本發(fā)明涉及防水材料，具體而言，涉及一種環(huán)保型生物基納米增強防水材料及制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著社會的發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高，人們對建筑品質(zhì)的要求也越來越高；防水材料是涂刷在建筑物表面，經(jīng)過水分揮發(fā)和水化形成的一層薄膜，它可以使建筑物表面與水隔絕，從而起到抗?jié)B防水作用。同時利用涂膜本身的強度以及柔韌性彌補因建筑物基層活動出現(xiàn)細(xì)小縫隙而阻擋水分的滲入，是國家重點推廣的建筑防水材料之一。而目前防水材料中起到關(guān)鍵作用的有機材料絕大部分由石油等不可再生資源提煉、加工而來，隨著國家雙碳目標(biāo)的提出，石油等不可再生資源的應(yīng)用將被進一步被限制，生物質(zhì)材料的應(yīng)用領(lǐng)域和數(shù)量勢必會得到較快和較大的發(fā)展。

2、傳統(tǒng)的防水材料大多依賴于石油基產(chǎn)品，這些材料雖然具有良好的防水性能，但其生產(chǎn)和使用對環(huán)境造成了較大的負(fù)擔(dān)。此外，石油基防水材料在生產(chǎn)和降解過程中可能會釋放有害物質(zhì)，對生態(tài)環(huán)境和人體健康構(gòu)成威脅。隨著全球?qū)Νh(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的重視，開發(fā)環(huán)保型生物基防水材料已成為研究的熱點。然而，現(xiàn)有的生物基防水材料往往存在防水性能不足、機械強度低、耐久性差等問題，限制了其在實際應(yīng)用中的廣泛使用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明提出了一種環(huán)保型生物基納米增強防水材料及制備方法和應(yīng)用及系統(tǒng)，旨在解決當(dāng)前技術(shù)中現(xiàn)有的生物基防水材料存在防水性能不足、機械強度低、耐久性差的問題。

2、一方面，本發(fā)明提出的一種環(huán)保型生物基納米增強防水材料，各原料所占份數(shù)為：生物基填料80-100份，改性納米二氧化硅7-10份，納米氧化鋅7-10份，納米蒙脫土5-7份，分散劑3-5份，軟化劑3-5份，交聯(lián)劑2-3份。

3、進一步的，還包括抗氧化劑1-2份和檸檬酸1-2份；其中，所述抗氧化劑為維生素e、丁基羥基茴香醚、亞硫酸氫鈉和谷胱甘肽中的一種或幾種混合。

4、進一步的，所述生物基填料為聚殼糖、明膠和羧甲基纖維素鈉中的一種或幾種混合。

5、進一步的，所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和聚丙烯酸銨中的一種或幾種混合。

6、進一步的，所述軟化劑為甘油或甘油三酯。

7、進一步的，所述交聯(lián)劑為硼砂和硅烷偶聯(lián)劑按照3份硼砂、1份硅烷偶聯(lián)劑的比例混合或者環(huán)氧樹脂和硅烷偶聯(lián)劑按照10份環(huán)氧樹脂、1份硅烷偶聯(lián)劑的比例混合中的一種。

8、另一方面，本發(fā)明還提出了一種環(huán)保型生物基納米增強防水材料的制備方法，包括下列步驟：

9、s1：取殼聚糖溶解于1％體積分?jǐn)?shù)的乙酸溶液中，進行攪拌，形成殼聚糖溶液，明膠和羧甲基纖維素鈉分別溶解于去離子水中，攪拌至完全溶解，形成明膠溶液和羧甲基纖維素溶液；

10、s2：將納米二氧化硅、納米氧化鋅和納米蒙脫土按7-10:7-10:5-7比例混合，加入去離子水，通過超聲波處理使所述納米二氧化硅、納米氧化鋅和納米蒙脫土分散；

11、s3：將殼聚糖溶液、明膠溶液和羧甲基纖維素鈉溶液按2:2:3比例混合，充分?jǐn)嚢?；將分散好的納米顆粒加入混合溶液中，繼續(xù)攪拌至均勻；

12、s4：添加交聯(lián)劑，控制反應(yīng)溫度并攪拌至完成交聯(lián)；

13、s5：將交聯(lián)后的溶液均勻涂布于玻璃板或織物基材上；將涂覆后的基材干燥形成均勻的防水膜；干燥后的防水膜從基材上剝離，形成環(huán)保型生物基納米增強防水材料。

