份、消泡剂1-3份、二乙二醇甲醚2-4 份、二丙二醇甲醚3-5份、丙二醇苯醚4-6份、水15-25份。
优选地，羟基丙烯酸乳液、环氧改性树脂、水性聚氨酯乳液、硅丙乳液和 苯丙乳液的重量比为85-115：65-85：45-55：25-55：8-12。
优选地，钛白粉、石英粉、聚丙烯纤维、醋酸丁酸纤维素、硅微粉、氧化 锌、纳米碳管、石墨、重质碳酸钙和滑石粉的重量比为3-7：2-5：3-4：4-7： 2-4：4-5：2-5份：3-4：4.5-5.5：3-7。
优选地，润湿剂、增稠剂分散剂、阻燃剂、消泡剂、二乙二醇甲醚、二丙 二醇甲醚和丙二醇苯醚的重量比为2-5：4-8：2-3：2.5-4.5：1.5-2.5：2.5-3.5： 3.5-4.5：4.5-5.5。
优选地，羟基丙烯酸乳液85-115份、环氧改性树脂65-85份、水性聚氨酯 乳液45-55份、硅丙乳液25-55份、苯丙乳液8-12份、钛白粉3-7份、石英粉 2-5份、聚丙烯纤维3-4份、醋酸丁酸纤维素4-7份、硅微粉2-4份、氧化锌 4-5份、纳米碳管2-5份、石墨3-4份、重质碳酸钙4.5-5.5份、滑石粉3-7份、 润湿剂2-5份、增稠剂4-8份、分散剂2-3份、阻燃剂2.5-4.5份、消泡剂1.5-2.5 份、二乙二醇甲醚2.5-3.5份、二丙二醇甲醚3.5-4.5份、丙二醇苯醚4.5-5.5 份、水18-22份。
本发明提出的一种高强度耐磨阻燃水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚丙烯纤维与羟基丙烯酸乳液混合，搅拌均匀形成分散液，再加入 环氧改性树脂和分散剂，搅拌混合均匀后超声分散20-30min，球磨后冷却至室 温得到物料a；
S2、将钛白粉、石英粉、纳米碳管、重质碳酸和硅微粉放入球磨机中进行 球磨，然后加入氧化锌、石墨和滑石粉，继续搅拌8-16min，形成表面活化的混 合粉料A；
S3、将聚丙烯纤维和醋酸丁酸纤维素加热至熔融与苯丙乳液混合，然后缓 慢加入混合粉料A，以800转/分的速度搅拌40-60min后移至高速搅拌机，加入 物料a，以3700-3900转/分的速度分散20-50min，获得混合浆料；
S4、向混合浆料中缓慢地加入润湿剂、增稠剂、阻燃剂、消泡剂、二乙二 醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水，以380-450r/min的速度搅拌35-45min， 然后球磨分散2-3h，即得高强度耐磨阻燃水性涂料。
优选地，S1中，球磨时间为60-90min，球磨温度为40-45℃。
优选地，S2中，球磨转速为2400-2800r/min，球磨温度为80-90℃，球磨 时间为30-50min。
本发明所述一种高强度耐磨阻燃水性涂料的原料包括：羟基丙烯酸乳液、 环氧改性树脂、水性聚氨酯乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、钛白粉、石英粉、聚 丙烯纤维、醋酸丁酸纤维素、硅微粉、氧化锌、纳米碳管、石墨、重质碳酸钙、 滑石粉、润湿剂、增稠剂、分散剂、阻燃剂、消泡剂、二乙二醇甲醚、二丙二 醇甲醚、丙二醇苯醚和水，合理控制各组分之间的配比，以羟基丙烯酸乳液为 主料，辅助添加环氧改性树脂、水性聚氨酯乳液、硅丙乳液和苯丙乳液为成膜 物质，能够有效提高本发明所述水性涂料的耐磨和阻燃性能，其中硅丙乳液结 合了有机硅耐高温性、耐候性、耐化学品性，疏水、表面能低不易污染性和丙 烯酸类树脂的高保色性、柔韧性、附着性；添加的苯丙乳液耐水、耐碱、耐洗 擦性能好；添加的钛白粉、石英粉、聚丙烯纤维、醋酸丁酸纤维素、硅微粉、 氧化锌、纳米碳管、石墨、重质碳酸钙和滑石粉作为填料，有效提高了本发明 所述水性涂料的强度和耐磨性能，其中纳米碳管具有极高的硬度，且具有较大 的比表，结合上钛白粉、石英粉、聚丙烯纤维、醋酸丁酸纤维素、硅微粉、氧 化锌、石墨、重质碳酸钙和滑石粉，进一步地提高了本发明所述水性涂料的耐 磨性能和硬度了；添加的润湿剂、增稠剂、分散剂、阻燃剂、消泡剂、二乙二 醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水作为助剂，有效提高了本发明的综合 性能；本发明所述的水性涂料具有良好的阻燃性和耐磨性，在原料良好的柔感 性能和环保性能的基础上又具有优异的热稳定性和与被涂层物之间的粘结性， 综合性能优异，耐用性好，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明提出的一种高强度耐磨阻燃水性涂料的制备方法的流程示意 图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说 明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、 等同替换等均在本发明的保护范围内。
