本发明公开了一种玻璃用的高性能涂料，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯树脂34‑38份、苯丙乳液15‑19份、醋丙乳液16‑22份、改性聚碳酸酯6‑10份、附着力促进剂4‑8份、聚硅氧烷粉末憎水剂3‑5份、纳米有机硅乳液2‑5份、纳米氧化锌6‑10份。本发明的目的是提供一种玻璃用的高性能涂料，该玻璃涂料无毒绿色环保，耐水性好，具有较高的使用价值和良好的应用前景。
一种玻璃用的高性能涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃涂料技术领域，具体涉及一种玻璃用的高性能涂料及其制备方法。
背景技术
玻璃是非晶无机非金属材料，一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料，另外加入少量辅助原料制成的，它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物，普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸盐复盐，是一种无规则结构的非晶态固体，广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物，另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃，和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等，有时把一些透明的塑料也称作有机玻璃。
现有中国专利文献(公开号：CN105273593B)公开了一种水性单组份玻璃涂料，由以下原料制成：环氧树脂、甲基三氯硅烷、聚氨酯乳液、ATO分散液、丙烯酸改性环氧树脂、氨基树脂、二元醇醚、二乙胺、非离子缔合型聚氨酯、聚二甲基硅氧烷、去离子水，该玻璃涂料中甲基三氯硅烷刺鼻恶臭，涂料不是绿色环保型，易潮解，降低涂料性能。
中国专利文献(公开号：CN104293027B)公开了一种乳液型玻璃涂料，所述乳液型玻璃涂料由下列组份组成，按重量百分百计为：丙烯酸聚合物乳液，40-60％；改性环氧树脂，0.1-1％；固化剂，1-6％；助溶剂，3-25％；助剂，0.1-1％；酸性催化剂，0.5-5％；色浆，1-10％；偶联剂，1-1.5％，该玻璃耐水性能较差，仍需进一步改善。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种玻璃用的高性能涂料，该玻璃涂料无毒绿色环保，耐水性好，具有较高的使用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种玻璃用的高性能涂料，包括以下重量份的原料：
水性聚氨酯树脂34-38份、苯丙乳液15-19份、醋丙乳液16-22份、改性聚碳酸酯6-10份、附着力促进剂4-8份、聚硅氧烷粉末憎水剂3-5份、纳米有机硅乳液2-5份、纳米氧化锌6-10份。
优选地，所述玻璃用的高性能涂料包括以下重量份的原料：
水性聚氨酯树脂36份、苯丙乳液17份、醋丙乳液19份、改性聚碳酸酯8份、附着力促进剂6份、聚硅氧烷粉末憎水剂4份、纳米有机硅乳液3.5份、纳米氧化锌8份。
优选地，所述醋丙乳液采用醋酸乙烯酯作为硬单体，丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛脂作为软单体经过乳液聚合制得。
优选地，所述改性聚碳酸酯制备方法为将石墨烯加入到浓硫酸中，超声分散1-2h，随后再加入浓硝酸，磁力搅拌45-55min，在150℃油浴下加热，随后离心，用乙醇清洗至溶液中性，再干燥，得到酸化石墨，将聚碳酸酯、酸化石墨、丙酮混合搅拌，随后送入干燥箱中进行干燥，保温45-55min，即得改性聚碳酸酯。
优选地，所述浓硫酸、浓硝酸物质的质量比为3:1。
优选地，所述附着力促进剂为硅烷偶联剂。
优选地，所述硅烷偶联剂结构为RSi(OM)3，其中M为甲基，R为环氧改性饱和有机团。
优选地，所述填料为纳米级珍珠粉。
本发明提供了一种玻璃用的高性能涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将水性聚氨酯树脂、苯丙乳液、醋丙乳液、改性聚碳酸酯置于真空状态下搅拌，搅拌速度150-170r/min，搅拌时间25-35min，得到混合物A；
