CN116162389A - 一种高耐磨水性防滑涂料及其制备方法 - Google Patents
一种高耐磨水性防滑涂料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种高耐磨水性防滑涂料的制备方法，通过合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体树脂；利用该分散体树脂对防滑填料进行表面处理；对纳米四针状ZnO晶须进行表面处理；利用分散体树脂以及表面处理后的防滑填料和纳米ZnO晶须制备涂料料浆；利用多异氰酸酯、混合溶剂以及含异氰酸酯基团的附着力促进剂，制备固化剂；将涂料料浆与固化剂混合，制得高耐磨水性防滑涂料。本发明通过自制高强度高韧性的合成树脂为基料，成功制备出一种高强度、高耐磨、高防滑、同时兼具良好的耐化、耐侯等性能的水性防滑涂料，该涂料能有效克服现有防滑涂料存在的防滑粒料易脱落，漆膜易磨损等缺陷，从而显著提升涂层的使用寿命和安全防滑效果。
Description
技术领域
本发明涉及涂料制备技术领域，特别涉及一种高耐磨水性防滑涂料及其制备方法。
背景技术
防滑涂料在道路、天桥、体育场、舰船、机车、浮桥上均有广泛应用，以油性防滑涂料应用较多，水性防滑涂料应用较少。油性防滑涂料含有大量易挥发有机溶剂，对安全、环保、人员健康等方面有巨大隐患。在国家大力推广油改水的背景下，水性防滑涂料的研发推广势在必行。虽然水性防滑涂料相较于油性防滑涂料在环保安全上有明显优势，但在性能上存在强度低、易磨损、耐化性差、耐候性差等诸多不足。目前水性防滑涂料使用的成膜物质主要为醇酸、聚氨酯、氯化橡胶、环氧树脂等，防滑粒料主要为无机颗粒、有机树脂颗粒等。然而，以上几类成膜树脂制成的防滑涂料，难以兼顾粘结性、强度、韧性、耐磨、耐候等性能要求，且存在因防滑粒料与树脂的粘结性及包覆性较差，导致防滑粒料易脱落，漆膜易磨损等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于针对现有防滑涂料以油性为主，对环境、健康、安全存在巨大威胁；同时市面上的水性防滑涂料性能欠佳，耐磨性、耐候性及防滑效果均较差等问题，提出了一种能够满足高耐磨性要求，同时兼具良好的耐化性、耐侯性、防滑性且使用寿命长的水性防滑涂料制备方法，以满足轨道交通行业、地库路面、桥梁、体育场馆等应用场景下涂料持久防滑的实用性需求。
为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：
一种高耐磨水性防滑涂料的制备方法，所述方法包括：
合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体树脂；
利用所述分散体树脂对防滑填料进行表面处理；
对纳米四针状ZnO晶须进行表面处理；
利用所述分散体树脂以及表面处理后的所述防滑填料和所述纳米四针状ZnO晶须制备涂料料浆；
利用多异氰酸酯、混合溶剂以及含异氰酸酯基团的附着力促进剂，制备固化剂；
将所述涂料料浆与所述固化剂混合，制得高耐磨水性防滑涂料。
作为本发明的进一步改进，所述防滑填料包括：废橡胶颗粒、废聚脲颗粒、微孔不定形陶瓷颗粒和Al2O3短纤维。
作为本发明的进一步改进，所述合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体树脂包括：
以N2为保护气，将聚碳酸酯、2,2-双(羟基甲基)丙酸、N-甲基吡咯烷酮以及二月桂酸二丁基锡按比例混合后升温，随后加入六亚甲基二异氰酸酯，反应一段时间后；再加入丁二醇继续扩链反应；降温后加入三乙胺中和，得到聚氨酯预聚体；
以N2为保护气，将所述聚氨酯预聚体升温后，将已乳化好的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯以及乙烯基三甲氧基硅烷的混合物逐滴加入，同时滴加引发剂过硫酸钾，滴加完成后保温一段时间，随后降温至第一温度后加入中和剂二甲基乙醇胺进行中和反应；待降温至第二温度后，边搅拌边滴加金属交联剂，滴加完后继续搅拌至反应完成；加入去离子水进行高速剪切，得到分散体树脂。
作为本发明的进一步改进，所述合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体树脂包括：
以N2为保护气，将聚碳酸酯20-35份、2,2-双(羟基甲基)丙酸10-20份、N-甲基吡咯烷酮25-35份以及二月桂酸二丁基锡0.2-0.5份混合升温至75-80℃，加入六亚甲基二异氰酸酯，反应1.5-2h；再加入丁二醇2-5份继续扩链反应1-1.5h；降温至40-45℃，加入三乙胺中和，得到聚氨酯预聚体；
以N2为保护气，将所述聚氨酯预聚体15-30份升温至85-93℃，将已乳化好的甲基丙烯酸甲酯15-30份、丙烯酸丁酯10-15份、丙烯酸羟乙酯10-15份以及乙烯基三甲氧基硅烷2-5份的混合物逐滴加入，同时滴加引发剂过硫酸钾0.5-1份，滴加完成后保温1～2h，待降温至65～70℃后加入中和剂二甲基乙醇胺进行中和反应；降温至45～50℃，边搅拌边滴加3-8份金属交联剂，滴加完后继续搅拌至反应完成；加入40-50份去离子水进行高速剪切，得到分散体树脂。
作为本发明的进一步改进，所述利用所述分散体树脂对防滑填料进行表面处理包括：
对20-40目的废橡胶颗粒和废聚脲颗粒进行电晕处理；
在规定时间内将所述分散体树脂均匀喷涂至电晕处理后的废橡胶颗粒和废聚脲颗粒上，干燥后得到树脂包覆的有机防滑填料颗粒。
作为本发明的进一步改进，所述利用所述分散体树脂对防滑填料进行表面处理包括：
向微孔不定形陶瓷颗粒和Al2O3短纤维中加入丙二醇和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌后升温，继续搅拌一段时间后，过滤、甩干，备用；
将所述分散体树脂与处理好的微孔不定形陶瓷颗粒和Al2O3短纤维，搅拌后抽真空至负压，继续搅拌一段时间后，制得含树脂的无机防滑混料。
作为本发明的进一步改进，所述利用所述分散体树脂对防滑填料进行表面处理包括：
向40-50份微孔不定形陶瓷颗粒和5-10份Al2O3短纤维中加入35-60份丙二醇和1.5-5份γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌10-15min，随后加热至70-75℃，搅拌≥4h，过滤、甩干，备用；
将所述分散体树脂与处理好的微孔不定形陶瓷颗粒和Al2O3短纤维，机械搅拌15-30min后，抽真空至负的0.05-0.08MPA，继续搅拌≥30min，制得含树脂的无机防滑混料。
