本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种自清洁水性防滑涂料及其制备方法。
背景技术：
目前防滑涂料以油性居多，水性防滑涂料应用很少。油性防滑涂料其中会添加大量苯类、醇类、酮类等易挥发有机溶剂，在生产、储存、运输、使用过程中都有易燃易爆的风险，并且对人体健康及环境安全有较大危害。水性防滑涂料在应用中存在强度不足、易磨损、耐化性差、耐候性差等诸多不足。为增加摩擦力，防滑涂料中添加大量的防滑颗粒，密集的防滑颗粒造成涂层表面存在很多孔洞和间隙，这些孔洞和间隙容易积存油污、灰尘等污物，从而影响防滑性能和外观美观，缩短涂料的使用寿命。目前市面上的水性防滑涂料性能欠佳，耐化性、耐候性及防滑效果均较差，在使用中容易被油污及灰尘污染，影响使用效果和使用寿命。
基于目前的防滑涂料存在的技术缺陷，有必要对此进行改进。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提出了一种自清洁水性防滑涂料及其制备方法，至少部分解决现有技术中存在的技术问题。
第一方面，本发明提供了一种自清洁水性防滑涂料，包括a组分和b组分，其中a组分包括以下原料：氟碳羟基丙烯酸树脂、填料浆、润湿剂、第二消泡剂、流平剂、助溶剂及防滑颗粒；b组分包括亲水性脂肪族多异氰酸酯和混合溶剂；
其中，填料浆包括以下原料：水、纳米二氧化钛、疏水性纳米二氧化硅、硫酸钡、分散剂、第一消泡剂、防沉剂、防滑剂、耐磨粉、有机硅聚合物、紫外线吸收剂。
可选的，所述的自清洁水性防滑涂料，所述防滑颗粒包括玻璃纤维、橡胶颗粒和石英砂颗粒的混合物。
可选的，所述的自清洁水性防滑涂料，所述分散剂包括乙烯基树脂型酰胺聚合物；
和/或，所述防沉剂包括改性硅酸镁铝；
和/或，所述第一消泡剂为改性聚二甲基硅氧烷；
和/或，所述第二消泡剂为炔二醇消泡剂；
和/或，所述防滑剂包括烯酸聚合物；
和/或，所述耐磨粉包括三氧化二铝粉末；
和/或，所述有机硅聚合物包括羟基有机硅低聚物。
可选的，所述的自清洁水性防滑涂料，所述防滑颗粒的制备方法为：将玻璃纤维、橡胶颗粒和石英砂颗粒混合后，使用偶联剂进行表面处理，即得防滑颗粒。
可选的，所述的自清洁水性防滑涂料，所述偶联剂包括环氧硅氧烷齐聚物。
可选的，所述的自清洁水性防滑涂料，将玻璃纤维、橡胶颗粒和石英砂颗粒混合之前还包括：将橡胶颗粒粉碎至20～40目。
可选的，所述的自清洁水性防滑涂料，a组分中氟碳羟基丙烯酸树脂、填料浆、润湿剂、第二消泡剂、流平剂和助溶剂的质量比为(50～70):(20～50):(0.4～0.8):(0.2～0.6):(0.2～0.6):(2～4)；
b组分中亲水性脂肪族多异氰酸酯和混合溶剂的质量比为(15～30):(5～10)；
填料浆中水、纳米二氧化钛、疏水性纳米二氧化硅、硫酸钡、分散剂、第一消泡剂、防沉剂、防滑剂、耐磨粉、有机硅聚合物和紫外线吸收剂的质量比为(10～20):(0～10):(0～10):(20～50):(1.5～3):(1～2):(0.3～0.6):(10～15):(5～10):(10～20):(0.3～1)。
第二方面，本发明还提供了一种自清洁水性防滑涂料的制备方法，包括a组分制备和b组分的制备，其中a组分的制备包括以下步骤：
