本发明涉及一种涂料及其制备方法，具体涉及一种热水器用绝缘隔热涂料及其制备方法。
背景技术：
热水器，为有限范围提供热水的工具，多以对水加热的能源分类，如用天然气、煤气、太阳能或电能加热的热水炉。用煤气或太阳能加热的热水器多为洗浴用提供热水，用电能加热的有为洗浴也有为饮用提供热水的，不论何种热水器皆应每年定期捡修，以防发生意外事故，为保障消费者安全，目前热水器再说使用时的外表面容易烫伤人员，永久了容易漏电等，随着科学技术的进步和发展，新材料作为21世纪的三大龙头行业之一，显然尤为重要，在一定程度上也代表着国家的工业进步和发展，涂料作为耐腐蚀材料是最为重要的领域之一，涂料是涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装饰或其他特殊功能，如绝缘、防锈、防霉、耐热等的一类液体或固体材料。涂料的种类很多，其配方不同所能达到的特殊功能就不一样，一种用于热水器的隔热涂料成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种热水器用绝缘隔热涂料及其制备方法，该制备方法简单易行，制备出的涂料具有良好的耐磨性以及隔热绝缘性能，且易于保存。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种热水器用绝缘隔热涂料，该涂料按质量份数计包括以下组分：
水性羟基丙烯酸树脂：40-48份，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液：20-30份，碳化硅微粉：15-20份，自制磷酸二氢铝：30-45份，分散剂：5-9份，消泡剂：1-3份，流平剂：2-4份，SiO2气凝胶：5-8份，成膜助剂：4-7份，螯合剂：6-9份，增稠剂：3-5份，溶剂：20-30份，其中：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液按质量份数计包括以下组分：聚氧化丙烯二醇： 10-15份，二羟甲基丙酸：10-15份，异氟尔酮二异氰酸酯：5-10份，三乙醇胺： 5-10份，丙烯酸：15-20份，乙二胺：3-5份；
分散剂为纳米二氧化硅；消泡剂为Tego 810消泡剂；流平剂为有机硅类湿流平剂 Tego 410；成膜助剂二丙二醇丁醚；螯合剂为酒石酸；增稠剂为非离子缔合型聚氨酯增稠剂 RM2020；溶剂为去离子水或正丁醇。
本发明进一步限定的技术方案为：
前述热水器用绝缘隔热涂料中，该涂料按质量份数计包括以下组分：
水性羟基丙烯酸树脂：40份，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液：20份，碳化硅微粉：15份，自制磷酸二氢铝：30份，分散剂：5份，消泡剂：1份，流平剂：2份，SiO2气凝胶：5份，成膜助剂：4份，螯合剂：6份，增稠剂：3份，溶剂：20份，其中：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液按质量份数计包括以下组分：聚氧化丙烯二醇： 10份，二羟甲基丙酸：10份，异氟尔酮二异氰酸酯：5份，三乙醇胺： 5份，丙烯酸：15份，乙二胺：3份。
前述热水器用绝缘隔热涂料中，该涂料按质量份数计包括以下组分：
水性羟基丙烯酸树脂：48份，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液：30份，碳化硅微粉：20份，自制磷酸二氢铝：45份，分散剂：9份，消泡剂：3份，流平剂：4份，SiO2气凝胶：8份，成膜助剂：7份，螯合剂：9份，增稠剂：5份，溶剂：30份，其中：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液按质量份数计包括以下组分：聚氧化丙烯二醇：15份，二羟甲基丙酸：15份，异氟尔酮二异氰酸酯：10份，三乙醇胺： 10份，丙烯酸：20份，乙二胺：5份。
前述热水器用绝缘隔热涂料中，该涂料按质量份数计包括以下组分：
水性羟基丙烯酸树脂：44份，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液：25份，碳化硅微粉：18份，自制磷酸二氢铝：38份，分散剂：7份，消泡剂：2份，流平剂：3份，SiO2气凝胶：6份，成膜助剂：5份，螯合剂：7份，增稠剂：4份，溶剂：25份，其中：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液按质量份数计包括以下组分：聚氧化丙烯二醇： 13份，二羟甲基丙酸：13份，异氟尔酮二异氰酸酯：8份，三乙醇胺： 8份，丙烯酸：18份，乙二胺：4份。
前述热水器用绝缘隔热涂料中，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液制备方法为：