作为本发明的进一步改进，所述对纳米四针状ZnO晶须进行表面处理包括：
以N2为保护气，将ZnO晶须和乙二醇混合后升温搅拌，滴加乙烯基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯的混合物，保温搅拌，抽滤后，干燥备用；
将经表面处理的纳米四针状ZnO晶须粉体，去离子水，第一分散剂以及第一消泡剂，均匀混合后得到纳米填料预分散浆。
作为本发明的进一步改进，所述对纳米四针状ZnO晶须进行表面处理包括：
以N2为保护气，将5-10份ZnO晶须和50-60份乙二醇加热至48～52℃搅拌30～40min，滴加3-5份乙烯基三乙氧基硅烷和30-50份正硅酸乙酯的混合物，保温搅拌8～10h，抽滤，干燥后备用；
将经表面处理的纳米四针状ZnO晶须粉体30-35份，去离子水65-70份，第一分散剂2-5份，第一消泡剂0.1-0.3份，分别加入到分散釜中，开启分散1000-1500r/min，分散30-60min，得到纳米填料预分散浆。
作为本发明的进一步改进，利用所述分散体树脂以及表面处理后的所述防滑填料和所述纳米四针状ZnO晶须制备涂料料浆包括：
将水15-25份，钛白粉10-20份，硫酸钡粉20-30份，长石粉20-30份，硅灰石粉10-20份，分散剂5-8份，防沉剂2-4份以及消泡剂0.2-0.5份均匀混合后研磨至粒度小于20μm，制得填料浆；
将所述分散体树脂50-60份，所述填料浆20-30份，所述纳米填料预分散浆10-20份，润湿剂0.4-0.8份，消泡剂0.2-0.6份，流平剂0.2-0.6份，助溶剂3-6份以及紫外光吸收剂1-3份均匀混合后过100目筛，制得漆浆；
将制得的所述漆浆50-60份，所述树脂包覆的有机防滑填料颗粒10-20份，所述含树脂的无机防滑混料20-40份均匀混合后，制得涂料料浆。
作为本发明的进一步改进，所述利用多异氰酸酯、混合溶剂以及含异氰酸酯基团的附着力促进剂，制备固化剂包括：
将基于HDI和IPDI衍生物的混合型多异氰酸酯65-75份，PGDA与BGA的混合溶剂25-35份；含异氰酸酯基团的附着力促进剂3～5份均匀混合后，得到固化剂。
作为本发明的进一步改进，所述涂料料浆与所述固化剂的混合比例为(3～10)：1。
本发明还提供了一种高耐磨水性防滑涂料，所述高耐磨水性防滑涂料是由前述任一项所述的制备方法制备得到。
本发明的有益效果是：
本发明提供的高耐磨水性防滑涂料的制备方法，通过合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体树脂；利用所述分散体树脂对防滑填料进行表面处理；对纳米四针状ZnO晶须进行表面处理；利用分散体树脂以及表面处理后的防滑填料和纳米四针状ZnO晶须制备涂料料浆；利用多异氰酸酯、混合溶剂以及含异氰酸酯基团的附着力促进剂，制备固化剂；将涂料料浆与固化剂混合，制得高耐磨水性防滑涂料。通过以上方式，本发明通过自制高强度高韧性的合成树脂为基料，成功制备出了一种高强度、高耐磨、防滑性能优异、同时兼具良好的耐化、耐侯等性能的水性防滑涂料，该涂料能够兼顾粘结性、强度、韧性、耐磨、耐候等性能要求，有效克服现有防滑涂料存在的防滑粒料易脱落，漆膜易磨损等缺陷，从而显著提高涂层的使用时间和安全防滑效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本发明的高耐磨水性防滑涂料的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种满足高强度、高耐磨性要求的水性防滑涂料制备方法。该涂料是一种耐化性好，耐候性好，耐磨性好，防滑性优良，使用寿命长的水性防滑涂料，可有效满足轨道交通行业、地库路面、桥梁、体育场馆等对防滑性能要求较高的应用场景下涂层持久防滑的实用性需求。具体而言，本发明使用自合成水性硅改性羟基丙烯酸自交联树脂作为基料，配以颜料、填料、助剂、偶联剂、助溶剂、防滑剂、防滑物料等混合为甲组份，再以异氰酸酯、附着力促进剂为固化剂的乙组分，两组分混合为水性双组份防滑涂料。同时，选用无机纤维、无机防滑颗粒、有机防滑颗粒及晶须粉料相结合的形式，实现涂料涂层的高防滑、高耐磨性能，提高涂层的使用时间和安全防滑效果。下面可参阅图1所示，对本发明的高耐磨水性防滑涂料的制备方法进行详细说明：
1.合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体：
1.1制备聚氨酯预聚体；
组装好带搅拌器、冷凝回流管、温度计、滴液漏斗的四口反应釜，加入计量好的聚碳酸酯(PCD)20-35份、2,2-双(羟基甲基)丙酸(DMPA)10-20份、N-甲基吡咯烷酮(NMP)25-35份、二月桂酸二丁基锡(DBTDL)0.2-0.5份，通入N2保护，升温至75-80℃，加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，反应1.5-2h。再加入丁二醇2-5份继续扩链反应1-1.5h；降温至40-45℃，加入三乙胺(ETA)中和得到预聚体。
1.2合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体；
将制备好的预聚体15-30份倒入反应釜中，充入氮气，升温至85-93℃，将已乳化好的甲基丙烯酸甲酯(MMA)15-30份、丙烯酸丁酯(BA)10-15份、丙烯酸羟乙酯(HEA)10-15份、乙烯基三甲氧基硅烷(YDH-171)2-5份混合物滴加到反应釜中，同时滴加引发剂过硫酸钾(KBS)0.5-1份，3h滴加完毕后，滴加完剩余引发剂保温1～2h。降温至65～70℃后加入中和剂二甲基乙醇胺(DMEA)进行中和反应30min。降温至45～50摄氏度，继续搅拌，滴加金属交联剂3-8份，滴加完后继续搅拌反应1h。加入定量去离子水40-50份进行高速剪切，得到分散体树脂。
2.防滑填料的处理：
2.1有机防滑颗粒表面处理；
有机防滑颗粒为废橡胶颗粒和废聚脲颗粒，将废旧轮胎及废聚脲粉碎、筛选出20-40目颗粒。将有机颗粒放入电晕处理机电晕处理后，在规定时间内将步骤1制得的分散体树脂均匀喷涂到颗粒上，进行树脂包覆，干燥后得到树脂包覆的有机防滑填料颗粒。
2.2无机防滑材料的表面处理；
无机防滑材料为微孔不定形陶瓷颗粒和Al2O3短纤维，向带有冷凝回流管的搅拌釜中加入定量丙二醇35-60份和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1.5-5份，将微孔不定形陶瓷颗粒40-50份和Al2O3短纤维5-10份加入其中，搅拌10-15min，分散均匀。通导热油加热到70-75℃，搅拌≥4h，过滤、甩干。分别向搅拌釜中加入前述制得的分散体树脂和处理好的微孔不定形陶瓷颗粒和Al2O3短纤维，机械搅拌15-30min后，抽真空到负的0.05-0.08MPA，继续搅拌≥30min，使得树脂充分浸润到陶瓷颗粒的空隙中，即制得含树脂的无机防滑材料混合物，出料待用。