如图1所示，图1为本发明提出的一种高强度耐磨阻燃水性涂料的制备方 法的流程示意图。
参照图1，本发明提出的一种高强度耐磨阻燃水性涂料的制备方法，包括如 下步骤：
S1、将聚丙烯纤维与羟基丙烯酸乳液混合，搅拌均匀形成分散液，再加入 环氧改性树脂和分散剂，搅拌混合均匀后超声分散20-30min，球磨后冷却至室 温得到物料a；
S2、将钛白粉、石英粉、纳米碳管、重质碳酸和硅微粉放入球磨机中进行 球磨，然后加入氧化锌、石墨和滑石粉，继续搅拌8-16min，形成表面活化的混 合粉料A；
S3、将聚丙烯纤维和醋酸丁酸纤维素加热至熔融与苯丙乳液混合，然后缓 慢加入混合粉料A，以800转/分的速度搅拌40-60min后移至高速搅拌机，加入 物料a，以3700-3900转/分的速度分散20-50min，获得混合浆料；
S4、向混合浆料中缓慢地加入润湿剂、增稠剂、阻燃剂、消泡剂、二乙二 醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水，以380-450r/min的速度搅拌35-45min， 然后球磨分散2-3h，即得高强度耐磨阻燃水性涂料。
具体实施方式中，羟基丙烯酸乳液的重量份可以为80份、85份、90份、 95份、100份、105份、110份、115份、120份；环氧改性树脂的重量份可以 为60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份；水性聚氨酯乳液的重量 份可以为40份、45份、50份、55份、60份；硅丙乳液的重量份可以为20份、 25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份；苯丙乳液的重量份 可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15 份；钛白粉的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；石英粉 的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、 5.5份、6份；聚丙烯纤维的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5 份、5份；醋酸丁酸纤维素的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、 5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份；硅微粉的重量份可以为1份、2份、 3份、4份、5份；氧化锌的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5 份、6份；纳米碳管的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、 4份、4.5份、5份、5.5份、6份；石墨的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5 份、4份、4.5份、5份；重质碳酸钙的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、 6份；滑石粉的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；润湿 剂的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5 份、5.5份、6份；增稠剂的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5 份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份；分散剂的重量份可以为1 份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；阻燃剂的重量份可以为2份、2.5 份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；消泡剂的重量份可以为1份、1.5份、2 份、2.5份、3份；二乙二醇甲醚的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4 份；二丙二醇甲醚的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份；丙二醇苯 醚的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份；水的重量份可以为15份、 16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份。
