技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体地，涉及一种用于手机外壳的防水涂料及其制备方法。
背景技术
人们出行时均会携带手机，利用手机拍照、通讯以及购物等。但在户外使用手机时，不可避免的会存在与水或液体接触的情况，若在此情况下使用手机，就必须保证手机具有一定的防水功能。
申请号为CN201711299596.X的发明专利公开了一种手机用透明防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按下述重量份称取或量取各原料组分：
纳米氮化钛1-3份；纳米碳化硅1-3份；纳米二氧化硅1-3份；纳米蒙脱土4-6份；聚丙烯 酸丁酯乳液10-20份；聚乙烯醇5-7份；硼酸0.15-0.45份；缔合型增稠剂0.5份-1.5份；丙二 醇2-3份；蒸馏水4-6份；乙醇47.05-71.35份；
（2）将聚乙烯醇、缔合型增稠剂、硼酸、丙二醇、蒸馏水以及乙醇混合，以800-1500转/分 钟的速度搅拌20-40分钟，冷却至室温后，得到混合物一；
（3）将聚丙烯酸丁酯乳液与混合物一混合，并以1000-3000转/分钟的速度搅拌3-5分 钟，冷却后到室温后得到混合物二；
（4）将混合物二降温至3-6℃后，加入纳米蒙脱土，并以4000-6000转/分钟的速度搅拌 20-30分钟，搅拌过程中始终维持3-6℃的温度；搅拌停止后，在3-6℃温度下放置18-24小 时，然后回温至室温，得到混合物三；
（5）将纳米氮化钛、纳米碳化硅以及纳米二氧化硅加入混合物三中，手动搅拌30-60秒 后，以4000-6000转/分钟的速度搅拌20-30分钟；然后超声分散10-20分钟，所得液体混合物 冷却至室温后，得到手机用透明防水涂料。该发明制备获得的透明防水涂料在用于手机形成防水保护层后，具有良好的耐久性，覆有该防水保护层的智能手机持续使用30天后，仍然具有良好的防水性能。但防水性能还有待提高。
申请公布号为CN201711299574.3的发明专利公开一种手机用透明防水涂料，该涂料是由以下重量份的各组分混合而成：纳米氮化钛：1-3份、纳米碳化硅1-3份、纳米二氧化硅：1-3份、纳米蒙脱土：4-6份、聚丙烯酸丁酯乳液：10-20份、聚乙烯醇：5-7份、硼酸：0.15-0.45份、缔合型增稠剂：0.5份-1.5份、丙二醇：2-3份、蒸馏水：4-6份、乙醇：47.05-71.35份。该发明制备获得的透明防水涂料在用于手机形成防水保护层后，具有良好的耐久性，覆有该防水保护层的智能手机持续使用30天后，仍然具有良好的防水性能。但防水性能还有待提高。
为了解决上述问题，本发明提供一种用于手机外壳的防水涂料及制备方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于手机外壳的防水涂料及制备方法。
根据本发明提供的一种用于手机外壳的防水涂料，所述的用于手机外壳的防水涂料包括如下重量份数的原料：填料5-11份、纳米蒙脱6-15份、金红型钛白粉3-7份、端羟基聚硅氧烷3-11份、氧化石墨稀2-8份、彩色聚氨酯乳液7-12份、有机硅改性聚氨酯预聚物3-9份。
本发明的涂料，是用于手机外壳防水的，对涂料的配方进行了改进和调整，在配方中添加了填料、纳米蒙脱、金红型钛白粉、端羟基聚硅氧烷、氧化石墨稀、彩色聚氨酯乳液、有机硅改性聚氨酯预聚物，上述各成分以本发明特定的量进行配比，制备得到的涂料防水性能显著提高。
优选地，所述的用于手机外壳的防水涂料包括如下重量份数的原料：填料7-11份、纳米蒙脱8-15份、金红型钛白粉3-6份、端羟基聚硅氧烷5-11份、氧化石墨稀4-8份、彩色聚氨酯乳液8-12份、有机硅改性聚氨酯预聚物5-9份。
