CN104650715A - 一种抗老化耐磨性能优异的防水涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗老化耐磨性能优异的防水涂料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：有机硅橡胶乳液20-45、有机硅防水剂3-8、石墨烯预制分散体2-7、乳液型消泡剂0.1-0.6、羧甲基纤维素钠0.1-0.6、氯化石蜡2-3、滑石粉6-9、二苯乙基复酚聚氧乙烯醚1-2、硫磺4-6、石镁砂9-13、分散剂50401-2、防老剂2641-2；本发明的防水涂料将弹性防水涂层和渗透防水层两种功能结合起来，添加的石墨烯实现超久的耐候性、抗紫外线性和憎水性，防水效果好、时间长，无需进行后期维护，还具有优异的耐磨和抗老化性能，装饰效果好，尤其适用于对于装饰效果要求高的防水场所。

Description

一种抗老化耐磨性能优异的防水涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料及其制备方法，特别是一种抗老化耐磨性能优异的防水涂料及其制备方法。

背景技术

 所谓涂料是指涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装饰或其他特殊功能（耐磨、防锈、防霉、防水等）的一类液体或固体材料。因早期的涂料大多以植物油为主要原料，故又称作油漆。现在合成树脂已大部分或全部取代了植物油，故称为涂料。涂料应用于生活中各个方面，涂料不仅要求粘结性强、耐候性好，抗性高，还要无毒无污染，因此不断提高涂料的综合质量对于改善人们生活水平，加快城市发展有很重大的意义。目前在建筑方面用的最多的还是防水涂料， 固化后形成的防水薄膜具有一定的延伸性、弹塑性、抗裂性、抗渗性及耐候性，能起到防水、防渗和保护作用。石墨烯是一种新型的单层片状结构的碳纳米材料,具有高比表面积、良好的导电、导热性、优异的化学稳定性、突出的力学性能等,本发明采用石墨烯预制分散体添加到涂料中提高了其渗透性、附着力、耐候性等性能；“四涂一布”施工工艺，可完全不使用卷材防水材料做防水处理，解决建筑各种复杂水泥基体防水施工做砂浆保护层时易出现砂浆空鼓的现象，确保建筑质量。本发明防水涂料将弹性防水涂层和渗透防水层两种功能二合一，表面层石墨烯的憎水性和超久的耐候性，可以实现永久防水保护，实现三层防水保护，防水更安全更长久，防水成本更低，应用前景良好。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗老化耐磨性能优异的防水涂料及其制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：

一种抗老化耐磨性能优异的防水涂料，由下列重量份的原料制成：有机硅橡胶乳液20-45、有机硅防水剂3-8、石墨烯预制分散体2-7、乳液型消泡剂0.1-0.6、羧甲基纤维素钠0.1-0.6、氯化石蜡2-3、滑石粉6-9、二苯乙基复酚聚氧乙烯醚1-2、硫磺4-6、石镁砂9-13、分散剂50401-2、防老剂2641-2；

所述石墨烯预制分散体是由下列重量份的原料制成：石墨粉10-15、硅烷偶联剂KH-5501-2、无水乙醇20-40、水合肼2-4、N,N-二甲基甲酰胺5-8、蒸馏水80-120；制备方法是采用Hummers法将石墨粉制备成氧化石墨，将氧化石墨分散于蒸馏水中，超声震荡剥离30-40分钟，超声结束后在2500-2600转/分的转速下离心25-35分钟，取其上清液，边搅拌边缓缓加入硅烷偶联剂KH-550的乙醇溶液，继续反应1-2小时，再加入水合肼在95-100°C下还原反应2-3小时，再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物，再将该产物超声分散于体积比为9:1的N,N-二甲基甲酰胺和蒸馏水的混合溶液中，即得石墨烯预制分散体；

所述乳液型消泡剂是由下列重量份的原料制成：3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯1-2、聚硅氧烷10-15、失水山梨醇单油酸酯0.2-0.4、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯0.3-0.4、去离子水10-20、苯胺三乙基三甲氧基硅烷1-2、聚乙烯醚1-2、疏水二氧化硅3-5、聚乙二醇1-2、氧化亚铜1-2、蓖麻酸钙0.5-0.7；制备方法是（1）将苯胺甲基三乙氧基硅烷和疏水二氧化硅混合，再加入聚硅氧烷在120-150°C下边搅拌边加热反应1-2小时，反应结束后降温至室温；（2）将失水山梨醇单油酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯混合均匀，加热至40-60°C，加到步骤（1）的产物中，高速搅拌20-40分钟后再加入除去离子水以外其余剩余的成分，控制温度在70-80°C，低速搅拌；（3）将去离子水缓慢、匀速的加到步骤（2）中，边搅拌边自然降温，当温度降至室温时，停止搅拌，将所得物料用胶体磨研磨2-3次即可得到乳液型消泡剂。