3.功能性纳米填料预分散浆制备：
3.1纳米四针状ZnO晶须的表面处理；
组装好带搅拌器、冷凝回流管、温度计、滴液漏斗的反应釜，定量加入ZnO晶须5-10份和乙二醇50-60份，加热到48～52℃搅拌30～40min。通氮气保护，滴加乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)3-5份和正硅酸乙酯(TEOS)30-50份混合物，保温搅拌8～10h。抽滤，干燥。
将表面处理好的纳米四针状ZnO晶须粉体30-35份，去离子水65-70份，分散剂2-5份，消泡剂0.1-0.3份，分别加入到分散釜中，开启分散1000-1500r/min，分散30-60min，得到纳米填料预分散浆。其中分散剂可以选用非离子改性脂肪酸衍生物TEGO740W，消泡剂可以选用聚醚硅氧烷共聚物TEGO901W。
4.制备填料浆：
将水15-25份，钛白粉10-20份，硫酸钡粉20-30份，长石粉20-30份，硅灰石粉10-20份，分散剂5-8份，防沉剂2-4份以及消泡剂0.2-0.5份，添加到分散机中，高速分散均匀，然后导入砂磨机中，研磨至粒度小于20μm，即成填料浆。其中：分散剂可以选用阴离子型聚合物TEGO755W，防沉剂可以选用聚酰胺蜡胺盐PA670，消泡剂可以选用氟硅氧烷改性的有机硅脱泡剂TEGO931或改性聚有机硅氧烷EFKA2025。
5.制备漆浆(不含防滑粒料)：
将分散体树脂50-60份，填料浆20-30份，纳米填料预分散浆10-20份，润湿剂0.4-0.8份，消泡剂0.2-0.6份，流平剂0.2-0.6份，助溶剂3-6份以及紫外光吸收剂1-3份添加到分散机中，高速分散均匀，用100目滤网过滤产出漆浆。其中，润湿剂可以选用有机硅表面活性剂TEGO280或乙炔二元醇表面活性剂FS-204E，消泡剂可以选用聚醚硅氧烷共聚物BYK021，流平剂可以选用丙烯酸脂类BYK381和聚醚改性的聚二甲基硅氧烷BYK378，助溶剂可以选用二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、聚甲氧基二甲醚，紫外光吸收剂可以选用苯并三氮唑类Tinuvin1130和受阻胺光稳定剂BASF2020。
6.制备涂料料浆：
将制备好的漆浆50-60份，处理好的有机防滑颗粒10-20份，处理好的无机防滑材料混合物20-40份添加到分散机中，低中速分散均匀，产出涂料料浆。
7.制备固化剂：
将基于HDI和IPDI衍生物的混合型多异氰酸酯65-75份，混合溶剂PGDA+BGA(1：1)，25-35份；含异氰酸酯基团的附着力促进剂3～5份添加到分散机中，搅拌均匀即可。其中HDI异氰酸酯固化剂可以选用万华270，IPDI异氰酸酯固化剂可以选用科思创Z4470MPA/X，附着力促进剂可以选用A-LINK35。
使用方法：
将涂料料浆和固化剂按(3～10)：1的比例混合均匀后，用滚筒或毛刷直接涂刷即可。
经测试由上述方法制得的高耐磨水性防滑涂料的各项性能参数均能够满足以下条件：
划叉试验/级：0级按GB/T31586.2-2015规定进行；
耐冲击性(正冲)：＞80cm按GB/T1732规定进行；
弯曲试验：≤10mm按GB/T6742-2007规定进行；
耐水性：≥2000h按GB/T1733-1993甲法规定进行；
耐盐水性[NaCl,5％(wt)]:≥1500h按GB/T9274-1988甲法规定进行；
耐硫酸性[H2SO4,5％(wt)]:≥1000h按GB/T9274-1988甲法规定进行；
耐醋酸性[HAC,5％(wt)]:≥480h按GB/T9274-1988甲法规定进行；
耐氢氧化钠性[NaOH,5％(wt)]:≥720h按GB/T9274-1988甲法规定进行；
耐汽油性[200#]：≥1500h按GB/T9274-1988甲法规定进行；
耐机油性：≥1500h按GB/T9274-1988甲法规定进行；
耐磨性(不含防滑材料，750r/1000g)：≤15mg按GB/T1768-2006规定进行，采用CS-10型砂轮；
耐磨性(含防滑材料，750r/1000g)：≤10mg按GB/T1768-2006规定进行，采用CS-10型砂轮；
摩擦系数：≥1.3(干态)；≥0.9(湿态)按GB/T9263规定进行；
耐人工气候老化性：≥2500h按GB/T14522-2008附录C中“暴露周期类型7”规定进行。
与现有技术相比本发明至少具有以下优点：
1.本发明中所使用的树脂为自合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸树脂，该树脂含有聚氨酯硬链段，可实现自交联，所用固化剂为柔韧型IPDI+HDI混合物并复配含异氰酸酯基团的附着力促进剂。除树脂本身可自交联外，树脂中的羟基(-OH)基团与固化剂的异氰酸酯(-NCO)基团、附着力促进剂(NCO-R-SiY3)的异氰酸酯(-NCO)基团发生交联反应，由于分子量不同、空间位阻不同，造成交联速度不同，树脂程递进网状交联形式，实现体系多重交联，同时附着力促进剂(NCO-R-SiY3)里的Y基团水解成的硅羟基(Si-OH)可加强与基材及无机粉料的附着力，增强漆膜的内聚力，形成既有高强度又有强韧性且附着力好的漆膜涂层。
2.防滑填料选用的为有机颗粒(废橡胶颗粒、废聚脲颗粒)与无机颗粒(微孔不定形陶瓷颗粒)和无机纤维(Al2O3短纤维)的组合，从而可以充分利用有机颗粒柔韧耐磨，但防滑性能稍差；而无机填料具备优异的防滑性能，但坚硬易磨损的特点，使两者形成优势互补，进而使涂料具备优异且持久的防滑耐磨性能。此外，通过电晕及树脂表面包覆处理，克服了橡胶和聚脲材料由于表面能低与树脂结合力差导致的有机颗粒易脱落的缺点，利于废旧橡胶和聚脲材料的回收利用，利于保护环境，提升性能的同时降低成本。
3.采用醇类溶剂、硅烷偶联剂对微孔不定形陶瓷颗粒、Al2O3短纤维在机械并加热作用下进行处理后，加入分散剂树脂搅拌。从而在无机防滑材料表面成功接枝上活性基团，可与树脂基团形成化学键结合，从而提高无机材料与树脂的结合力；部分Al2O3短纤维与微孔不定形陶瓷颗粒在机械作用下形成互穿结构，且树脂对微孔不定形陶瓷颗粒形成填充，在漆膜成型时，树脂与颗粒、纤维相互包覆、填充、增强，成为一个统一整体。提高物料与树脂的结合力，增强防滑效果，增强树脂强度及韧性，从而提高耐磨性。