由上述配方制备得到的涂料用于手机外壳后，防水效果较好，其中，端羟基聚硅氧烷5-11份、氧化石墨稀4-8份、彩色聚氨酯乳液8-12份、有机硅改性聚氨酯预聚物5-9份协调反应。
优选地，所述的用于手机外壳的防水涂料包括如下重量份数的原料：填料8份、纳米蒙脱9份、金红型钛白粉5份、端羟基聚硅氧烷7份、氧化石墨稀6份、彩色聚氨酯乳液9份、有机硅改性聚氨酯预聚物7份。
由上述配方制备得到的涂料用于手机外壳后，防水效果较好，其中，端羟基聚硅氧烷7份、氧化石墨稀6份、彩色聚氨酯乳液9份、有机硅改性聚氨酯预聚物7份协调反应。
优选地，所述氧化石墨稀的制备：将40份浓盐酸在搅拌下缓慢加入到3份石墨粉和3份硝酸钠混合物中，控制体系温度小于9℃，加完搅拌均匀，后缓慢加入21份高锰酸钾，在45℃下反应8小时，升温至70℃后再反应1小时，之后缓慢加入500份去离子水和浓度为35%的过氧化氢，反应至没有气泡产生后，过滤，洗涤，用32%的NaOH调节pH到7，超声3h即可。
添加氧化石墨烯可以使涂料具有较好的力学性能和耐久性，涂料的抗渗性和也得到一定程度的提高，不仅改善了涂料的整体性能，而且环境友好、无污染。
优选地，所述金红型钛白粉的粒径小于100微米。
添加金红型钛白粉，提高了涂料的耐候性，即使在太阳光的直射下本发明的涂料也有好的耐候性。
优选地，所述填料为纳米氮化钛。
本发明的填料为纳米氮化钛，为涂料提供了极佳的耐久性，本发明的涂料在干燥成膜后能形成具有良好防水性能、良好耐久性的保护层。
优选地，所述彩色聚氨酯乳液包括芳香族二异氰酸酯、聚二元醇、扩链剂、有机中和剂及水。
优选地，所述芳香族二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
优选地，所述有机硅改性聚氨酯预聚物的制备方法如下：
（1）将 100份单羟基聚二甲基硅氧烷，34份二异氰酸酯混合在催化剂作用下于60℃下反应1h，再加入20份三羟甲基丙烷，继续反应2h，制备出含有有机硅长链的扩链剂；
（2）将60份聚酯多元醇/聚醚多元醇，20份异氰酸酯单体在70℃下反应6h，加入12份步骤（1）制备得到的扩链剂在90℃下反应4h，即可。
有机硅改性聚氨酯预聚物具有优异的耐老化性能和长期的耐水、防污等性能，添加到涂料中可以提高涂料的耐老化性能和长期的耐水、防污等性能。
一种用于手机外壳的防水涂料的制备方法，所述制备方法包括如下工序：
所述制备方法包括如下工序：
步骤一、按重量份数称取填料、纳米蒙脱、金红型钛白粉、端羟基聚硅氧烷、氧化石墨稀、彩色聚氨酯乳液、有机硅改性聚氨酯预聚物；
步骤二、将端羟基聚硅氧烷、氧化石墨稀、彩色聚氨酯乳液、有机硅改性聚氨酯预聚物混合，以900-1200转/分钟的速度搅拌30-40分钟，冷却至室温后，得到混合物一；
步骤三、将填料、纳米蒙脱、金红型钛白粉加入混合物一中，手动搅拌40-60秒后，以5000-6000转/分钟的速度搅拌25-30分钟，然后超声分散15-20分钟，冷却至室温后，即可。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明提供的一种用于手机外壳的防水涂料，本发明的涂料，是用于手机外壳防水的，对涂料的配方进行了改进和调整，在配方中添加了填料、纳米蒙脱、金红型钛白粉、端羟基聚硅氧烷、氧化石墨稀、彩色聚氨酯乳液、有机硅改性聚氨酯预聚物，上述各成分以本发明特定的量进行配比，制备得到的涂料防水性能显著提高。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供的一种用于手机外壳的防水涂料，所述的用于手机外壳的防水涂料包括如下重量份数的原料：填料11份、纳米蒙脱6份、金红型钛白粉7份、端羟基聚硅氧烷3份、氧化石墨稀8份、彩色聚氨酯乳液7份、有机硅改性聚氨酯预聚物9份。