首先制备水性聚氨酯乳液:在三口烧瓶中加入聚氧化丙烯二醇、二羟甲基丙酸和少量丙酮，通入氮气，升温到80℃，在加入异佛尔酮二异氰酸酯和少量催化剂，反应0.5h,然后将温度降到40℃以下，再加入少量三乙胺，反应0.5h后在高速搅拌下加入去离子水，搅拌速度为1000-1200r/min,分散半小时后加入适量乙二胺扩链，得到水性聚氨酯乳液，固体含量控制在30-40%；
其次制备聚丙烯酸酯乳液：在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入去离子水、乳化剂和引发剂，温度升到70-80℃开始滴加丙烯酸单体和KPS水溶液，滴完将反应温度降到室温后加入氨水，调整PH=7-8，过滤，得到丙烯酸乳液；
在搅拌下，取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液放进烧瓶中，搅拌得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液。
前述热水器用绝缘隔热涂料中，自制磷酸二氢铝的制备方法如下：
a.将85%的磷酸进行稀释作为基料，稀释加水使得磷酸含量为50%，将稀释好的磷酸溶液置于恒温加热磁力搅拌器上，边搅拌边加热到85-90℃；
b.再以5-7g/min的速度缓慢向上述磷酸溶液中加入氢氧化铝，同时升温到110-120℃，保持此温度加热1-1.5h制得澄清透明粘稠液。过程中应及时补水，以保证各物质量浓度一定。加去离子水并不断搅拌直至透明，调整溶液的pH值，使得溶液的pH值为1.5-2.0，冷却，调整溶液比重，即得到自制液体状磷酸二氢铝；
c.将自制液体状磷酸二氢铝置于真空干燥箱中烘干4-5h，真空干燥箱温度为60-65℃，最后的到自制固体状磷酸二氢铝。
本发明还涉及一种热水器用绝缘隔热涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）将磷酸二氢铝、水性羟基丙烯酸树脂和水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液混合并调匀，充分混合，用高速分散机以300-400r/min的转速对涂料进行分散50-60min，以确保涂层液混合均匀，然后加入碳化硅微粉、SiO2气凝胶继续搅拌20-30min；
（2）向步骤（1）中依次加入螯合剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂、流平剂、增稠剂及溶剂，用高速分散机以200-300r/min的转速对涂料进行分散1-2h，即得到该热水器用绝缘隔热涂料。
本发明的有益效果是：
本发明中采用自制磷酸二氢铝的方法工艺简单，设备要求低，制备过程无污染物排放，环保清洁，制得的磷酸二氢铝均匀、纯净。
本发明中加入的螯合剂酒石酸可以和铝离子形成螯合物，可以有效避免沉淀的生成，延长涂料的保存时间，并且在以后使用中不影响涂料的效果。
本发明中采用聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液兼具聚氨酯、丙烯酸酯的特定，具有耐磨、耐水性佳和力学性能好等优点，可以弥补单一的聚氨酯乳液或丙烯酸乳液的不足。本发明通过加入碳化硅微粉、，碳化硅微分是一种陶瓷材料，具有很好的耐磨性、优异的热稳定性，、碳化硅微粉、均匀地分散在涂料中，使得该涂料具有很好的耐磨效果。
具体实施方式
实施例1
本实施例提高一种热水器用绝缘隔热涂料，该涂料按质量份数计包括以下组分：
水性羟基丙烯酸树脂：40份，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液：20份，碳化硅微粉：15份，自制磷酸二氢铝：30份，分散剂：5份，消泡剂：1份，流平剂：2份，SiO2气凝胶：5份，成膜助剂：4份，螯合剂：6份，增稠剂：3份，溶剂：20份，其中：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液按质量份数计包括以下组分：聚氧化丙烯二醇： 10份，二羟甲基丙酸：10份，异氟尔酮二异氰酸酯：5份，三乙醇胺： 5份，丙烯酸：15份，乙二胺：3份；
分散剂为纳米二氧化硅；消泡剂为Tego 810消泡剂；流平剂为有机硅类湿流平剂 Tego 410；成膜助剂二丙二醇丁醚；螯合剂为酒石酸；增稠剂为非离子缔合型聚氨酯增稠剂 RM2020；溶剂为去离子水；
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液制备方法为：
