技术领域
本发明涉及水性涂料技术领域，尤其涉及一种具有高硬度的水性涂料及其 制备方法和用途。
背景技术
涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成 粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。涂料主要有溶剂型和水性涂料两 类，尽管溶剂型涂料的价格只有水性涂料的一半，但是溶剂型涂料的苯系物含 量远远高于水性涂料，不仅污染环境，而且对人体有害，而水性涂料尽管价格 昂贵，但却是一种环保材料，随着人们对环境保护和健康生活的重视，水性涂 料越来越得到人们的认可和亲睐，国际上也都在努力发展水性涂料，逐渐摒弃 溶剂型涂料的产出。
尽管水性涂料的优势尽显，仍然存在很多问题亟待解决。在包装印刷行业， 随着人们对包装材料装饰效果的要求的日益提高，要求包装行业的水性涂料具 备高硬度的要求愈来愈急切，而现有市场能提供的硬度远远达不到要求，因此， 急需解决这一问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种具有高硬度的 水性涂料，解决了包装行业水性涂料硬度低的难题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种具有高硬度的水性涂料， 由以下质量配比的原料组成：水性PUD树脂：水性纳米树脂：pH值调节剂： 消泡助剂：成膜助剂：去离子水：增稠剂＝26～42：26～42：1～4：1～4：6～15：1～5： 6～15：1～5，其中，水性PUD树脂与水性纳米树脂的质量比为水性PUD树脂： 水性纳米树脂＝1:1。
作为本发明所述具有高硬度的水性涂料的优选实施方式，所述水性涂料由 以下质量配比的原料组成：水性PUD树脂：水性纳米树脂：pH值调节剂：消 泡助剂：成膜助剂：去离子水：增稠剂＝35％：35％：2％：2％：10％：3％：10％： 3％。
作为本发明所述具有高硬度的水性涂料的优选实施方式，所述水性纳米树 脂由以下质量比的原料组成：乙二醇丁醚：碳化硅：二氧化硅＝20％～40％：10％ ～30％：20％～50％，优选的，乙二醇丁醚：碳化硅：二氧化硅＝30％：30％：40％。
作为本发明所述具有高硬度的水性涂料的优选实施方式，所述pH值调节剂 为美国陶氏化学公司的全资子公司安格斯ANGUS生产的AMP-95。
作为本发明所述具有高硬度的水性涂料的优选实施方式，所述消泡助剂为 德国BYK公司生产的型号为BYK-0304的产品。
作为本发明所述具有高硬度的水性涂料的优选实施方式，所述成膜助剂为 美国DOW公司生产的DPM(二丙二醇甲醚)或DPnB(二丙二醇正丁醚)中的至少 一种。
作为本发明所述具有高硬度的水性涂料的优选实施方式，所述增稠剂为聚 氨酯。
其次，本发明还提供一种具有高硬度的水性涂料的制备方法，所述方法包 括以下步骤：
(1)采用Sol-gel法将乙二醇丁醚、碳化硅和二氧化硅制备成水性纳米树脂；
(2)在步骤(1)制备的水性纳米树脂中加入水性PUD树脂，搅拌均匀后 加入消泡助剂，搅拌分散；
(3)然后加入pH值调节剂，再加入成膜助剂，最后加入增稠剂和去离子 水调整粘度，即获得产品。
最后，本发明还提供了一种具有高硬度的水性涂料在包装上的用途。
本发明提供的具有高硬度的水性涂料，最大的优点是：(1)具有高硬度， 日本三菱铅笔标准的6H；此外，还具有以下优点：(2)高光泽度；(3)高丰 满度；(4)是环保涂料，对环境无污染，对人体无伤害；(5)生产工艺成熟、 价格便宜，适合产业化生产。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对 本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例所述具有高硬度的水性涂料的由以下质量比的原料制成：
水性PUD树脂：水性纳米树脂：AMP-95：BYK-0304：DPM：去离子水： 聚氨酯＝26：26：1：1：6：1：6：1，其中，水性纳米树脂质量配比组成为乙二 醇丁醚：碳化硅：二氧化硅＝40％：20％：40％。
本实施例所述水性涂料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)采用Sol-gel法将乙二醇丁醚、碳化硅和二氧化硅制备成水性纳米树脂；
(2)在步骤(1)制备的水性纳米树脂中加入水性PUD树脂，搅拌均匀后 加入BYK-0304，搅拌分散；
(3)然后加入AMP-95，再加入DPM，最后加入聚氨酯和去离子水调整粘 度，即获得产品。
实施例2
本实施例所述具有高硬度的水性涂料的由以下质量比的原料制成：
水性PUD树脂：水性纳米树脂：AMP-95：BYK-0304：DPnB：去离子水： 聚氨酯＝35：35：2：2：10：3：10：3，其中，水性纳米树脂质量配比组成为乙 二醇丁醚：碳化硅：二氧化硅＝30％：30％：40％。
本实施例所述水性涂料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)采用Sol-gel法将乙二醇丁醚、碳化硅和二氧化硅制备成水性纳米树脂；
(2)在步骤(1)制备的水性纳米树脂中加入水性PUD树脂，搅拌均匀后 加入BYK-0304，搅拌分散；
(3)然后加入AMP-95，再加入DPnB，最后加入聚氨酯和去离子水调整 粘度，即获得产品。
实施例3
本实施例所述具有高硬度的水性涂料的由以下质量比的原料制成：
水性PUD树脂：水性纳米树脂：AMP-95：BYK-0304：DPnB：去离子水： 聚氨酯＝42：42：4：4：15：5：15：5，其中，水性纳米树脂质量配比组成为乙 二醇丁醚：碳化硅：二氧化硅＝20％：30％：50％。
本实施例所述水性涂料的制备工艺同实施例2。
测试例1
本测试例对实施例1-3中水性涂料的硬度测试，测试结果如表-1所示。
表-1水性涂料硬度测试
由表-1可以看出，本实施例1-3中水性涂料按照日本三菱铅笔标准测试得到 的硬度皆为6H，远远超过一般的水性涂料2H～3H的硬度。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本 发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的 普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而 不脱离本发明技术方案的实质和范围。