步骤三，将步骤二得到混合物A、附着力促进剂、聚硅氧烷粉末憎水剂、纳米有机硅乳液、纳米氧化锌加入高速混合机中混合，搅拌速度1200-1300r/min，搅拌时间为65-75min，随后进行真空脱泡，再固化，即得本发明的玻璃用的高性能涂料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明以水性聚氨酯树脂搭配协调苯丙乳液、醋丙乳液，水性聚氨酯树脂机械性能优异、相容性好，与苯丙乳液、醋丙乳液相协同，提高防水性能，原料之间相互搭配，组成的涂料综合性能可有效改善。
(2)醋丙乳液价格低、环保无毒，但耐水耐碱差，因此改变其功能单体制备出醋丙乳液，防水性能好，苯丙乳液在聚合过程中用苯乙烯代替丙烯酸甲酯，因此其防水性好，二者可起到协同作用，提高防水效果。
(3)聚碳酸酯具有较高的透光性能，耐候性佳，但耐水性较差，酸化石墨烯引入羟基、羧基提高其活性，将二者复合改性，易与苯丙乳液、醋丙乳液等结合，继而整体上改善防水、透光性能。
(4)从实施例3及对比例1-4得出，未添加醋丙乳液耐水天数降低了五天，未添加改性聚碳酸酯透光率降低了2.9％，实施例3相对于对比例4透光率提高了4.0％，耐水天数提高了6天，提高率为60％，耐水性能具有显著改善。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的本发明提供了一种玻璃用的高性能涂料，包括以下重量份的原料：
水性聚氨酯树脂34份、苯丙乳液15份、醋丙乳液16份、改性聚碳酸酯6份、附着力促进剂4份、聚硅氧烷粉末憎水剂3份、纳米有机硅乳液2份、纳米氧化锌6份。
本实施例的醋丙乳液采用醋酸乙烯酯作为硬单体，丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛脂作为软单体经过乳液聚合制得。
本实施例的改性聚碳酸酯制备方法为将石墨烯加入到浓硫酸中，超声分散1h，随后再加入浓硝酸，磁力搅拌45min，在150℃油浴下加热，随后离心，用乙醇清洗至溶液中性，再干燥，得到酸化石墨，将聚碳酸酯、酸化石墨、丙酮混合搅拌，随后送入干燥箱中进行干燥，保温45min，即得改性聚碳酸酯。
本实施例的浓硫酸、浓硝酸物质的质量比为3:1。
本实施例的附着力促进剂为硅烷偶联剂。
本实施例的硅烷偶联剂结构为RSi(OM)3，其中M为甲基，R为环氧改性饱和有机团。
本实施例的填料为纳米级珍珠粉。
本实施例的一种玻璃用的高性能涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将水性聚氨酯树脂、苯丙乳液、醋丙乳液、改性聚碳酸酯置于真空状态下搅拌，搅拌速度150r/min，搅拌时间25min，得到混合物A；
步骤三，将步骤二得到混合物A、附着力促进剂、聚硅氧烷粉末憎水剂、纳米有机硅乳液、纳米氧化锌加入高速混合机中混合，搅拌速度1200r/min，搅拌时间为65min，随后进行真空脱泡，再固化，即得本发明的玻璃用的高性能涂料。
实施例2.
本实施例的本发明提供了一种玻璃用的高性能涂料，包括以下重量份的原料：
水性聚氨酯树脂38份、苯丙乳液19份、醋丙乳液22份、改性聚碳酸酯10份、附着力促进剂8份、聚硅氧烷粉末憎水剂5份、纳米有机硅乳液5份、纳米氧化锌10份。
本实施例的醋丙乳液采用醋酸乙烯酯作为硬单体，丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛脂作为软单体经过乳液聚合制得。
本实施例的改性聚碳酸酯制备方法为将石墨烯加入到浓硫酸中，超声分散2h，随后再加入浓硝酸，磁力搅拌55min，在150℃油浴下加热，随后离心，用乙醇清洗至溶液中性，再干燥，得到酸化石墨，将聚碳酸酯、酸化石墨、丙酮混合搅拌，随后送入干燥箱中进行干燥，保温55min，即得改性聚碳酸酯。
本实施例的浓硫酸、浓硝酸物质的质量比为3:1。
本实施例的附着力促进剂为硅烷偶联剂。
本实施例的硅烷偶联剂结构为RSi(OM)3，其中M为甲基，R为环氧改性饱和有机团。
本实施例的填料为纳米级珍珠粉。
本实施例的一种玻璃用的高性能涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将水性聚氨酯树脂、苯丙乳液、醋丙乳液、改性聚碳酸酯置于真空状态下搅拌，搅拌速度170r/min，搅拌时间35min，得到混合物A；
步骤三，将步骤二得到混合物A、附着力促进剂、聚硅氧烷粉末憎水剂、纳米有机硅乳液、纳米氧化锌加入高速混合机中混合，搅拌速度1300r/min，搅拌时间为75min，随后进行真空脱泡，再固化，即得本发明的玻璃用的高性能涂料。
实施例3.