作为优选方案，所述氧化石墨稀的制备：将40份浓盐酸在搅拌下缓慢加入到3份石墨粉和3份硝酸钠混合物中，控制体系温度小于9℃，加完搅拌均匀，后缓慢加入21份高锰酸钾，在45℃下反应8小时，升温至70℃后再反应1小时，之后缓慢加入500份去离子水和浓度为35%的过氧化氢，反应至没有气泡产生后，过滤，洗涤，用32%的NaOH调节pH到7，超声3h即可。
作为优选方案，所述金红型钛白粉的粒径小于100微米。
作为优选方案，所述填料为纳米氮化钛。
作为优选方案，所述彩色聚氨酯乳液包括芳香族二异氰酸酯、聚二元醇、扩链剂、有机中和剂及水。
作为优选方案，所述芳香族二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
作为优选方案，所述有机硅改性聚氨酯预聚物的制备方法如下：
（1）将 100份单羟基聚二甲基硅氧烷，34份二异氰酸酯混合在催化剂作用下于60℃下反应1h，再加入20份三羟甲基丙烷，继续反应2h，制备出含有有机硅长链的扩链剂；
（2）将60份聚酯多元醇/聚醚多元醇，20份异氰酸酯单体在70℃下反应6h，加入12份步骤（1）制备得到的扩链剂在90℃下反应4h，即可。
一种用于手机外壳的防水涂料的制备方法，所述制备方法包括如下工序：
所述制备方法包括如下工序：
步骤一、按重量份数称取填料、纳米蒙脱、金红型钛白粉、端羟基聚硅氧烷、氧化石墨稀、彩色聚氨酯乳液、有机硅改性聚氨酯预聚物；
步骤二、将端羟基聚硅氧烷、氧化石墨稀、彩色聚氨酯乳液、有机硅改性聚氨酯预聚物混合，以1200转/分钟的速度搅拌30分钟，冷却至室温后，得到混合物一；
步骤三、将填料、纳米蒙脱、金红型钛白粉加入混合物一中，手动搅拌60秒后，以5000转/分钟的速度搅拌30分钟，然后超声分散15分钟，冷却至室温后，即可。
实施例2
本实施例提供的一种用于手机外壳的防水涂料，所述的用于手机外壳的防水涂料包括如下重量份数的原料：填料7份、纳米蒙脱15份、金红型钛白粉3份、端羟基聚硅氧烷11份、氧化石墨稀4份、彩色聚氨酯乳液12份、有机硅改性聚氨酯预聚物5份。
作为优选方案，所述氧化石墨稀的制备：将40份浓盐酸在搅拌下缓慢加入到3份石墨粉和3份硝酸钠混合物中，控制体系温度小于9℃，加完搅拌均匀，后缓慢加入21份高锰酸钾，在45℃下反应8小时，升温至70℃后再反应1小时，之后缓慢加入500份去离子水和浓度为35%的过氧化氢，反应至没有气泡产生后，过滤，洗涤，用32%的NaOH调节pH到7，超声3h即可。
作为优选方案，所述金红型钛白粉的粒径小于100微米。
作为优选方案，所述填料为纳米氮化钛。
作为优选方案，所述彩色聚氨酯乳液包括芳香族二异氰酸酯、聚二元醇、扩链剂、有机中和剂及水。
作为优选方案，所述芳香族二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
作为优选方案，所述有机硅改性聚氨酯预聚物的制备方法如下：
（1）将 100份单羟基聚二甲基硅氧烷，34份二异氰酸酯混合在催化剂作用下于60℃下反应1h，再加入20份三羟甲基丙烷，继续反应2h，制备出含有有机硅长链的扩链剂；
（2）将60份聚酯多元醇/聚醚多元醇，20份异氰酸酯单体在70℃下反应6h，加入12份步骤（1）制备得到的扩链剂在90℃下反应4h，即可。
一种用于手机外壳的防水涂料的制备方法，所述制备方法包括如下工序：
所述制备方法包括如下工序：