本发明所述一种抗老化耐磨性能优异的防水涂料，由以下具体步骤制成：

（1）将有机硅橡胶乳液加到反应釜中，开启机器以500转/分的转速搅拌，加入有机硅防水剂，分散5-6分钟，再加入石墨烯预制分散体，继续搅拌5-7分钟；

（2）将配方中50-60%重量份的乳液型消泡剂加到步骤（1）中，搅拌分散5-7分钟，再加入羧甲基纤维素钠分散8-10分钟至完全溶解看不到颗粒，此时提高转速至800转/分，再加入石镁砂、滑石粉、氯化石蜡和分散剂5040搅拌分散15-20分钟；

（3）将配方中剩余量的乳液型消泡剂加到步骤（2）中，再加入其余剩余的成分分散5-10分钟，再经胶体磨高速研磨过滤即得产品。

本发明的优点是：本发明的防水涂料将弹性防水涂层和渗透防水层两种功能结合起来，添加的石墨烯实现超久的耐候性、抗紫外线性和憎水性，防水效果好、时间长，无需进行后期维护，还具有优异的耐磨和抗老化性能，装饰效果好，尤其适用于对于装饰效果要求高的防水场所。

具体实施方案

下面通过具体实例对本发明进行详细说明。

 一种抗老化耐磨性能优异的防水涂料，由下列重量份（公斤）的原料制成：有机硅橡胶乳液42、有机硅防水剂6、石墨烯预制分散体4、乳液型消泡剂0. 6、羧甲基纤维素钠0.4、氯化石蜡2、滑石粉9、二苯乙基复酚聚氧乙烯醚2、硫磺5、石镁砂11、分散剂50401、防老剂2641；

所述石墨烯预制分散体是由下列重量份(公斤)的原料制成：石墨粉10、硅烷偶联剂KH-5502、无水乙醇40、水合肼2、N,N-二甲基甲酰胺7、蒸馏水120；制备方法是采用Hummers法将石墨粉制备成氧化石墨，将氧化石墨分散于蒸馏水中，超声震荡剥离30-40分钟，超声结束后在2500-2600转/分的转速下离心25-35分钟，取其上清液，边搅拌边缓缓加入硅烷偶联剂KH-550的乙醇溶液，继续反应1-2小时，再加入水合肼在95-100°C下还原反应2-3小时，再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物，再将该产物超声分散于体积比为9:1的N,N-二甲基甲酰胺和蒸馏水的混合溶液中，即得石墨烯预制分散体；

所述乳液型消泡剂是由下列重量份（公斤）的原料制成：3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯1、聚硅氧烷12、失水山梨醇单油酸酯0.3、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯0.3、去离子水16、苯胺三乙基三甲氧基硅烷1、聚乙烯醚2、疏水二氧化硅4、聚乙二醇1、氧化亚铜2、蓖麻酸钙0.6；制备方法是（1）将苯胺甲基三乙氧基硅烷和疏水二氧化硅混合，再加入聚硅氧烷在120-150°C下边搅拌边加热反应1-2小时，反应结束后降温至室温；（2）将失水山梨醇单油酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯混合均匀，加热至40-60°C，加到步骤（1）的产物中，高速搅拌20-40分钟后再加入除去离子水以外其余剩余的成分，控制温度在70-80°C，低速搅拌；（3）将去离子水缓慢、匀速的加到步骤（2）中，边搅拌边自然降温，当温度降至室温时，停止搅拌，将所得物料用胶体磨研磨2-3次即可得到乳液型消泡剂。

本发明所述一种抗老化耐磨性能优异的防水涂料，由以下具体步骤制成：

（1）将有机硅橡胶乳液加到反应釜中，开启机器以500转/分的转速搅拌，加入有机硅防水剂，分散5-6分钟，再加入石墨烯预制分散体，继续搅拌5-7分钟；

（2）将配方中50-60%重量份的乳液型消泡剂加到步骤（1）中，搅拌分散5-7分钟，再加入羧甲基纤维素钠分散8-10分钟至完全溶解看不到颗粒，此时提高转速至800转/分，再加入石镁砂、滑石粉、氯化石蜡和分散剂5040搅拌分散15-20分钟；