4.本发明中选用的纳米填料为纳米四针状ZnO晶须，微观为三维四针状立体结构，利于提高漆膜强度、韧性、内聚力、耐磨性，可各向同性地改善材料的物理性能。由于纳米ZnO颗粒间受范德华力和库仑力影响，使得纳米颗粒难以分散，制浆时需要添加大量分散剂长时间高速度机械搅拌研磨，易造成纳米ZnO的四针状构型被破坏，且浆料的储存稳定性差，易团聚，不能长期保存，以至于难以充分发挥其各向同性的性能。采用氧化硅沉积技术对其表面改性，将SiO2以膜形式包覆于ZnO晶须之上，SiO2在各向晶须上沉积生长，使得其在微观上三维各向表现出“雪晶”状态，加强了其各向同性的物理性能，且有利于纳米粉料的均匀分散，从而减少分散剂用量，在工艺上可实现低转速分散生产浆料，保证了晶型的完整，生产的浆料不团聚、稳定性好，可以长期保存，进而充分发挥纳米材料的性能。
涂层耐磨性是涂层对抗机械摩擦的抵抗能力，表述的是在机械摩擦作用力条件下，材料抵抗从母体剥落的程度，是涂层硬度、韧性、附着力、内聚力综合效应的体现。所合成的树脂含有大量硬段聚合物及硬段单体，可提高漆膜硬度；柔韧性固化剂可改善漆膜韧性；反应基团的多重交联形成漆膜致密的交联网状形式及含反应基团的附着力助剂的使用，利于提高漆膜的硬度、耐磨性、耐化性、附着力；纳米粉料ZnO的各向同性的特性具有降低漆膜所受应力、提高韧性、耐磨性、抗开裂的优点；有机防滑颗粒的柔韧特性，在受到外力冲击或摩擦力时产生形变，可以抵消部分作用力，且有机颗粒属于高分子材料，其强韧特性使其在摩擦中会产生磨伤而不易磨掉的现象；无机陶瓷颗粒为不规则形状、多边锐角、多孔、坚硬，可以提高漆膜的防滑性能、耐磨性；Al2O3短纤维坚韧耐磨，填充于漆膜中，其不仅在树脂、粉料、有机防滑颗粒、多孔陶瓷颗粒间形成物理上的穿插、缠绕，在经过表面改性后，Al2O3短纤维表面接枝的化学基团可与树脂基团形成化学键合，在漆膜中提供类似于“钢筋”的加强作用。而且在漆膜表面磨损后，由于Al2O3硬度高于漆膜，不易磨损，部分Al2O3短纤维露出漆面，竖向露出的纤维端部以“竖钉”的形式增加漆膜摩擦力，横向露出的纤维以“横杠”的形式降低摩擦面，保护下面的漆膜不受磨损。故而以上树脂及增强体系可以明显提高涂层的耐磨性。
下面结合具体的实施例对本发明的高耐磨水性防滑涂料的制备方法进行举例说明。
实施例1
本实施例提供了一种高耐磨水性防滑涂料的制备方法，包括以下步骤：
1.合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体：
1.1制备聚氨酯预聚体；
组装好带搅拌器、冷凝回流管、温度计、滴液漏斗的四口反应釜，加入计量好的聚碳酸酯(PCD)25g、2,2-双(羟基甲基)丙酸(DMPA)20g、N-甲基吡咯烷酮(NMP)35g、二月桂酸二丁基锡(DBTDL)0.3g，通入N2保护，升温至75℃，加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)15g，反应1h后，加入丁二醇(BDO)3g、继续反应1h。降温至40℃，加入三乙胺(ETA)中和得到预聚体。
1.2合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体；
将制备好的预聚体20g倒入反应釜中，充入氮气，升温至85℃，将已乳化好的甲基丙烯酸甲酯(MMA)20g、丙烯酸丁酯(BA)10g、丙烯酸羟乙酯(HEA)10g、乙烯基三甲氧基硅烷(YDH-171)2g混合物滴加到反应釜中，同时滴加引发剂过硫酸钾(KBS)0.5g，3h滴加完毕后，滴加完剩余引发剂保温1h。降温至70℃后加入中和剂二甲基乙醇胺(DMEA)，调节PH值到8左右，中和反应30min。降温至50摄氏度，继续搅拌，滴加金属交联剂ESP21，3g，滴加完后继续搅拌反应1h。加入定量去离子水35g进行高速剪切，得到分散体树脂。
2.防滑填料的处理：
2.1有机防滑颗粒表面处理；
有机防滑颗粒为废橡胶颗粒和废聚脲颗粒，将废旧轮胎及废聚脲粉碎、筛选出20-40目颗粒。将有机颗粒放入电晕处理机电晕处理后，将步骤1制得的分散体树脂均匀喷涂到颗粒上，进行树脂包覆，干燥后得到树脂包覆的有机防滑填料颗粒。
2.2无机防滑材料的表面处理；
无机防滑材料为微孔不定形陶瓷颗粒和Al2O3短纤维，向带有冷凝回流管的搅拌釜中加入定量丙二醇35g和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1.5g，将微孔不定形陶瓷颗粒40g和Al2O3短纤维5g加入其中，搅拌10min，分散均匀。通导热油加热到70℃，搅拌4h，降低温度到室温，过滤、甩干备用。分别向搅拌釜中加入前述制得的分散体树脂和处理好的微孔不定形陶瓷颗粒和Al2O3短纤维，机械搅拌15min后，抽真空到负的0.05MPA，继续搅拌30min，即制得含树脂的无机防滑材料混合物，出料待用。
3.功能性纳米填料预分散浆制备：
3.1纳米四针状ZnO晶须的表面处理；
组装好带搅拌器、冷凝回流管、温度计、滴液漏斗的反应釜，定量加入ZnO晶须5g和乙二醇50g，加热到50℃搅拌30min。通氮气保护，滴加乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)3g和正硅酸乙酯(TEOS)30g的混合物，保温搅拌8h。抽滤，干燥。
将表面处理好的纳米四针状ZnO晶须粉体30g，去离子水65g，分散剂2g，消泡剂0.1g，分别加入到分散釜中，开启分散1000r/min，分散30min，得到纳米填料预分散浆。
4.制备填料浆：
将水15g，钛白粉10g，硫酸钡粉20g，长石粉20g，硅灰石粉10g，分散剂5g，防沉剂2g以及消泡剂0.2g，添加到分散机中，高速分散均匀，然后导入砂磨机中，研磨至粒度小于20μm，即成填料浆。
5.制备漆浆(不含防滑粒料)：
将分散体树脂50g，填料浆20g，纳米填料预分散浆10g，润湿剂0.4g，消泡剂0.2g，流平剂0.2g，助溶剂3g以及紫外光吸收剂1g添加到分散机中，高速分散均匀，用100目滤网过滤产出漆浆。
6.制备涂料料浆：
将制备好的漆浆50g，处理好的有机防滑颗粒10g，处理好的无机防滑材料混合物20g添加到分散机中，低中速分散均匀，产出涂料料浆。
7.制备固化剂：
将基于HDI和IPDI衍生物的混合型多异氰酸酯65g，混合溶剂PGDA+BGA(1：1)，25g；含异氰酸酯基团的附着力促进剂3g添加到分散机中，搅拌均匀即可。
将涂料料浆和固化剂按4：1的比例混合均匀后，最终制得高耐磨水性防滑涂料。
对比例1
本对比例提供了一种水性防滑涂料的制备方法，包括以下步骤：
1.合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体：