步骤一、按重量份数称取填料、纳米蒙脱、金红型钛白粉、端羟基聚硅氧烷、氧化石墨稀、彩色聚氨酯乳液、有机硅改性聚氨酯预聚物；
步骤二、将端羟基聚硅氧烷、氧化石墨稀、彩色聚氨酯乳液、有机硅改性聚氨酯预聚物混合，以900转/分钟的速度搅拌40分钟，冷却至室温后，得到混合物一；
步骤三、将填料、纳米蒙脱、金红型钛白粉加入混合物一中，手动搅拌40秒后，以6000转/分钟的速度搅拌25分钟，然后超声分散20分钟，冷却至室温后，即可。
实施例3
本实施例提供的一种用于手机外壳的防水涂料，所述的用于手机外壳的防水涂料包括如下重量份数的原料：填料8份、纳米蒙脱9份、金红型钛白粉5份、端羟基聚硅氧烷7份、氧化石墨稀6份、彩色聚氨酯乳液9份、有机硅改性聚氨酯预聚物7份。
作为优选方案，所述氧化石墨稀的制备：将40份浓盐酸在搅拌下缓慢加入到3份石墨粉和3份硝酸钠混合物中，控制体系温度小于9℃，加完搅拌均匀，后缓慢加入21份高锰酸钾，在45℃下反应8小时，升温至70℃后再反应1小时，之后缓慢加入500份去离子水和浓度为35%的过氧化氢，反应至没有气泡产生后，过滤，洗涤，用32%的NaOH调节pH到7，超声3h即可。
作为优选方案，所述金红型钛白粉的粒径小于100微米。
作为优选方案，所述填料为纳米氮化钛。
作为优选方案，所述彩色聚氨酯乳液包括芳香族二异氰酸酯、聚二元醇、扩链剂、有机中和剂及水。
作为优选方案，所述芳香族二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
作为优选方案，所述有机硅改性聚氨酯预聚物的制备方法如下：
（1）将 100份单羟基聚二甲基硅氧烷，34份二异氰酸酯混合在催化剂作用下于60℃下反应1h，再加入20份三羟甲基丙烷，继续反应2h，制备出含有有机硅长链的扩链剂；
（2）将60份聚酯多元醇/聚醚多元醇，20份异氰酸酯单体在70℃下反应6h，加入12份步骤（1）制备得到的扩链剂在90℃下反应4h，即可。
一种用于手机外壳的防水涂料的制备方法，所述制备方法包括如下工序：
所述制备方法包括如下工序：
步骤一、按重量份数称取填料、纳米蒙脱、金红型钛白粉、端羟基聚硅氧烷、氧化石墨稀、彩色聚氨酯乳液、有机硅改性聚氨酯预聚物；
步骤二、将端羟基聚硅氧烷、氧化石墨稀、彩色聚氨酯乳液、有机硅改性聚氨酯预聚物混合，以950转/分钟的速度搅拌35分钟，冷却至室温后，得到混合物一；
步骤三、将填料、纳米蒙脱、金红型钛白粉加入混合物一中，手动搅拌50秒后，以5500转/分钟的速度搅拌25分钟，然后超声分散20分钟，冷却至室温后，即可。
实施例4
实验测试：
按照实施例1、实施例2、实施例3的方法制备涂料，作为实验例，同时按照专利号为CN201711299574.3的方法制备涂料，作为对比例，将上述涂料分别涂刷在相同的手机上，进行浸水性能检测，通过将手机浸水处理后查看是否能正常工作来判断防水性能。结果如下
指标 实施例1 实施例2 实施例3 对比例 浸水1小时 正常 正常 正常 正常 浸水6小时 正常 正常 正常 不正常 浸水8小时 正常 正常 正常 不正常
上表数据显示：
实施例1、实施例2、实施例3和对比例的在浸水1小时后都可以正常使用，当手机在浸水6小时后实施例1、实施例2、实施例3都可以正常使用，而对比是不可以正常使用的，当手机在浸水8小时后实施例1、实施例2、实施例3都可以正常使用，而对比是不可以正常使用的，可以看出涂刷了本发明的涂料的手机能够适应更长的浸水时间，证明了本发明的涂料防水性远远好于现有技术。
综上所述，本发明提供的一种用于手机外壳的防水涂料具有显著的防水效果。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。