首先制备水性聚氨酯乳液:在三口烧瓶中加入聚氧化丙烯二醇、二羟甲基丙酸和少量丙酮，通入氮气，升温到80℃，在加入异佛尔酮二异氰酸酯和少量催化剂，反应0.5h,然后将温度降到40℃以下，再加入少量三乙胺，反应0.5h后在高速搅拌下加入去离子水，搅拌速度为1000r/min,分散半小时后加入适量乙二胺扩链，得到水性聚氨酯乳液，固体含量控制在30%；
其次制备聚丙烯酸酯乳液：在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入去离子水、乳化剂和引发剂，温度升到70℃开始滴加丙烯酸单体和KPS水溶液，滴完将反应温度降到室温后加入氨水，调整PH=7，过滤，得到丙烯酸乳液；
在搅拌下，取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液放进烧瓶中，搅拌得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液。
自制磷酸二氢铝的制备方法如下：
a.将85%的磷酸进行稀释作为基料，稀释加水使得磷酸含量为50%，将稀释好的磷酸溶液置于恒温加热磁力搅拌器上，边搅拌边加热到85℃；
b.再以5g/min的速度缓慢向上述磷酸溶液中加入氢氧化铝，同时升温到110℃，保持此温度加热1h制得澄清透明粘稠液。过程中应及时补水，以保证各物质量浓度一定。加去离子水并不断搅拌直至透明，调整溶液的pH值，使得溶液的pH值为1.5，冷却，调整溶液比重，即得到自制液体状磷酸二氢铝；
c.将自制液体状磷酸二氢铝置于真空干燥箱中烘干4h，真空干燥箱温度为60℃，最后的到自制固体状磷酸二氢铝。
上述热水器用绝缘隔热涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）将磷酸二氢铝、水性羟基丙烯酸树脂和水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液混合并调匀，充分混合，用高速分散机以300r/min的转速对涂料进行分散50min，以确保涂层液混合均匀，然后加入碳化硅微粉、SiO2气凝胶继续搅拌20min；
（2）向步骤（1）中依次加入螯合剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂、流平剂、增稠剂及溶剂，用高速分散机以200r/min的转速对涂料进行分散1h，即得到该热水器用绝缘隔热涂料。
实施例2
本实施例提高一种热水器用绝缘隔热涂料，该涂料按质量份数计包括以下组分：
水性羟基丙烯酸树脂：48份，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液：30份，碳化硅微粉：20份，自制磷酸二氢铝：45份，分散剂：9份，消泡剂：3份，流平剂：4份，SiO2气凝胶：8份，成膜助剂：7份，螯合剂：9份，增稠剂：5份，溶剂：30份，其中：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液按质量份数计包括以下组分：聚氧化丙烯二醇：15份，二羟甲基丙酸：15份，异氟尔酮二异氰酸酯：10份，三乙醇胺： 10份，丙烯酸：20份，乙二胺：5份；
分散剂为纳米二氧化硅；消泡剂为Tego 810消泡剂；流平剂为有机硅类湿流平剂 Tego 410；成膜助剂二丙二醇丁醚；螯合剂为酒石酸；增稠剂为非离子缔合型聚氨酯增稠剂 RM2020；溶剂为正丁醇。
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液制备方法为：
首先制备水性聚氨酯乳液:在三口烧瓶中加入聚氧化丙烯二醇、二羟甲基丙酸和少量丙酮，通入氮气，升温到80℃，在加入异佛尔酮二异氰酸酯和少量催化剂，反应0.5h,然后将温度降到40℃以下，再加入少量三乙胺，反应0.5h后在高速搅拌下加入去离子水，搅拌速度为1200r/min,分散半小时后加入适量乙二胺扩链，得到水性聚氨酯乳液，固体含量控制在40%；
其次制备聚丙烯酸酯乳液：在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入去离子水、乳化剂和引发剂，温度升到80℃开始滴加丙烯酸单体和KPS水溶液，滴完将反应温度降到室温后加入氨水，调整PH=8，过滤，得到丙烯酸乳液；
在搅拌下，取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液放进烧瓶中，搅拌得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液。
自制磷酸二氢铝的制备方法如下：
a.将85%的磷酸进行稀释作为基料，稀释加水使得磷酸含量为50%，将稀释好的磷酸溶液置于恒温加热磁力搅拌器上，边搅拌边加热到90℃；
b.再以7g/min的速度缓慢向上述磷酸溶液中加入氢氧化铝，同时升温到120℃，保持此温度加热1.5h制得澄清透明粘稠液。过程中应及时补水，以保证各物质量浓度一定。加去离子水并不断搅拌直至透明，调整溶液的pH值，使得溶液的pH值为2.0，冷却，调整溶液比重，即得到自制液体状磷酸二氢铝；