1.1制备聚氨酯预聚体；
组装好带搅拌器、冷凝回流管、温度计、滴液漏斗的四口反应釜，加入计量好的聚碳酸酯(PCD)25g、2,2-双(羟基甲基)丙酸(DMPA)20g、N-甲基吡咯烷酮(NMP)35g、二月桂酸二丁基锡(DBTDL)0.3g，通入N2保护，升温至75℃，加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)15g，反应2h后，加入丁二醇(BDO)3g、继续反应1h。降温至40℃，加入三乙胺(ETA)中和得到预聚体。
1.2合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体；
将制备好的预聚体20g倒入反应釜中，充入氮气，升温至85℃，将已乳化好的甲基丙烯酸甲酯(MMA)20g、丙烯酸丁酯(BA)10g、丙烯酸羟乙酯(HEA)10g、乙烯基三甲氧基硅烷(YDH-171)2g混合物滴加到反应釜中，同时滴加引发剂过硫酸钾(KBS)0.5g，3h滴加完毕后，滴加完剩余引发剂保温1h。降温至70℃后加入中和剂二甲基乙醇胺(DMEA)，调节PH值到8左右，中和反应30min。降温至50摄氏度，继续搅拌，滴加金属交联剂ESP21，3g，滴加完后继续搅拌反应1h。加入定量去离子水35g进行高速剪切，得到分散体树脂。
2.有机防滑填料的处理：
有机防滑颗粒为废橡胶颗粒和废聚脲颗粒，将废旧轮胎及废聚脲粉碎、筛选出20-40目颗粒。将有机颗粒放入电晕处理机电晕处理后，将步骤1制得的分散体树脂均匀喷涂到颗粒上，进行树脂包覆，干燥后得到树脂包覆的有机防滑填料颗粒。
3.制备填料浆：
将水15g，钛白粉10g，硫酸钡粉20g，长石粉20g，硅灰石粉10g，分散剂5g，防沉剂2g以及消泡剂0.2g，添加到分散机中，高速分散均匀，然后导入砂磨机中，研磨至粒度小于20μm，即成填料浆。
4.制备漆浆(不含防滑粒料)：
将分散体树脂50g，填料浆20g，润湿剂0.4g，消泡剂0.2g，流平剂0.2g，助溶剂3g以及紫外光吸收剂1g添加到分散机中，高速分散均匀，用100目滤网过滤产出漆浆。
5.制备涂料料浆：
将制备好的漆浆50g，处理好的有机防滑颗粒10g添加到分散机中，低中速分散均匀，产出涂料料浆。
6.制备固化剂：
将基于HDI和IPDI衍生物的混合型多异氰酸酯65g，混合溶剂PGDA+BGA(1：1)，25g；含异氰酸酯基团的附着力促进剂3g添加到分散机中，搅拌均匀即可。
将涂料料浆和固化剂按4：1的比例混合均匀后，最终制得水性防滑涂料。
对比例2
本对比例提供了一种水性防滑涂料的制备方法，包括以下步骤：
1.合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体：
1.1制备聚氨酯预聚体；
组装好带搅拌器、冷凝回流管、温度计、滴液漏斗的四口反应釜，加入计量好的聚碳酸酯(PCD)25g、2,2-双(羟基甲基)丙酸(DMPA)20g、N-甲基吡咯烷酮(NMP)35g、二月桂酸二丁基锡(DBTDL)0.3g，通入N2保护，升温至75℃，加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)15g，反应2h后，加入丁二醇(BDO)3g、继续反应1h。降温至40℃，加入三乙胺(ETA)中和得到预聚体。
1.2合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体；
将制备好的预聚体20g倒入反应釜中，充入氮气，升温至85℃，将已乳化好的甲基丙烯酸甲酯(MMA)20g、丙烯酸丁酯(BA)10g、丙烯酸羟乙酯(HEA)10g、乙烯基三甲氧基硅烷(YDH-171)2g混合物滴加到反应釜中，同时滴加引发剂过硫酸钾(KBS)0.5g，3h滴加完毕后，滴加完剩余引发剂保温1h。降温至70℃后加入中和剂二甲基乙醇胺(DMEA)，调节PH值到8左右，中和反应30min。降温至50摄氏度，继续搅拌，滴加金属交联剂ESP21，3g，滴加完后继续搅拌反应1h。加入定量去离子水35g进行高速剪切，得到分散体树脂。
2.无机防滑填料的处理：
无机防滑材料为微孔不定形陶瓷颗粒，向带有冷凝回流管的搅拌釜中加入定量丙二醇35g和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1.5g，将微孔不定形陶瓷颗粒40g加入其中，搅拌10min，分散均匀。通导热油加热到70℃，搅拌4h，降低温度到室温，过滤、甩干备用。分别向搅拌釜中加入前述制得的分散体树脂和处理好的微孔不定形陶瓷颗粒，机械搅拌15min后，抽真空到负的0.05MPA，继续搅拌30min，即制得含树脂的无机防滑材料混合物，出料待用。
3.制备填料浆：
将水15g，钛白粉10g，硫酸钡粉20g，长石粉20g，硅灰石粉10g，分散剂5g，防沉剂2g以及消泡剂0.2g，添加到分散机中，高速分散均匀，然后导入砂磨机中，研磨至粒度小于20μm，即成填料浆。
4.制备漆浆(不含防滑粒料)：
将分散体树脂50g，填料浆20g，润湿剂0.4g，消泡剂0.2g，流平剂0.2g，助溶剂3g以及紫外光吸收剂1g添加到分散机中，高速分散均匀，用100目滤网过滤产出漆浆。
5.制备涂料料浆：
将制备好的漆浆50g，处理好的无机防滑材料20g添加到分散机中，低中速分散均匀，产出涂料料浆。
6.制备固化剂：
将基于HDI和IPDI衍生物的混合型多异氰酸酯65g，混合溶剂PGDA+BGA(1：1)，25g；含异氰酸酯基团的附着力促进剂3g添加到分散机中，搅拌均匀即可。
将涂料料浆和固化剂按4：1的比例混合均匀后，最终制得水性防滑涂料。
对比例3
本对比例提供了一种水性防滑涂料的制备方法，包括以下步骤：
1.合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体：
1.1制备聚氨酯预聚体；
组装好带搅拌器、冷凝回流管、温度计、滴液漏斗的四口反应釜，加入计量好的聚碳酸酯(PCD)25g、2,2-双(羟基甲基)丙酸(DMPA)20g、N-甲基吡咯烷酮(NMP)35g、二月桂酸二丁基锡(DBTDL)0.3g，通入N2保护，升温至75℃，加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)15g，反应1.5-2h后，加入丁二醇(BDO)3g、继续反应1h。降温至40℃，加入三乙胺(ETA)中和得到预聚体。
1.2合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体；