14、進一步的，所述超聲波處理時間在三十分鐘以上。

15、進一步的，所述s4中交聯(lián)溫度為60℃，攪拌時間在兩小時以上。

16、另一方面，本發(fā)明還提出了一種環(huán)保型生物基納米增強防水材料在建筑領(lǐng)域、交通領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的一種環(huán)保型生物基納米增強防水材料，使用的生物基填料和納米材料均為環(huán)境友好型材料，可減少對石油資源的依賴，降低環(huán)境污染。通過引入改性納米二氧化硅、納米氧化鋅和納米蒙脫土，顯著提高了材料的防水性能，使其適用于多種防水要求較高的場合。本發(fā)明中的交聯(lián)劑能夠有效地提高生物基填料與納米材料之間的結(jié)合力，從而增強材料的機械強度和耐久性。添加的抗氧化劑和檸檬酸能夠提高材料的抗氧化性能，延長材料的使用壽命。本發(fā)明中的生物基填料和納米材料的組合，不僅提供了優(yōu)異的防水性能，還賦予了材料良好的生物相容性和抗菌性。本發(fā)明的制備方法簡單，易于操作，適合大規(guī)模生產(chǎn)，有利于降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明的環(huán)保型生物基納米增強防水材料可廣泛應(yīng)用于建筑、交通、航空航天等領(lǐng)域，具有廣闊的市場前景。通過采用生物基材料，減少了對環(huán)境的污染，符合綠色環(huán)保的要求。而且納米顆粒的加入顯著提高了材料的機械性能、耐熱性和防水性，使得材料在各種應(yīng)用中表現(xiàn)優(yōu)異。使用的生物基材料大多具有可降解性，避免了傳統(tǒng)石油基聚合物帶來的環(huán)境問題。殼聚糖和明膠等天然高分子具有良好的生物相容性，這使得該材料在醫(yī)療領(lǐng)域也有潛在應(yīng)用。相對一些高性能的合成材料，生物基材料成本較低，且來源廣泛，更具經(jīng)濟效益。

技術(shù)特征：

1.一種環(huán)保型生物基納米增強防水材料，其特征在于，各原料所占份數(shù)為：生物基填料80-100份，改性納米二氧化硅7-10份，納米氧化鋅7-10份，納米蒙脫土5-7份，分散劑3-5份，軟化劑3-5份，交聯(lián)劑2-3份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型生物基納米增強防水材料，其特征在于，還包括抗氧化劑1-2份和檸檬酸1-2份；其中，所述抗氧化劑為維生素e、丁基羥基茴香醚、亞硫酸氫鈉和谷胱甘肽中的一種或幾種混合。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種環(huán)保型生物基納米增強防水材料，其特征在于，所述生物基填料為聚殼糖、明膠和羧甲基纖維素鈉中的一種或幾種混合。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種環(huán)保型生物基納米增強防水材料，其特征在于，所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和聚丙烯酸銨中的一種或幾種混合。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種環(huán)保型生物基納米增強防水材料，其特征在于，所述軟化劑為甘油或甘油三酯。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種環(huán)保型生物基納米增強防水材料，其特征在于，所述交聯(lián)劑為硼砂和硅烷偶聯(lián)劑按照3份硼砂、1份硅烷偶聯(lián)劑的比例混合或者環(huán)氧樹脂和硅烷偶聯(lián)劑按照10份環(huán)氧樹脂、1份硅烷偶聯(lián)劑的比例混合中的一種。

7.一種如權(quán)利要求1-6任意一項所述的環(huán)保型生物基納米增強防水材料的制備方法，其特征在于，包括下列步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種環(huán)保型生物基納米增強防水材料的制備方法，其特征在于，所述超聲波處理時間至少為三十分鐘。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種環(huán)保型生物基納米增強防水材料的制備方法，其特征在于，所述s4中交聯(lián)溫度為60℃，攪拌時間至少為兩小時。

10.一種如權(quán)利要求1-6任意一項所述的環(huán)保型生物基納米增強防水材料在建筑領(lǐng)域、交通領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及防水材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種環(huán)保型生物基納米增強防水材料及制備方法和應(yīng)用，各原料所占份數(shù)為：生物基填料80?100份，改性納米二氧化硅7?10份，納米氧化鋅7?10份，納米蒙脫土5?7份，分散劑3?5份，軟化劑3?5份，交聯(lián)劑2?3份。通過引入改性納米二氧化硅、納米氧化鋅和納米蒙脫土，顯著提高了材料的防水性能，使其適用于多種防水要求較高的場合。本發(fā)明中的交聯(lián)劑能夠有效地提高生物基填料與納米材料之間的結(jié)合力，從而增強材料的機械強度和耐久性。添加的抗氧化劑和檸檬酸能夠提高材料的抗氧化性能，延長材料的使用壽命。本發(fā)明的環(huán)保型生物基納米增強防水材料可廣泛應(yīng)用于建筑、交通、航空航天等領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：易啟洪
受保護的技術(shù)使用者：四川童燊防水工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17