（3）将配方中剩余量的乳液型消泡剂加到步骤（2）中，再加入其余剩余的成分分散5-10分钟，再经胶体磨高速研磨过滤即得产品。

经过检测，上述实施例所得的防水涂料具有以下特性 ：

耐碱性实验（饱和氢氧化钙和0.1%的氢氧化钠混合溶液，15°C浸泡15天）：不起鼓，不脱落；

耐热性实验（100±1℃，6小时）：不起鼓，不流淌，不脱落；

加热伸缩率（%）：伸长≤1，缩短≤1；

不透水性( 0.5 MPa,30min)：不透水；

拉伸强度＞1.5MPa；

断裂伸长率＞300%；

低温柔韧性（绕Φ 10mm棒）：-20°C 无裂纹；

老化处理后的拉伸强度保持率（%）：

加热处理  ＞100；

紫外线处理 ＞100；

碱处理（饱和氢氧化钙和0.1%的氢氧化钠混合溶液）＞100；

酸处理（20% H₂SO₄浸泡） ＞100。

Claims (2)

1.一种抗老化耐磨性能优异的防水涂料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：有机硅橡胶乳液20-45、有机硅防水剂3-8、石墨烯预制分散体2-7、乳液型消泡剂0.1-0.6、羧甲基纤维素钠0.1-0.6、氯化石蜡2-3、滑石粉6-9、二苯乙基复酚聚氧乙烯醚1-2、硫磺4-6、石镁砂9-13、分散剂50401-2、防老剂2641-2；

所述石墨烯预制分散体是由下列重量份的原料制成：石墨粉10-15、硅烷偶联剂KH-5501-2、无水乙醇20-40、水合肼2-4、N,N-二甲基甲酰胺5-8、蒸馏水80-120；制备方法是采用Hummers法将石墨粉制备成氧化石墨，将氧化石墨分散于蒸馏水中，超声震荡剥离30-40分钟，超声结束后在2500-2600转/分的转速下离心25-35分钟，取其上清液，边搅拌边缓缓加入硅烷偶联剂KH-550的乙醇溶液，继续反应1-2小时，再加入水合肼在95-100°C下还原反应2-3小时，再用无水乙醇和蒸馏水洗涤所得产物，再将该产物超声分散于体积比为9:1的N,N-二甲基甲酰胺和蒸馏水的混合溶液中，即得石墨烯预制分散体；

所述乳液型消泡剂是由下列重量份的原料制成：3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯1-2、聚硅氧烷10-15、失水山梨醇单油酸酯0.2-0.4、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯0.3-0.4、去离子水10-20、苯胺三乙基三甲氧基硅烷1-2、聚乙烯醚1-2、疏水二氧化硅3-5、聚乙二醇1-2、氧化亚铜1-2、蓖麻酸钙0.5-0.7；制备方法是（1）将苯胺甲基三乙氧基硅烷和疏水二氧化硅混合，再加入聚硅氧烷在120-150°C下边搅拌边加热反应1-2小时，反应结束后降温至室温；（2）将失水山梨醇单油酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯混合均匀，加热至40-60°C，加到步骤（1）的产物中，高速搅拌20-40分钟后再加入除去离子水以外其余剩余的成分，控制温度在70-80°C，低速搅拌；（3）将去离子水缓慢、匀速的加到步骤（2）中，边搅拌边自然降温，当温度降至室温时，停止搅拌，将所得物料用胶体磨研磨2-3次即可得到乳液型消泡剂。

2.根据权利要求1所述一种抗老化耐磨性能优异的防水涂料，其特征在于，由以下具体步骤制成：

（1）将有机硅橡胶乳液加到反应釜中，开启机器以500转/分的转速搅拌，加入有机硅防水剂，分散5-6分钟，再加入石墨烯预制分散体，继续搅拌5-7分钟；

（2）将配方中50-60%重量份的乳液型消泡剂加到步骤（1）中，搅拌分散5-7分钟，再加入羧甲基纤维素钠分散8-10分钟至完全溶解看不到颗粒，此时提高转速至800转/分，再加入石镁砂、滑石粉、氯化石蜡和分散剂5040搅拌分散15-20分钟；

（3）将配方中剩余量的乳液型消泡剂加到步骤（2）中，再加入其余剩余的成分分散5-10分钟，再经胶体磨高速研磨过滤即得产品。