本發(fā)明專利屬于涂料
技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
：隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，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(chǎng)上越來(lái)越受歡迎。硅藻泥獨(dú)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(dāng)溫度上升至1300℃時(shí)，硅藻泥只會(huì)出現(xiàn)熔融狀態(tài)，不會(huì)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(wú)機(jī)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(dǎo)致在相對(duì)潮濕環(huán)境中的硅藻泥涂料失去機(jī)械抗性，易觸碰損傷。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種具有較強(qiáng)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(jì)，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(yáng)離子表面活性劑2.5-6份硅酸鈉溶液55-75份10%NaOH10-15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(yáng)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(guò)陽(yáng)離子樹(shù)脂交換柱和弱堿性陰離子樹(shù)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(jìn)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(jìn)行減壓濃縮，濃縮溫度為75-80℃，濃縮時(shí)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(dòng)分散6-8.5h，取出石墨烯，去離子水清洗，室溫下通風(fēng)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(wú)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(chǔ)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(shí)，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?cái)嚢?5-20min，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(jī)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(jī)械攪拌0.5-1.5min，同時(shí)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(jī)中進(jìn)行分散，超聲波功率為300W，分散時(shí)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(yáng)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SiO220%、Na2O0.33%，pH為9.6，平均粒徑為20~30nm。與現(xiàn)有技術(shù)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(jī)物，是一種來(lái)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(guò)電化學(xué)層積法，利用陽(yáng)離子表面活性劑與帶負(fù)電的SiO2納米溶膠之間的電荷吸引作用對(duì)石墨烯表面進(jìn)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(qiáng)，表面能大，能在涂料干燥時(shí)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了涂料和基材之間的吸附作用，使涂層更加致密，增強(qiáng)了涂料對(duì)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(jiǎn)便，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，并非對(duì)本發(fā)明的限制，凡是依照本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容所進(jìn)行的任何本領(lǐng)域的等同替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)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(jì)，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(yáng)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(guò)陽(yáng)離子樹(shù)脂交換柱和弱堿性陰離子樹(shù)脂交換柱，得含SiO23.6%、Na2O0.005%、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(jìn)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(jìn)行減壓濃縮，濃縮溫度為75℃，濃縮時(shí)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SiO220%、Na2O0.33%，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(dòng)分散8h，取出石墨烯，去離子水清洗，室溫下通風(fēng)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(wú)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(chǔ)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(yáng)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?cái)嚢?8min，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(jī)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(jī)械攪拌1.5min，同時(shí)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(jī)中進(jìn)行分散，超聲波功率為300W，分散時(shí)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(yàn)，本實(shí)例中涂膜的各指標(biāo)如下：標(biāo)準(zhǔn)要求檢驗(yàn)結(jié)果拉伸強(qiáng)度（浸水后）≥60%/70%85%斷裂伸長(zhǎng)率（浸水后）≥150%/65%/20%175%粘結(jié)強(qiáng)度（浸水后）≥0.5/0.7/1.0MPa1.2MPa不透水性不透水不透水抗?jié)B性（背水面）≥0.6/0.8MPa0.97MPa低溫柔性-10℃,無(wú)裂痕-15℃，無(wú)裂痕當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3