将所述纳米二氧化钛、所述疏水性纳米二氧化硅、所述硫酸钡、所述分散剂、所述第一消泡剂、所述防沉剂、所述防滑剂、所述耐磨粉、所述有机硅聚合物、所述紫外线吸收剂以及水分散均匀后，研磨，制备得到填料浆；
将所述氟碳羟基丙烯酸树脂、所述填料浆、所述润湿剂、所述第二消泡剂、所述流平剂、所述助溶剂、所述防滑颗粒分散均匀后即得a组分；
b组分的制备包括：将所述亲水性脂肪族多异氰酸酯和所述混合溶剂混合均匀即得b组分。
可选的，所述的自清洁水性防滑涂料的制备方法，将所述纳米二氧化钛、所述疏水性纳米二氧化硅、所述硫酸钡、所述分散剂、所述第一消泡剂、所述防沉剂、所述防滑剂、所述耐磨粉、所述有机硅聚合物、所述紫外线吸收剂以及水分散均匀后，研磨至粒径小于15μm，即得填料浆。
可选的，所述的自清洁水性防滑涂料的制备方法，将所述氟碳羟基丙烯酸树脂、所述填料浆、所述润湿剂、所述第二消泡剂、所述流平剂、所述助溶剂及所述防滑颗粒分散均匀后，即得a组分。
本发明的自清洁水性防滑涂料的制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明的自清洁水性防滑涂料，以氟碳羟基丙烯酸树脂为基料，配以纳米二氧化钛和疏水型纳米二氧化硅等，氟碳羟基丙烯酸树脂使涂层具有极低的表面能，形成超疏水自清洁层；疏水型二氧化硅使涂层表面带有疏水点，使污物难以附着；纳米二氧化钛自清洁涂饰剂具有光催化反应，可以分解有机污染物，对油污等顽固污染物有清洁作用；氟碳羟基丙烯酸树脂、疏水纳米二氧化硅配合使用，使涂层表面具有极低表面能及憎水性，实现涂层自清洁功能；高活性纳米二氧化钛的引入，使涂层具有光催化反应功能，可以分解表面污染物，实现涂层自清洁功能，氟碳羟基丙烯酸树脂、疏水纳米二氧化硅、高活性纳米二氧化钛的协同使用，将涂层的低表面能、疏水性及光催化反应性有机结合，使涂层具有高效长久的自清洁功能；同时氟碳羟基丙烯酸树脂中的f-c键的键能高，难以断裂，使涂层表现出高耐侯性和高耐化性，综上本申请的水性防滑涂料实现了涂层的自清洁功能、高耐污性及耐久性，增加涂层使用寿命；
(2)本发明的自清洁水性防滑涂料，可滚涂、刷涂、刮涂施工，解决了水性聚氨酯厚涂起泡的问题，可厚涂一次成型，无需大型喷涂设备，试验表明本发明制备得到的防滑涂料单次涂刷湿膜厚度可达1～1.5mm，不含防滑颗粒干膜厚度可达200～300μm，含防滑颗粒干膜厚度可达0.8～1.2mm，施工简单方便。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
一种自清洁水性防滑涂料，包括a组分和b组分，其中a组分包括以下原料：氟碳羟基丙烯酸树脂、填料浆、润湿剂、第二消泡剂、流平剂、助溶剂、防滑颗粒；b组分包括亲水性脂肪族多异氰酸酯和混合溶剂；
需要说明的是，本申请实施例中氟碳羟基丙烯酸树脂采用以下方法制备得到，具体的，其制备方法为：
1.按质量分数为5％～8％的甲基丙烯酸甲酯(mma)、35％～50％的丙烯酸正丁酯(ba)、3.5％～5.5％的甲基丙烯酸羟乙酯(hema)、30％～45％的甲基丙烯酸(maa)、15％～20％的甲基丙烯酸十二氟庚酯(g04)的单体、1.5～2％的巯基乙醇作为链转移剂及1％～1.5％的过氧化苯甲叔丁酯(tbpb)作为引发剂，混合得到混合液；