将制备好的预聚体20g倒入反应釜中，充入氮气，升温至85℃，将已乳化好的甲基丙烯酸甲酯(MMA)20g、丙烯酸丁酯(BA)10g、丙烯酸羟乙酯(HEA)10g、乙烯基三甲氧基硅烷(YDH-171)2g混合物滴加到反应釜中，同时滴加引发剂过硫酸钾(KBS)0.5g，3h滴加完毕后，滴加完剩余引发剂保温1h。降温至70℃后加入中和剂二甲基乙醇胺(DMEA)，调节PH值到8左右，中和反应30min。降温至50摄氏度，继续搅拌，滴加金属交联剂ESP21，3g，滴加完后继续搅拌反应1h。加入定量去离子水35g进行高速剪切，得到分散体树脂。
2.无机防滑填料的处理：
无机防滑材料为微孔不定形陶瓷颗粒和Al2O3短纤维，向带有冷凝回流管的搅拌釜中加入定量丙二醇35g和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1.5g，将微孔不定形陶瓷颗粒40g和Al2O3短纤维5g加入其中，搅拌10min，分散均匀。通导热油加热到70℃，搅拌4h，降低温度到室温，过滤、甩干备用。分别向搅拌釜中加入前述制得的分散体树脂和处理好的微孔不定形陶瓷颗粒和Al2O3短纤维，机械搅拌15min后，抽真空到负的0.05MPA，继续搅拌30min，即制得含树脂的无机防滑材料混合物，出料待用。
3.制备填料浆：
将水15g，钛白粉10g，硫酸钡粉20g，长石粉20g，硅灰石粉10g，分散剂5g，防沉剂2g以及消泡剂0.2g，添加到分散机中，高速分散均匀，然后导入砂磨机中，研磨至粒度小于20μm，即成填料浆。
4.制备漆浆(不含防滑粒料)：
将分散体树脂50g，填料浆20g，润湿剂0.4g，消泡剂0.2g，流平剂0.2g，助溶剂3g以及紫外光吸收剂1g添加到分散机中，高速分散均匀，用100目滤网过滤产出漆浆。
5.制备涂料料浆：
将制备好的漆浆50g，处理好的无机防滑材料混合物20g添加到分散机中，低中速分散均匀，产出涂料料浆。
6.制备固化剂：
将基于HDI和IPDI衍生物的混合型多异氰酸酯65g，混合溶剂PGDA+BGA(1：1)，25g；含异氰酸酯基团的附着力促进剂3g添加到分散机中，搅拌均匀即可。
将涂料料浆和固化剂按4：1的比例混合均匀后，最终制得水性防滑涂料。
对比例4
本对比例提供了一种水性防滑涂料的制备方法，包括以下步骤：
1.合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体：
1.1制备聚氨酯预聚体；
组装好带搅拌器、冷凝回流管、温度计、滴液漏斗的四口反应釜，加入计量好的聚碳酸酯(PCD)25g、2,2-双(羟基甲基)丙酸(DMPA)20g、N-甲基吡咯烷酮(NMP)35g、二月桂酸二丁基锡(DBTDL)0.3g，通入N2保护，升温至75℃，加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)15g，反应1.5-2h后，加入丁二醇(BDO)3g、继续反应1h。降温至40℃，加入三乙胺(ETA)中和得到预聚体。
1.2合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体；
将制备好的预聚体20g倒入反应釜中，充入氮气，升温至85℃，将已乳化好的甲基丙烯酸甲酯(MMA)20g、丙烯酸丁酯(BA)10g、丙烯酸羟乙酯(HEA)10g、乙烯基三甲氧基硅烷(YDH-171)2g混合物滴加到反应釜中，同时滴加引发剂过硫酸钾(KBS)0.5g，3h滴加完毕后，滴加完剩余引发剂保温1h。降温至70℃后加入中和剂二甲基乙醇胺(DMEA)，调节PH值到8左右，中和反应30min。降温至50摄氏度，继续搅拌，滴加金属交联剂ESP21，3g，滴加完后继续搅拌反应1h。加入定量去离子水35g进行高速剪切，得到分散体树脂。
2.防滑填料的处理：
2.1有机防滑颗粒表面处理；
有机防滑颗粒为废橡胶颗粒和废聚脲颗粒，将废旧轮胎及废聚脲粉碎、筛选出20-40目颗粒。将有机颗粒放入电晕处理机电晕处理后，将步骤1制得的分散体树脂均匀喷涂到颗粒上，进行树脂包覆，干燥后得到树脂包覆的有机防滑填料颗粒。
2.2无机防滑材料的表面处理；
无机防滑材料为微孔不定形陶瓷颗粒和Al2O3短纤维，向带有冷凝回流管的搅拌釜中加入定量丙二醇35g和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1.5g，将微孔不定形陶瓷颗粒40g和Al2O3短纤维5g加入其中，搅拌10min，分散均匀。通导热油加热到70℃，搅拌4h，降低温度到室温，过滤、甩干备用。分别向搅拌釜中加入前述制得的分散体树脂和处理好的微孔不定形陶瓷颗粒和Al2O3短纤维，机械搅拌15min后，抽真空到负的0.05MPA，继续搅拌30min，即制得含树脂的无机防滑材料混合物，出料待用。
3.制备填料浆：
将水15g，钛白粉10g，硫酸钡粉20g，长石粉20g，硅灰石粉10g，分散剂5g，防沉剂2g以及消泡剂0.2g，添加到分散机中，高速分散均匀，然后导入砂磨机中，研磨至粒度小于20μm，即成填料浆。
4.制备漆浆(不含防滑粒料)：
将分散体树脂50g，填料浆20g，润湿剂0.4g，消泡剂0.2g，流平剂0.2g，助溶剂3g以及紫外光吸收剂1g添加到分散机中，高速分散均匀，用100目滤网过滤产出漆浆。
5.制备涂料料浆：
将制备好的漆浆50g，处理好的有机防滑颗粒10g，处理好的无机防滑材料混合物20g添加到分散机中，低中速分散均匀，产出涂料料浆。
6.制备固化剂：
将基于HDI和IPDI衍生物的混合型多异氰酸酯65g，混合溶剂PGDA+BGA(1：1)，25g；含异氰酸酯基团的附着力促进剂3g添加到分散机中，搅拌均匀即可。
将涂料料浆和固化剂按4：1的比例混合均匀后，最终制得水性防滑涂料。
对比例5
本对比例提供了一种水性防滑涂料的制备方法，包括以下步骤：
1.合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体：
1.1制备聚氨酯预聚体；
组装好带搅拌器、冷凝回流管、温度计、滴液漏斗的四口反应釜，加入计量好的聚碳酸酯(PCD)25g、2,2-双(羟基甲基)丙酸(DMPA)20g、N-甲基吡咯烷酮(NMP)35g、二月桂酸二丁基锡(DBTDL)0.3g，通入N2保护，升温至75℃，加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)15g，反应1.5-2h后，加入丁二醇(BDO)3g、继续反应1h。降温至40℃，加入三乙胺(ETA)中和得到预聚体。
1.2合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体；