实施例1
本发明提出的一种高强度耐磨阻燃水性涂料，其原料按重量份包括：羟基 丙烯酸乳液100份、环氧改性树脂75份、水性聚氨酯乳液50份、硅丙乳液40 份、苯丙乳液10份、钛白粉5份、石英粉3.5份、聚丙烯纤维3.5份、醋酸丁 酸纤维素5.5份、硅微粉3份、氧化锌4.5份、纳米碳管3.5份、石墨3.5份、 重质碳酸钙5份、滑石粉5份、润湿剂3.5份、增稠剂6份、分散剂2.5份、阻 燃剂3.5份、消泡剂2份、二乙二醇甲醚3份、二丙二醇甲醚4份、丙二醇苯醚 5份、水20份。
本发明提出的一种高强度耐磨阻燃水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚丙烯纤维与羟基丙烯酸乳液混合，搅拌均匀形成分散液，再加入 环氧改性树脂和分散剂，搅拌混合均匀后超声分散25min，球磨后冷却至室温得 到物料a，球磨时间为75min，球磨温度为42.5℃；
S2、将钛白粉、石英粉、纳米碳管、重质碳酸和硅微粉放入球磨机中进行 球磨，球磨转速为2600r/min，球磨温度为85℃，球磨时间为40min，然后加入 氧化锌、石墨和滑石粉，继续搅拌12min，形成表面活化的混合粉料A；
S3、将聚丙烯纤维和醋酸丁酸纤维素加热至熔融与苯丙乳液混合，然后缓 慢加入混合粉料A，以800转/分的速度搅拌50min后移至高速搅拌机，加入物 料a，以3800转/分的速度分散35min，获得混合浆料；
S4、向混合浆料中缓慢地加入润湿剂、增稠剂、阻燃剂、消泡剂、二乙二 醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水，以415r/min的速度搅拌40min，然 后球磨分散2.5h，即得高强度耐磨阻燃水性涂料。
实施例2
本发明提出的一种高强度耐磨阻燃水性涂料，其原料按重量份包括：羟基 丙烯酸乳液80份、环氧改性树脂90份、水性聚氨酯乳液40份、硅丙乳液60 份、苯丙乳液5份、钛白粉8份、石英粉1份、聚丙烯纤维5份、醋酸丁酸纤 维素3份、硅微粉5份、氧化锌3份、纳米碳管6份、石墨2份、重质碳酸钙6 份、滑石粉2份、润湿剂6份、增稠剂3份、分散剂4份、阻燃剂2份、消泡 剂3份、二乙二醇甲醚2份、二丙二醇甲醚5份、丙二醇苯醚4份、水15。
本发明提出的一种高强度耐磨阻燃水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚丙烯纤维与羟基丙烯酸乳液混合，搅拌均匀形成分散液，再加入 环氧改性树脂和分散剂，搅拌混合均匀后超声分散20min，球磨后冷却至室温得 到物料a，球磨时间为90min，球磨温度为40℃；
S2、将钛白粉、石英粉、纳米碳管、重质碳酸和硅微粉放入球磨机中进行 球磨，球磨转速为2800r/min，球磨温度为80℃，球磨时间为50min，然后加入 氧化锌、石墨和滑石粉，继续搅拌8min，形成表面活化的混合粉料A；
S3、将聚丙烯纤维和醋酸丁酸纤维素加热至熔融与苯丙乳液混合，然后缓 慢加入混合粉料A，以1000转/分的速度搅拌40min后移至高速搅拌机，加入物 料a，以3900转/分的速度分散20min，获得混合浆料；
S4、向混合浆料中缓慢地加入润湿剂、增稠剂、阻燃剂、消泡剂、二乙二 醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水，以450r/min的速度搅拌35min，然 后球磨分散3h，即得高强度耐磨阻燃水性涂料。
实施例3
本发明提出的一种高强度耐磨阻燃水性涂料，其原料按重量份包括：羟基 丙烯酸乳液120份、环氧改性树脂60份、水性聚氨酯乳液60份、硅丙乳液20 份、苯丙乳液15份、钛白粉2份、石英粉6份、聚丙烯纤维2份、醋酸丁酸纤 维素8份、硅微粉1份、氧化锌6份、纳米碳管1份、石墨5份、重质碳酸钙4 份、滑石粉8份、润湿剂1份、增稠剂9份、分散剂1份、阻燃剂5份、消泡 剂1份、二乙二醇甲醚4份、二丙二醇甲醚3份、丙二醇苯醚6份、水25份。
本发明提出的一种高强度耐磨阻燃水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚丙烯纤维与羟基丙烯酸乳液混合，搅拌均匀形成分散液，再加入 环氧改性树脂和分散剂，搅拌混合均匀后超声分散30min，球磨后冷却至室温得 到物料a，球磨时间为60min，球磨温度为45℃；