2.以叔碳酸缩水甘油酯(e10p)：丙二醇丁醚＝1：1质量比混合后作为溶剂，其中溶剂的质量为单体总质量的15％～25％；
3.在反应容器中加入溶剂，通入氮气，搅拌升温至140～160℃，一次性加入10～15％的单体、链转移剂、引发剂的混合液，反应30min，将剩余混合液于6～7h内匀速滴加完，保温0.5h后，再补加0.5％的引发剂，保温1～1.5h结束聚合，降温至70-90℃，用n,n-二甲基乙醇胺中和，加水高速分散即得氟碳羟基丙烯酸树脂。
具体的，润湿剂为有机硅表面活性剂、烷氧基化表面活性剂、改性烷氧基化合物、磺基琥珀酸酯中的一种或两种。
具体的，第一消泡剂为改性聚二甲基硅氧烷。
具体的，第二消泡剂为炔二醇消泡剂。
具体的，流平剂为氟化聚丙烯酸酯、改性聚硅氧烷、超高分子量硅的水分散体、丙烯酸酯共聚物中的一种或两种。
具体的，助溶剂为二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、二丙二醇二甲醚、丙二醇甲醚、二乙二醇单丁醚中的两种或三种。
具体的，亲水性脂肪族多异氰酸酯为xp2487/1、xp2655、xd803、xm501中的一种。
具体的，混合溶剂为质量比为丙二醇甲醚醋酸酯：丙二醇二乙酸酯＝3：1的混合物。
其中，填料浆包括以下原料：水、纳米二氧化钛、疏水性纳米二氧化硅、硫酸钡、分散剂、第一消泡剂、防沉剂、防滑剂、耐磨粉、有机硅聚合物、紫外线吸收剂。
其中，防滑颗粒包括玻璃纤维、橡胶颗粒和石英砂颗粒的混合物；具体的，防滑颗粒的制备方法为：将橡胶颗粒粉碎至20～40目，然后将玻璃纤维、橡胶颗粒、石英砂颗粒以1：5：14的质量比混合后，使用偶联剂进行表面处理，即得防滑颗粒，其中，偶联剂为环氧硅氧烷齐聚物，具体的环氧硅氧烷齐聚物可为si563或kh560；
具体的，分散剂为乙烯基树脂型酰胺聚合物，具体型号为
具体的，a组分中氟碳羟基丙烯酸树脂、填料浆、润湿剂、消泡剂、流平剂、助溶剂及防滑颗粒的质量比为(50～70):(20～50):(0.3～0.6):(0.2～0.5):(0.2～0.5):(2～4):(25～35`)；
b组分中亲水性脂肪族多异氰酸酯和混合溶剂的质量比为(15～30):(5～10)；
填料浆中水、纳米二氧化钛、疏水性纳米二氧化硅、硫酸钡、分散剂、消泡剂、防沉剂、防滑剂、耐磨粉、有机硅聚合物和紫外线吸收剂的质量比为(10～20):(0～10):(0～10):(20～50):(1.5～3):(1～2):(0.3～0.6):(10～15):(5～10):(10～20):(0.3～1)。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种自清洁水性防滑涂料的制备方法，包括a组分制备和b组分的制备，其中a组分的制备包括以下步骤：
s1、将填料浆中各原料添加到分散机中，分散均匀后，然后加入砂磨机中，研磨至粒度小于15μm，即得到填料浆；
s2、再将氟碳羟基丙烯酸树脂、填料浆、润湿剂、消泡剂、流平剂、助溶剂和防滑颗粒加入到分散机中，分散均匀后，即得a组分。
b组分的制备包括：将亲水性脂肪族多异氰酸酯和混合溶剂混合均匀即得b组分。
