本發(fā)明專利屬于涂料技術領域，尤其涉及一種環(huán)保型防水涂料及其制備方法。
背景技術：
隨著人們環(huán)保意識的增強，硅藻泥等的以生物質(zhì)為原料、不含甲醛的新型涂料在市場上越來越受歡迎。硅藻泥獨特的“分子篩”結(jié)構(gòu)，可以吸附空氣中的有害氣體，凈化空氣，同樣的結(jié)構(gòu)也賦予了硅藻泥吸音降噪的功能，能夠隨空氣的濕度變化而吸收或釋放水分，具有呼吸調(diào)濕的作用；當溫度上升至1300℃時，硅藻泥只會出現(xiàn)熔融狀態(tài)，不會產(chǎn)生有害氣體等煙霧，所以具有很好的防火阻燃性。然而，由于硅藻泥多以無機膠凝物質(zhì)為主要粘結(jié)材料，加上分子篩具有的吸濕功能，導致在相對潮濕環(huán)境中的硅藻泥涂料失去機械抗性，易觸碰損傷。
技術實現(xiàn)要素：
針對上述問題，本發(fā)明提供了一種具有較強防水性的環(huán)保型涂料及其制備方法。涂料包括組分A超疏水材料和組分B涂料組合物，按質(zhì)量份數(shù)比計，原料各成分組成如下：
組分A超疏水材料：
石墨烯 15-25份
水溶性陽離子表面活性劑 2.5-6份
硅酸鈉溶液 55-75份
10%NaOH 10-15份
硅烷化試劑 25-45份
去離子水 8-15份
組分B涂料組合物：
木質(zhì)素 20-30份
淀粉 20-30份
硅藻泥 16-18份
灰鈣 10-12份
重鈣 11-15份
消泡劑 0.5-1份
分散劑 0.8-1份
去離子水 15-30份
所述防水涂料制備包括（一）組分A超疏水材料的制備，（二）組分B涂料組合物的制備和（三）組分A超疏水材料和組分B涂料組合物的混合，具體步驟如下：
（一）組分A超疏水材料的制備
1.1采用去離子水超聲波清洗石墨烯25-40min，再置于恒溫45-80℃的干燥箱中干燥4.5-6h；
1.2將2.5-6份水溶性陽離子表面活性劑到8-15份去離子水中，攪拌均勻，放入15-25份石墨烯，磁力攪拌5-10min，靜置，清洗，干燥；
1.3將55-75份硅酸鈉溶液依次通過陽離子樹脂交換柱和弱堿性陰離子樹脂交換柱，得到硅酸膠稀溶液；用10%NaOH溶液將上述硅酸膠稀溶液pH調(diào)至7~8，先取總質(zhì)量五分之一的硅酸膠稀溶液放入減壓器中進行減壓濃縮，10-15min后，以保持容器內(nèi)液面恒定為原則，緩緩加入剩余的硅酸膠稀溶液，繼續(xù)進行減壓濃縮，濃縮溫度為75-80℃，濃縮時間為20-30min，制得原硅酸鈉溶液質(zhì)量五分之一的SiO2納米溶膠；
1.4將1.2的石墨烯加入到1.3的SiO2納米溶膠中，采用超聲波恒溫35-50℃下震動分散6-8.5h，取出石墨烯，去離子水清洗，室溫下通風干燥12~24h；
1.5將1.4的石墨烯加入到25-45份硅烷化試劑中，恒溫20-35℃下攪拌4.5-6h，取出石墨烯，用無水乙醇清洗至pH為6.8-7.2，在60℃下真空干燥6h，得到以石墨烯為基礎的組分A超疏水材料；
（二）組分B涂料組合物的制備
2.1將20-30份淀粉打磨至粒度為800-900目，70-80℃下攪拌，15-25min后成粘稠狀時，緩緩加入20-30份木質(zhì)素，繼續(xù)攪拌30-35min；
2.2將10-12份灰鈣、11-15份重鈣和0.8-1份分散劑加入到15-30份去離子水中，室溫攪拌15-20min，再加入硅藻泥繼續(xù)攪拌30-45min；
2.3將步驟2.1的淀粉和木質(zhì)素混合物和0.5-1份消泡劑加入到步驟2.2的混合物中，機械攪拌25-55min，得到組分B涂料組合物；
（三）組分A超疏水材料和組分B涂料組合物的混合
3.1將步驟2.3的涂料組合物靜置10-15min，加入到攪拌器中，機械攪拌0.5-1.5min，同時加入步驟1.5的超疏水材料，繼續(xù)攪拌15-20min，攪拌轉(zhuǎn)速控制在100r/min；
3.2停止攪拌，將3.1中的A/B初步混合物放置于超聲波分散機中進行分散，超聲波功率為300W，分散時間為8-12min，分散溫度為18-25℃；
3.3超聲分散結(jié)束后，取出A/B混合物，室溫靜置35-45min，得到所述防水涂料。
所述石墨烯是由3-10層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)周期性緊密堆積的碳原子以ABC堆垛構(gòu)成的二維碳材料。
所述水溶性陽離子表面活性劑為聚二甲基二烯丙基氯化銨、N-十八烷基-雙季銨鹽、雙十二烷基二甲基-多胺-雙季銨鹽和3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨中的任意一種；所述硅酸鈉溶液的模數(shù)為3.5、SiO2含量4%、Na2O含量1.15%；所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基硅烷、乙氧基硅烷、氨基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷中的任意一種或幾種。
所述淀粉為玉米淀粉、紅薯淀粉、馬鈴薯淀粉和面粉中的任意一種或幾種。