S2、将钛白粉、石英粉、纳米碳管、重质碳酸和硅微粉放入球磨机中进行 球磨，球磨转速为2400r/min，球磨温度为90℃，球磨时间为30min，然后加入 氧化锌、石墨和滑石粉，继续搅拌16min，形成表面活化的混合粉料A；
S3、将聚丙烯纤维和醋酸丁酸纤维素加热至熔融与苯丙乳液混合，然后缓 慢加入混合粉料A，以600转/分的速度搅拌60min后移至高速搅拌机，加入物 料a，以3700转/分的速度分散50min，获得混合浆料；
S4、向混合浆料中缓慢地加入润湿剂、增稠剂、阻燃剂、消泡剂、二乙二 醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水，以380r/min的速度搅拌45min，然 后球磨分散2h，即得高强度耐磨阻燃水性涂料。
实施例4
本发明提出的一种高强度耐磨阻燃水性涂料，其原料按重量份包括：羟基 丙烯酸乳液85份、环氧改性树脂85份、水性聚氨酯乳液45份、硅丙乳液50 份、苯丙乳液8份、钛白粉7份、石英粉2份、聚丙烯纤维4份、醋酸丁酸纤 维素4份、硅微粉4份、氧化锌4份、纳米碳管5份、石墨3份、重质碳酸钙 5.5份、滑石粉3份、润湿剂5份、增稠剂4份、分散剂3份、阻燃剂3份、消 泡剂2.5份、二乙二醇甲醚2.5份、二丙二醇甲醚4.5份、丙二醇苯醚4.5份、 水18份。
本发明提出的一种高强度耐磨阻燃水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚丙烯纤维与羟基丙烯酸乳液混合，搅拌均匀形成分散液，再加入 环氧改性树脂和分散剂，搅拌混合均匀后超声分散22min，球磨后冷却至室温得 到物料a，球磨时间为85min，球磨温度为41℃；
S2、将钛白粉、石英粉、纳米碳管、重质碳酸和硅微粉放入球磨机中进行 球磨，球磨转速为2700r/min，球磨温度为82℃，球磨时间为45min，然后加入 氧化锌、石墨和滑石粉，继续搅拌10min，形成表面活化的混合粉料A；
S3、将聚丙烯纤维和醋酸丁酸纤维素加热至熔融与苯丙乳液混合，然后缓 慢加入混合粉料A，以900转/分的速度搅拌45min后移至高速搅拌机，加入物 料a，以3850转/分的速度分散25min，获得混合浆料；
S4、向混合浆料中缓慢地加入润湿剂、增稠剂、阻燃剂、消泡剂、二乙二 醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水，以440r/min的速度搅拌38min，然 后球磨分散2.8h，即得高强度耐磨阻燃水性涂料。
实施例5
本发明提出的一种高强度耐磨阻燃水性涂料，其原料按重量份包括：羟基 丙烯酸乳液115份、环氧改性树脂65份、水性聚氨酯乳液55份、硅丙乳液30 份、苯丙乳液12份、钛白粉3份、石英粉5份、聚丙烯纤维3份、醋酸丁酸纤 维素7份、硅微粉2份、氧化锌5份、纳米碳管2份、石墨4份、重质碳酸钙 4.5份、滑石粉7份、润湿剂2份、增稠剂8份、分散剂2份、阻燃剂4份、消 泡剂1.5份、二乙二醇甲醚3.5份、二丙二醇甲醚3.5份、丙二醇苯醚5.5份、 水22份。
本发明提出的一种高强度耐磨阻燃水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚丙烯纤维与羟基丙烯酸乳液混合，搅拌均匀形成分散液，再加入 环氧改性树脂和分散剂，搅拌混合均匀后超声分散28min，球磨后冷却至室温得 到物料a，球磨时间为65min，球磨温度为44℃；
S2、将钛白粉、石英粉、纳米碳管、重质碳酸和硅微粉放入球磨机中进行 球磨，球磨转速为2500r/min，球磨温度为88℃，球磨时间为35min，然后加入 氧化锌、石墨和滑石粉，继续搅拌14min，形成表面活化的混合粉料A；
S3、将聚丙烯纤维和醋酸丁酸纤维素加热至熔融与苯丙乳液混合，然后缓 慢加入混合粉料A，以700转/分的速度搅拌55min后移至高速搅拌机，加入物 料a，以3750转/分的速度分散45min，获得混合浆料；
S4、向混合浆料中缓慢地加入润湿剂、增稠剂、阻燃剂、消泡剂、二乙二 醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇苯醚和水，以390r/min的速度搅拌42min，然 后球磨分散2.2h，即得高强度耐磨阻燃水性涂料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本 发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护 范围之内。