上述自清洁水性防滑涂料，在使用时，将a组分与b组分按质量比10：1混合均匀后，直接涂刷即可。
以下进一步以具体例子说明本申请的自清洁水性防滑涂料的制备方法。
实施例1
一种自清洁水性防滑涂料的制备方法，包括a组分制备和b组分的制备，其中a组分的制备包括以下步骤：
s1、将橡胶颗粒粉碎至30目，然后与玻璃纤维和石英砂颗粒混合得到混合物，再使用偶联剂对混合物进行改性处理，得到防滑颗粒，其中，玻璃纤维、橡胶颗粒、石英砂颗粒、偶联剂的质量比为5:25:70:1，偶联剂采用kh560；
s2、将重量份为19份的水、10份的纳米二氧化钛、8份的疏水性纳米二氧化硅、30份的硫酸钡、2份的分散剂、1.5份的第一消泡剂、0.5份的防沉剂、8份的防滑剂、7份的耐磨粉、15份的有机硅聚合物、0.5份的紫外线吸收剂，添加到分散机中，分散均匀，然后导入砂磨机中，研磨至粒度小于15μm，即得到填料浆；其中，分散剂采用型号为klamar19162的乙烯基树脂型酰胺聚合物，第一消泡剂采用型号为
s3、将重量份为51份的氟碳羟基丙烯酸树脂、20份的s2中制备得到的填料浆、0.4份的润湿剂、0.3份的第二消泡剂、0.3份的流平剂、3份的助溶剂和25份s1中制备的防滑颗粒添加到分散机中，分散均匀即得a组分；其中，润湿剂采用具体型号为
b组分的制备包括：将重量份为75份的亲水性脂肪族多异氰酸酯和25份的混合溶剂混合均匀后即得b组分；其中，亲水性脂肪族多异氰酸酯为科思创xp2655。
其中，氟碳羟基丙烯酸树脂的制备方法为：
1.按质量分数为6.5％的甲基丙烯酸甲酯(mma)、35％的丙烯酸正丁酯(ba)、5％的甲基丙烯酸羟乙酯(hema)、35％的甲基丙烯酸(maa)、15％的甲基丙烯酸十二氟庚酯(g04)的单体、2％的巯基乙醇作为链转移剂及1.5％的过氧化苯甲叔丁酯(tbpb)作为引发剂，混合得到混合液；
2.以叔碳酸缩水甘油酯(e10p)：丙二醇丁醚＝1：1质量比混合后作为溶剂，其中溶剂的质量为单体总质量的20％；
3.在反应容器中加入溶剂，通入氮气，搅拌升温至140～160℃，一次性加入10％的单体、链转移剂、引发剂的混合液，反应30min，将剩余混合液于6～7h内匀速滴加完，保温0.5h后，再补加0.5％的引发剂，保温1～1.5h结束聚合，降温至70-90℃，用n,n-二甲基乙醇胺中和，加水高速分散即得氟碳羟基丙烯酸树脂。
实施例2
s1、将橡胶颗粒粉碎至30目，然后与玻璃纤维和石英砂颗粒混合得到混合物，再使用偶联剂对混合物进行改性处理，得到防滑颗粒，其中，玻璃纤维、橡胶颗粒、石英砂颗粒、偶联剂的质量比为5:25:70:1，偶联剂采用kh560；
s2、将重量份为19份的水、8份的疏水性纳米二氧化硅、40份的硫酸钡、2份的分散剂、1.5份的第一消泡剂、0.5份的防沉剂、8份的防滑剂、7份的耐磨粉、15份的有机硅聚合物、0.5份的紫外线吸收剂，添加到分散机中，分散均匀，然后导入砂磨机中，研磨至粒度小于15μm，即得到填料浆；其中，分散剂采用型号为klamar19162的乙烯基树脂型酰胺聚合物，第一消泡剂采用型号为
s3、将重量份为51份的氟碳羟基丙烯酸树脂、20份的s2中制备得到的填料浆、0.4份的润湿剂、0.3份的第二消泡剂、0.3份的流平剂、3份的助溶剂和25份s1中制备的防滑颗粒添加到分散机中，分散均匀即得a组分；其中，润湿剂采用具体型号为