所述灰鈣的規(guī)格為：氫氧化鈣含量為90%-95%，白度為88%-97%，粒度為1200-1400目；所述重鈣的規(guī)格為：碳酸鈣含量為97%-99%，白度為88%-97%，粒度為1200-1400目。
所述SiO2納米溶膠，其中含SiO2 20%、Na2O 0.33%，pH為9.6，平均粒徑為20~30nm。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益成果如下：
（1）本涂料組合物采用了木質(zhì)素、淀粉、硅藻泥等生物質(zhì)原料，不含甲醛，健康環(huán)保；
（2）木質(zhì)素是世界上除纖維素外最豐富的有機物，是一種來源十分豐富的天然高分子材料，作為涂料組分，可以提高涂料整體的粘結(jié)性和分散性，改善流平性能；
（3）通過電化學層積法，利用陽離子表面活性劑與帶負電的SiO2納米溶膠之間的電荷吸引作用對石墨烯表面進行硅烷化防水處理，制得超疏水材料；
（4）石墨烯本身就具有很高的比表面積，表面吸附力強，表面能大，能在涂料干燥時形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增強了涂料和基材之間的吸附作用，使涂層更加致密，增強了涂料對基材的附著力，提高了涂料層的耐沖擊性能；
（5）本方法操作簡便，具有很強的實用性。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，并非對本發(fā)明的限制，凡是依照本發(fā)明公開內(nèi)容所進行的任何本領域的等同替換，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
實施例一
一種防水涂料及其制備方法，涂料包括組分A超疏水材料和組分B聚合乳液，按質(zhì)量份數(shù)比計，原料各成分組成如下：
組分A超疏水材料：石墨烯20份、聚二甲基二烯丙基氯化銨3份、硅酸鈉溶液55份、10%NaOH10份、甲基丙烯酰氧基硅烷25份和去離子水8份；
組分B涂料組合物：木質(zhì)素20份、紅薯陽離子醚化淀粉30份、硅藻泥18份、灰鈣（氫氧化鈣含量為90%，白度為90%，粒度為1200目）10份、重鈣（碳酸鈣含量為97%，白度為90%，粒度為1200目）11份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚0.5份、聚丙烯酰胺0.8份和去離子水20份；
制備方法如下：
（一）組分A超疏水材料的制備
1.1采用去離子水超聲波清洗石墨烯25min，再置于恒溫65℃的干燥箱中干燥5h；
1.2將3份聚二甲基二烯丙基氯化銨到8份去離子水中，攪拌均勻，放入20份石墨烯，磁力攪拌6min，靜置，清洗，干燥；
1.3將55份硅酸鈉溶液依次通過陽離子樹脂交換柱和弱堿性陰離子樹脂交換柱，得含SiO2 3.6%、Na2O 0.005%、pH為2.5的硅酸膠稀溶液；用10%NaOH溶液將上述硅酸膠稀溶液pH調(diào)至7~8，先取總質(zhì)量五分之一的硅酸膠稀溶液放入減壓器中進行減壓濃縮，10min后，以保持容器內(nèi)液面恒定為原則，緩緩加入剩余的硅酸膠稀溶液，繼續(xù)進行減壓濃縮，濃縮溫度為75℃，濃縮時間為30min，制得原硅酸鈉溶液質(zhì)量五分之一的SiO2納米溶膠，其中含SiO2 20%、Na2O 0.33%，pH為9.6，平均粒徑為20~30nm；
1.4將1.2的石墨烯加入到1.3的SiO2納米溶膠中，采用超聲波恒溫35℃下震動分散8h，取出石墨烯，去離子水清洗，室溫下通風干燥12h；
1.5將1.4的石墨烯加入到25份甲基丙烯酰氧基硅烷中，恒溫25℃下攪拌6h，取出石墨烯，用無水乙醇清洗至pH為7.1，在60℃下真空干燥6h，得到以石墨烯為基礎的組分A超疏水材料；
（二）組分B涂料組合物的制備
2.1將30份紅薯陽離子醚化淀粉打磨至粒度為900目，75℃下攪拌20min，成粘稠狀，緩緩加入20份木質(zhì)素，繼續(xù)攪拌30min；
2.2將10份灰鈣、11份重鈣和0.8-1份聚丙烯酰胺加入到15-30份去離子水中，室溫攪拌18min，再加入18份硅藻泥繼續(xù)攪拌45min；
2.3將步驟2.1的淀粉和木質(zhì)素混合物和0.5份聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚加入到步驟2.2的混合物中，機械攪拌30min，得到組分B涂料組合物；
（三）組分A超疏水材料和組分B涂料組合物的混合
3.1將步驟2.3的涂料組合物靜置15min，加入到攪拌器中，機械攪拌1.5min，同時加入步驟1.5的超疏水材料，繼續(xù)攪拌15min，攪拌轉(zhuǎn)速控制在100r/min；
3.2停止攪拌，將3.1中的A/B初步混合物放置于超聲波分散機中進行分散，超聲波功率為300W，分散時間為8min，分散溫度為25℃；
3.3超聲分散結(jié)束后，取出A/B混合物，室溫靜置45min，得到所述防水涂料。
經(jīng)檢驗，本實例中涂膜的各指標如下：