c.将自制液体状磷酸二氢铝置于真空干燥箱中烘干5h，真空干燥箱温度为65℃，最后的到自制固体状磷酸二氢铝。
上述热水器用绝缘隔热涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）将磷酸二氢铝、水性羟基丙烯酸树脂和水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液混合并调匀，充分混合，用高速分散机以400r/min的转速对涂料进行分散60min，以确保涂层液混合均匀，然后加入碳化硅微粉、SiO2气凝胶继续搅拌30min；
（2）向步骤（1）中依次加入螯合剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂、流平剂、增稠剂及溶剂，用高速分散机以300r/min的转速对涂料进行分散2h，即得到该热水器用绝缘隔热涂料。
实施例3
本实施例提高一种热水器用绝缘隔热涂料，该涂料按质量份数计包括以下组分：
水性羟基丙烯酸树脂：44份，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液：25份，碳化硅微粉：18份，自制磷酸二氢铝：38份，分散剂：7份，消泡剂：2份，流平剂：3份，SiO2气凝胶：6份，成膜助剂：5份，螯合剂：7份，增稠剂：4份，溶剂：25份，其中：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液按质量份数计包括以下组分：聚氧化丙烯二醇： 13份，二羟甲基丙酸：13份，异氟尔酮二异氰酸酯：8份，三乙醇胺： 8份，丙烯酸：18份，乙二胺：4份；
分散剂为纳米二氧化硅；消泡剂为Tego 810消泡剂；流平剂为有机硅类湿流平剂 Tego 410；成膜助剂二丙二醇丁醚；螯合剂为酒石酸；增稠剂为非离子缔合型聚氨酯增稠剂 RM2020；溶剂为去离子水。
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液制备方法为：
首先制备水性聚氨酯乳液:在三口烧瓶中加入聚氧化丙烯二醇、二羟甲基丙酸和少量丙酮，通入氮气，升温到80℃，在加入异佛尔酮二异氰酸酯和少量催化剂，反应0.5h,然后将温度降到40℃以下，再加入少量三乙胺，反应0.5h后在高速搅拌下加入去离子水，搅拌速度为1100r/min,分散半小时后加入适量乙二胺扩链，得到水性聚氨酯乳液，固体含量控制在30-40%；
其次制备聚丙烯酸酯乳液：在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入去离子水、乳化剂和引发剂，温度升到75℃开始滴加丙烯酸单体和KPS水溶液，滴完将反应温度降到室温后加入氨水，调整PH=7，过滤，得到丙烯酸乳液；
在搅拌下，取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液放进烧瓶中，搅拌得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液。
自制磷酸二氢铝的制备方法如下：
a.将85%的磷酸进行稀释作为基料，稀释加水使得磷酸含量为50%，将稀释好的磷酸溶液置于恒温加热磁力搅拌器上，边搅拌边加热到88℃；
b.再以6g/min的速度缓慢向上述磷酸溶液中加入氢氧化铝，同时升温到115℃，保持此温度加热1.2h制得澄清透明粘稠液。过程中应及时补水，以保证各物质量浓度一定。加去离子水并不断搅拌直至透明，调整溶液的pH值，使得溶液的pH值为1.8，冷却，调整溶液比重，即得到自制液体状磷酸二氢铝；
c.将自制液体状磷酸二氢铝置于真空干燥箱中烘干4h，真空干燥箱温度为63℃，最后的到自制固体状磷酸二氢铝。
上述热水器用绝缘隔热涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）将磷酸二氢铝、水性羟基丙烯酸树脂和水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液混合并调匀，充分混合，用高速分散机以350r/min的转速对涂料进行分散55min，以确保涂层液混合均匀，然后加入碳化硅微粉、SiO2气凝胶继续搅拌25min；
（2）向步骤（1）中依次加入螯合剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂、流平剂、增稠剂及溶剂，用高速分散机以250r/min的转速对涂料进行分散1，即得到该热水器用绝缘隔热涂料。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。