b组分的制备包括：将重量份为75份的亲水性脂肪族多异氰酸酯和25份的混合溶剂混合均匀后即得b组分；其中，亲水性脂肪族多异氰酸酯为科思创xp2655。
其中，氟碳羟基丙烯酸树脂的制备方法为：
1.按质量分数为6.5％的甲基丙烯酸甲酯(mma)、35％的丙烯酸正丁酯(ba)、5％的甲基丙烯酸羟乙酯(hema)、35％的甲基丙烯酸(maa)、15％的甲基丙烯酸十二氟庚酯(g04)的单体、2％的巯基乙醇作为链转移剂及1.5％的过氧化苯甲叔丁酯(tbpb)作为引发剂，混合得到混合液；
2.以叔碳酸缩水甘油酯(e10p)：丙二醇丁醚＝1：1质量比混合后作为溶剂，其中溶剂的质量为单体总质量的20％；
3.在反应容器中加入溶剂，通入氮气，搅拌升温至140～160℃，一次性加入10％的单体、链转移剂、引发剂的混合液，反应30min，将剩余混合液于6～7h内匀速滴加完，保温0.5h后，再补加0.5％的引发剂，保温1～1.5h结束聚合，降温至70-90℃，用n,n-二甲基乙醇胺中和，加水高速分散即得氟碳羟基丙烯酸树脂。
实施例3
s1、将橡胶颗粒粉碎至30目，然后与玻璃纤维和石英砂颗粒混合得到混合物，再使用偶联剂对混合物进行改性处理，得到防滑颗粒，其中，玻璃纤维、橡胶颗粒、石英砂颗粒、偶联剂的质量比为5:25:70:1，偶联剂采用kh560；
s2、将重量份为19份的水、48份的硫酸钡、2份的分散剂、1.5份的第一消泡剂、0.5份的防沉剂、8份的防滑剂、7份的耐磨粉、15份的有机硅聚合物、0.5份的紫外线吸收剂，添加到分散机中，分散均匀，然后导入砂磨机中，研磨至粒度小于15μm，即得到填料浆；其中，分散剂采用型号为klamar19162的乙烯基树脂型酰胺聚合物，第一消泡剂采用型号为
s3、将重量份为51份的氟碳羟基丙烯酸树脂、20份的s2中制备得到的填料浆、0.4份的润湿剂、0.3份的第二消泡剂、0.3份的流平剂、3份的助溶剂和25份s1中制备的防滑颗粒添加到分散机中，分散均匀即得a组分；其中，润湿剂采用具体型号为
b组分的制备包括：将重量份为75份的亲水性脂肪族多异氰酸酯和25份的混合溶剂混合均匀后即得b组分；其中，亲水性脂肪族多异氰酸酯为科思创xp2655。
其中，氟碳羟基丙烯酸树脂的制备方法为：
1.按质量分数为6.5％的甲基丙烯酸甲酯(mma)、35％的丙烯酸正丁酯(ba)、5％的甲基丙烯酸羟乙酯(hema)、35％的甲基丙烯酸(maa)、15％的甲基丙烯酸十二氟庚酯(g04)的单体、2％的巯基乙醇作为链转移剂及1.5％的过氧化苯甲叔丁酯(tbpb)作为引发剂，混合得到混合液；
2.以叔碳酸缩水甘油酯(e10p)：丙二醇丁醚＝1：1质量比混合后作为溶剂，其中溶剂的质量为单体总质量的20％；
3.在反应容器中加入溶剂，通入氮气，搅拌升温至140～160℃，一次性加入10％的单体、链转移剂、引发剂的混合液，反应30min，将剩余混合液于6～7h内匀速滴加完，保温0.5h后，再补加0.5％的引发剂，保温1～1.5h结束聚合，降温至70-90℃，用n,n-二甲基乙醇胺中和，加水高速分散即得氟碳羟基丙烯酸树脂；
实施例4