本实施例的本发明提供了一种玻璃用的高性能涂料，包括以下重量份的原料：
水性聚氨酯树脂36份、苯丙乳液17份、醋丙乳液19份、改性聚碳酸酯8份、附着力促进剂6份、聚硅氧烷粉末憎水剂4份、纳米有机硅乳液3.5份、纳米氧化锌8份。
本实施例的醋丙乳液采用醋酸乙烯酯作为硬单体，丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛脂作为软单体经过乳液聚合制得。
本实施例的改性聚碳酸酯制备方法为将石墨烯加入到浓硫酸中，超声分散1.5h，随后再加入浓硝酸，磁力搅拌50min，在150℃油浴下加热，随后离心，用乙醇清洗至溶液中性，再干燥，得到酸化石墨，将聚碳酸酯、酸化石墨、丙酮混合搅拌，随后送入干燥箱中进行干燥，保温50min，即得改性聚碳酸酯。
本实施例的浓硫酸、浓硝酸物质的质量比为3:1。
本实施例的附着力促进剂为硅烷偶联剂。
本实施例的硅烷偶联剂结构为RSi(OM)3，其中M为甲基，R为环氧改性饱和有机团。
本实施例的填料为纳米级珍珠粉。
本实施例的一种玻璃用的高性能涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将水性聚氨酯树脂、苯丙乳液、醋丙乳液、改性聚碳酸酯置于真空状态下搅拌，搅拌速度160r/min，搅拌时间30min，得到混合物A；
步骤三，将步骤二得到混合物A、附着力促进剂、聚硅氧烷粉末憎水剂、纳米有机硅乳液、纳米氧化锌加入高速混合机中混合，搅拌速度1250r/min，搅拌时间为70min，随后进行真空脱泡，再固化，即得本发明的玻璃用的高性能涂料。
对比例1.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加醋丙乳液。
对比例2.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加改性聚碳酸酯。
对比例3.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加纳米有机硅乳液。
对比例4.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是采用中国专利文献(公开号：CN105273593B)公开了一种水性单组份玻璃涂料中实施例1的原料及方法。
实施例3及对比例1-4性能测试结果如下
从实施例3及对比例1-4得出，未添加醋丙乳液耐水天数降低了五天，未添加改性聚碳酸酯透光率降低了2.9％，实施例3相对于对比例4透光率提高了4.0％，耐水天数提高了6天，提高率为60％，耐水性能具有显著改善。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
1.一种玻璃用的高性能涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
水性聚氨酯树脂34-38份、苯丙乳液15-19份、醋丙乳液16-22份、改性聚碳酸酯6-10份、附着力促进剂4-8份、聚硅氧烷粉末憎水剂3-5份、纳米有机硅乳液2-5份、纳米氧化锌6-10份。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃用的高性能涂料，其特征在于，所述玻璃用的高性能涂料包括以下重量份的原料：
水性聚氨酯树脂36份、苯丙乳液17份、醋丙乳液19份、改性聚碳酸酯8份、附着力促进剂6份、聚硅氧烷粉末憎水剂4份、纳米有机硅乳液3.5份、纳米氧化锌8份。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃用的高性能涂料，其特征在于，所述醋丙乳液采用醋酸乙烯酯作为硬单体，丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛脂作为软单体经过乳液聚合制得。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃用的高性能涂料，其特征在于，所述改性聚碳酸酯制备方法为将石墨烯加入到浓硫酸中，超声分散1-2h，随后再加入浓硝酸，磁力搅拌45-55min，在150℃油浴下加热，随后离心，用乙醇清洗至溶液中性，再干燥，得到酸化石墨，将聚碳酸酯、酸化石墨、丙酮混合搅拌，随后送入干燥箱中进行干燥，保温45-55min，即得改性聚碳酸酯。
5.根据权利要求4所述的一种玻璃用的高性能涂料，其特征在于，所述浓硫酸、浓硝酸物质的质量比为3:1。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃用的高性能涂料，其特征在于，所述附着力促进剂为硅烷偶联剂。
7.根据权利要求6所述的一种玻璃用的高性能涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂结构为RSi(OM)3，其中M为甲基，R为环氧改性饱和有机团。
8.根据权利要求1所述的一种玻璃用的高性能涂料，其特征在于，所述填料为纳米级珍珠粉。
9.一种制备如权利要求1或2所述的玻璃用的高性能涂料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将水性聚氨酯树脂、苯丙乳液、醋丙乳液、改性聚碳酸酯置于真空状态下搅拌，搅拌速度150-170r/min，搅拌时间25-35min，得到混合物A；
步骤三，将步骤二得到混合物A、附着力促进剂、聚硅氧烷粉末憎水剂、纳米有机硅乳液、纳米氧化锌加入高速混合机中混合，搅拌速度1200-1300r/min，搅拌时间为65-75min，随后进行真空脱泡，再固化，即得本发明的玻璃用的高性能涂料。