将制备好的预聚体20g倒入反应釜中，充入氮气，升温至85℃，将已乳化好的甲基丙烯酸甲酯(MMA)20g、丙烯酸丁酯(BA)10g、丙烯酸羟乙酯(HEA)10g、乙烯基三甲氧基硅烷(YDH-171)2g混合物滴加到反应釜中，同时滴加引发剂过硫酸钾(KBS)0.5g，3h滴加完毕后，滴加完剩余引发剂保温1h。降温至70℃后加入中和剂二甲基乙醇胺(DMEA)，调节PH值到8左右，中和反应30min。降温至50摄氏度，继续搅拌，滴加金属交联剂ESP21，3g，滴加完后继续搅拌反应1h。加入定量去离子水35g进行高速剪切，得到分散体树脂。
2.功能性纳米填料预分散浆制备：
2.1纳米四针状ZnO晶须的表面处理；
组装好带搅拌器、冷凝回流管、温度计、滴液漏斗的反应釜，定量加入ZnO晶须5g和乙二醇50g，加热到50℃搅拌30min。通氮气保护，滴加乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)3g和正硅酸乙酯(TEOS)30g的混合物，保温搅拌8h。抽滤，干燥。
将表面处理好的纳米四针状ZnO晶须粉体30g，去离子水65g，分散剂2g，消泡剂0.1g，分别加入到分散釜中，开启分散1000r/min，分散30min，得到纳米填料预分散浆。
3.制备填料浆：
将水15g，钛白粉10g，硫酸钡粉20g，长石粉20g，硅灰石粉10g，分散剂5g，防沉剂2g以及消泡剂0.2g，添加到分散机中，高速分散均匀，然后导入砂磨机中，研磨至粒度小于20μm，即成填料浆。
4.制备漆浆(不含防滑粒料)：
将分散体树脂50g，填料浆20g，纳米填料预分散浆10g，润湿剂0.4g，消泡剂0.2g，流平剂0.2g，助溶剂3g以及紫外光吸收剂1g添加到分散机中，高速分散均匀，用100目滤网过滤产出漆浆。
5.制备固化剂：
将基于HDI和IPDI衍生物的混合型多异氰酸酯65g，混合溶剂PGDA+BGA(1：1)，25g；含异氰酸酯基团的附着力促进剂3g添加到分散机中，搅拌均匀即可。
将漆浆和固化剂按4：1的比例混合均匀后，最终制得水性防滑涂料。
经测试由上述实施例1和对比例1～5制得的水性防滑涂料的各项性能参数如下表1中所示：
表1.实施例1和对比例1～5制得的水性防滑涂料的各项性能表征结果
由上表可见，实施例1为本发明的防滑涂料配方制备的漆膜性能测试，对比例1为仅添加有机防滑颗粒的漆膜性能测试，对比例2为仅添加微孔不定形陶瓷颗粒的漆膜性能测试，对比例3为仅添加微孔不定形陶瓷颗粒及Al2O3短纤维的漆膜性能测试，对比例4为仅添加有机防滑颗粒、微孔不定形陶瓷颗粒及Al2O3短纤维的漆膜性能测试，对比例5为仅添加功能性纳米ZnO填料浆的漆膜性能测试。
通过耐化性、附着力、耐老化性测试数据，例如耐水性、耐盐水性、耐硫酸性、耐醋酸性、耐氢氧化钠性、划叉试验、耐人工气候老化等测试数据可知，实施例1与对比例1～5基本一致，说明采用相同的树脂及固化剂制备的漆膜耐化性、附着力、耐老化性基本一致。
通过耐冲击性测试数据可知实施例1好于对比例1好于对比例5好于对比例4好于对比例3好于对比例2。对比例1、对比例2、对比例3与对比例4对比可知柔性有机颗粒因为受力变形的特性利于提升耐冲击性，Al2O3短纤维可以提供纤维增强作用，利于提升耐冲击性；实施例1、对比例4与对比例5对比可知改性后的纳米ZnO因其三维晶须的各项同性，可以对漆膜增强、增韧，利于提升耐冲击性；通过实施例1、对比例1-5对比可知，有机防滑颗粒、无机纤维、纳米ZnO对提升耐冲击性有协同增强作用。
通过弯曲试验测试数据可知对比例5好于实施例1好于对比例4好于对比例3好于对比例1好于对比例2。对比例1、对比例2、对比例3与对比例4对比可知柔性有机颗粒因为受力变形的特性利于提升弯曲性，刚性陶瓷颗粒因为其刚性不能形变不利于弯曲性，Al2O3短纤维可以提供纤维增强作用，利于提升弯曲性；实施例1、对比例4与对比例5对比可知改性后的纳米ZnO因其三维晶须的各项同性，可以对漆膜增强、增韧，利于提升弯曲性；通过实施例1、对比例1-5对比可知，有机防滑颗粒、无机纤维、纳米ZnO对提升弯曲性有协同增强作用。
通过耐磨性测试数据可知实施例1好于对比例4好于对比例1好于对比例3好于对比例2和对比例5。对比例1、对比例2、对比例3与对比例4对比可知，刚性陶瓷颗粒因为其高硬度可以提高漆膜耐磨性，但是在受到的外力大于其破碎强度时会造成颗粒磨损；Al2O3短纤维因其具有金属材料的硬度及韧性，利于提高耐磨性；柔性橡胶及聚脲颗粒因其具有有机高分子材料的强韧性及本身补强材料的抗磨性，利于提高耐磨性。实施例1、对比例4与对比例5对比可知改性后的纳米ZnO因其三维晶须的各项同性，在漆膜中可在各向进行增韧增强，且具有金属氧化物的硬度，利于提高耐磨性；通过实施例1、对比例1-5对比可知，有机防滑颗粒、无机防滑颗粒、无机纤维、纳米ZnO对提升耐磨性有协同增强作用。
摩擦系数测试数据可知实施例1和对比例3好于对比例2好于对比例4好于对比例1好于对比例5。对比例1与对比例2对比可知，不定形陶瓷颗粒为不规则形状、多边锐角、坚硬，可提高防滑性。对比例2与对比例3对比可知，Al2O3短纤维可以增加表观粗糙度，有利于提高防滑性。实施例1、对比例4与对比例5对比可知纳米ZnO可以增加表观粗糙度，有利于提高防滑性。
综上所述，本发明提供的高耐磨水性防滑涂料的制备方法，通过合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体树脂；利用所述分散体树脂对防滑填料进行表面处理；对纳米四针状ZnO晶须进行表面处理；利用分散体树脂以及表面处理后的防滑填料和纳米四针状ZnO晶须制备涂料料浆；利用多异氰酸酯、混合溶剂以及含异氰酸酯基团的附着力促进剂，制备固化剂；将涂料料浆与固化剂混合，制得高耐磨水性防滑涂料。通过以上方式，本发明通过自制高强度高韧性的合成树脂为基料，成功制备出了一种高强度、高耐磨、防滑性能优异、同时兼具良好的耐化、耐侯等性能的水性防滑涂料，该涂料能够兼顾粘结性、强度、韧性、耐磨、耐候等性能要求，有效克服现有防滑涂料存在的防滑粒料易脱落，漆膜易磨损等缺陷，从而显著提高涂层的使用时间和安全防滑效果。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种高耐磨水性防滑涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体树脂；
利用所述分散体树脂对防滑填料进行表面处理；
对纳米四针状ZnO晶须进行表面处理；
利用所述分散体树脂以及表面处理后的所述防滑填料和所述纳米四针状ZnO晶须制备涂料料浆；