s1、将橡胶颗粒粉碎至30目，然后与玻璃纤维和石英砂颗粒混合得到混合物，再使用偶联剂对混合物进行改性处理，得到防滑颗粒，其中，玻璃纤维、橡胶颗粒、石英砂颗粒、偶联剂的质量比为5:25:70:1，偶联剂采用kh560；
s2、将重量份为19份的水、10份的纳米二氧化钛、38份的硫酸钡、2份的分散剂、1.5份的第一消泡剂、0.5份的防沉剂、8份的防滑剂、7份的耐磨粉、15份的有机硅聚合物、0.5份的紫外线吸收剂，添加到分散机中，分散均匀，然后导入砂磨机中，研磨至粒度小于15μm，即得到填料浆；其中，分散剂采用型号为klamar19162的乙烯基树脂型酰胺聚合物，第一消泡剂采用型号为
s3、将重量份为51份的氟碳羟基丙烯酸树脂、20份的s2中制备得到的填料浆、0.4份的润湿剂、0.3份的第二消泡剂、0.3份的流平剂、3份的助溶剂和25份s1中制备的防滑颗粒添加到分散机中，分散均匀即得a组分；其中，润湿剂采用具体型号为
b组分的制备包括：将重量份为75份的亲水性脂肪族多异氰酸酯和25份的混合溶剂混合均匀后即得b组分；其中，亲水性脂肪族多异氰酸酯为科思创xp2655。
其中，氟碳羟基丙烯酸树脂的制备方法为：
1.按质量分数为6.5％的甲基丙烯酸甲酯(mma)、35％的丙烯酸正丁酯(ba)、5％的甲基丙烯酸羟乙酯(hema)、35％的甲基丙烯酸(maa)、15％的甲基丙烯酸十二氟庚酯(g04)的单体、2％的巯基乙醇作为链转移剂及1.5％的过氧化苯甲叔丁酯(tbpb)作为引发剂，混合得到混合液；
2.以叔碳酸缩水甘油酯(e10p)：丙二醇丁醚＝1：1质量比混合后作为溶剂，其中溶剂的质量为单体总质量的20％；
3.在反应容器中加入溶剂，通入氮气，搅拌升温至140～160℃，一次性加入10％的单体、链转移剂、引发剂的混合液，反应30min，将剩余混合液于6～7h内匀速滴加完，保温0.5h后，再补加0.5％的引发剂，保温1～1.5h结束聚合，降温至70-90℃，用n,n-二甲基乙醇胺中和，加水高速分散即得氟碳羟基丙烯酸树脂；
将实施例1～4中制备得到的自清洁水性防滑涂料中的a组分和b组分按质量比10:1混合后，涂刷至钢板表面形成涂层，测试涂层的性能，结果如下表1所示。
表1-实施例1～4中制备得到的自清洁水性防滑涂料形成的涂层的性能
由上表1中可知，实施例1制备得到的水性防滑涂料形成的涂层在耐水性、耐盐性、耐酸性、耐碱性、耐油性以及耐候性等各方面均有良好表现，同时该涂层的接触角大于≥110°，且在光催化下24h使亚甲基蓝明显褪色，说明本申请制备得到的水性防滑涂料表面能低、疏水性好，不易粘附污物且对有机污物有分解作用，具有自清洁效果。
将实施例1中制备得到的防滑涂料进行刷涂，试验表明，涂刷湿膜厚度可达1～1.5mm，干膜厚度可达0.8～1.2mm；若在制备实施例1中的防滑涂料时，不加入防滑颗粒，由此制备得到的涂料其干膜厚度可达200～300μm。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，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。
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