利用多异氰酸酯、混合溶剂以及含异氰酸酯基团的附着力促进剂，制备固化剂；
将所述涂料料浆与所述固化剂混合，制得高耐磨水性防滑涂料。
2.根据权利要求1所述的高耐磨水性防滑涂料的制备方法，其特征在于，
所述防滑填料包括：废橡胶颗粒、废聚脲颗粒、微孔不定形陶瓷颗粒和Al2O3短纤维。
3.根据权利要求1或2所述的高耐磨水性防滑涂料的制备方法，其特征在于，所述合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体树脂包括：
以N2为保护气，将聚碳酸酯、2,2-双(羟基甲基)丙酸、N-甲基吡咯烷酮以及二月桂酸二丁基锡按比例混合后升温，随后加入六亚甲基二异氰酸酯，反应一段时间后；再加入丁二醇继续扩链反应；降温后加入三乙胺中和，得到聚氨酯预聚体；
以N2为保护气，将所述聚氨酯预聚体升温后，将已乳化好的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯以及乙烯基三甲氧基硅烷的混合物逐滴加入，同时滴加引发剂过硫酸钾，滴加完成后保温一段时间，随后降温至第一温度后加入中和剂二甲基乙醇胺进行中和反应；待降温至第二温度后，边搅拌边滴加金属交联剂，滴加完后继续搅拌至反应完成；加入去离子水进行高速剪切，得到分散体树脂。
4.根据权利要求3所述的高耐磨水性防滑涂料的制备方法，其特征在于，所述合成聚氨酯改性有机硅羟基丙烯酸自交联分散体树脂包括：
以N2为保护气，将聚碳酸酯20-35份、2,2-双(羟基甲基)丙酸10-20份、N-甲基吡咯烷酮25-35份以及二月桂酸二丁基锡0.2-0.5份混合升温至75-80℃，加入六亚甲基二异氰酸酯，反应1.5-2h；再加入丁二醇2-5份继续扩链反应1-1.5h；降温至40-45℃，加入三乙胺中和，得到聚氨酯预聚体；
以N2为保护气，将所述聚氨酯预聚体15-30份升温至85-93℃，将已乳化好的甲基丙烯酸甲酯15-30份、丙烯酸丁酯10-15份、丙烯酸羟乙酯10-15份以及乙烯基三甲氧基硅烷2-5份的混合物逐滴加入，同时滴加引发剂过硫酸钾0.5-1份，滴加完成后保温1～2h，待降温至65～70℃后加入中和剂二甲基乙醇胺进行中和反应；降温至45～50℃，边搅拌边滴加3-8份金属交联剂，滴加完后继续搅拌至反应完成；加入40-50份去离子水进行高速剪切，得到分散体树脂。
5.根据权利要求1所述的高耐磨水性防滑涂料的制备方法，其特征在于，所述利用所述分散体树脂对防滑填料进行表面处理包括：
对20-40目的废橡胶颗粒和废聚脲颗粒进行电晕处理；
在规定时间内将所述分散体树脂均匀喷涂至电晕处理后的废橡胶颗粒和废聚脲颗粒上，干燥后得到树脂包覆的有机防滑填料颗粒。
6.根据权利要求5所述的高耐磨水性防滑涂料的制备方法，其特征在于，所述利用所述分散体树脂对防滑填料进行表面处理包括：
向微孔不定形陶瓷颗粒和Al2O3短纤维中加入丙二醇和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌后升温，继续搅拌一段时间后，过滤、甩干，备用；
将所述分散体树脂与处理好的微孔不定形陶瓷颗粒和Al2O3短纤维，搅拌后抽真空至负压，继续搅拌一段时间，制得含树脂的无机防滑混料。
7.根据权利要求6所述的高耐磨水性防滑涂料的制备方法，其特征在于，所述利用所述分散体树脂对防滑填料进行表面处理包括：
向40-50份微孔不定形陶瓷颗粒和5-10份Al2O3短纤维中加入35-60份丙二醇和1.5-5份γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌10-15min，随后加热至70-75℃，搅拌≥4h，过滤、甩干，备用；
将所述分散体树脂与处理好的微孔不定形陶瓷颗粒和Al2O3短纤维，机械搅拌15-30min后，抽真空至负的0.05-0.08MPA，继续搅拌≥30min，制得含树脂的无机防滑混料。
8.根据权利要求6所述的高耐磨水性防滑涂料的制备方法，其特征在于，所述对纳米四针状ZnO晶须进行表面处理包括：
以N2为保护气，将ZnO晶须和乙二醇混合后升温搅拌，滴加乙烯基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯的混合物，保温搅拌，抽滤后，干燥备用；
将经表面处理的纳米四针状ZnO晶须粉体，去离子水，第一分散剂以及第一消泡剂，均匀混合后得到纳米填料预分散浆。
9.根据权利要求8所述的高耐磨水性防滑涂料的制备方法，其特征在于，所述对纳米四针状ZnO晶须进行表面处理包括：
以N2为保护气，将5-10份ZnO晶须和50-60份乙二醇加热至48～52℃搅拌30～40min，滴加3-5份乙烯基三乙氧基硅烷和30-50份正硅酸乙酯的混合物，保温搅拌8～10h，抽滤，干燥后备用；
将经表面处理的纳米四针状ZnO晶须粉体30-35份，去离子水65-70份，第一分散剂2-5份，第一消泡剂0.1-0.3份，分别加入到分散釜中，开启分散1000-1500r/min，分散30-60min，得到纳米填料预分散浆。
10.根据权利要求8所述的高耐磨水性防滑涂料的制备方法，其特征在于，利用所述分散体树脂以及表面处理后的所述防滑填料和所述纳米四针状ZnO晶须制备涂料料浆包括：
将水15-25份，钛白粉10-20份，硫酸钡粉20-30份，长石粉20-30份，硅灰石粉10-20份，第二分散剂5-8份，防沉剂2-4份以及第二消泡剂0.2-0.5份均匀混合后研磨至粒度小于20μm，制得填料浆；
将所述分散体树脂50-60份，所述填料浆20-30份，所述纳米填料预分散浆10-20份，润湿剂0.4-0.8份，第二消泡剂0.2-0.6份，流平剂0.2-0.6份，助溶剂3-6份以及紫外光吸收剂1-3份均匀混合后过100目筛，制得漆浆；
将制得的所述漆浆50-60份，所述树脂包覆的有机防滑填料颗粒10-20份，所述含树脂的无机防滑混料20-40份均匀混合后，制得涂料料浆。
11.根据权利要求1所述的高耐磨水性防滑涂料的制备方法，其特征在于，所述利用多异氰酸酯、混合溶剂以及含异氰酸酯基团的附着力促进剂，制备固化剂包括：
将基于HDI和IPDI衍生物的混合型多异氰酸酯65-75份，PGDA与BGA的混合溶剂25-35份；含异氰酸酯基团的附着力促进剂3～5份均匀混合后，得到固化剂。
12.根据权利要求1所述的高耐磨水性防滑涂料的制备方法，其特征在于，
所述涂料料浆与所述固化剂的混合比例为(3～10)：1。
13.一种高耐磨水性防滑涂料，其特征在于，
所述高耐磨水性防滑涂料是由权利要求1-12任一项所述的制备方法制备得到。
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