CN109082175A - 一种石墨烯阻根防水涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯阻根防水涂料，其由以下组分和重量份组成：丙烯酸乳液52‑72份，氧化石墨烯水溶液36‑41份，阻根剂6‑15份，轻质碳酸钙4‑13份，蒸馏水3‑7份，增稠剂0.03‑0.1份，防腐剂0.02‑0.08份，消泡剂0.01‑0.03份。本发明既有良好的耐根穿刺性，又具有良好的拉伸强度、粘结强度和断裂伸长率等性能。

Description

一种石墨烯阻根防水涂料
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种石墨烯阻根防水涂料。
背景技术
要在建筑物表面上，经溶剂或水分的挥发或两种组分的化学反应形成一层薄膜，使建筑物表面与水隔绝，从而起到防水、密封的作用，这些涂刷的粘稠液体称为防水涂料。在一些军事工程、机械地坑、隧道、游泳池、水池、地下室、供水管排灌闸粘贴瓷片以及屋面、卫生间、阳台、管道接口的混凝土结构位置，尽管是涂覆有常规的防水涂料，但是，混凝土一旦出现裂缝，仍然出现裂缝处漏水现象，原因在于现有常见的防水涂料的抗渗性差、粘结力较弱、柔性差，整体的弹性和延伸率较差。为此，本申请人认为有必要对现有的防水涂料进行改进，充分提高防水涂料的整体性能，以填补国内涂覆防水涂料在混凝土出现2-3mm宽开裂而不渗水的空白。为此获得了CN103351769B的发明专利。
现有技术中建筑物的屋顶绿化体系一般采用普通的防水涂料，要么没有耐根穿刺性能，要么有耐根穿刺性能，但有耐根穿刺性能的防水涂料，其拉伸强度、粘结强度、断裂伸长率等物理性能技术指标又没有达到理想的效果，从而屋顶绿化种植的植物根系就会最终穿透防水涂料层，导致防水失败。一旦屋面漏水，就将面临将整个屋面铲除、修复并且必将形成高昂的修复重整费用一系列灾难性的问题。
因此，研究、开发一种具有良好的防水效果的同时，又能够阻止植物根系穿透防水涂料层从而具有耐根穿刺性能的防水涂料，可以为市民、为社会带来福利，具有重要社会意义与应用价值。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种既有良好的耐根穿刺性，又具有比现有的防水涂料的拉伸强度、粘结强度和断裂伸长率等性能都更好的石墨烯阻根防水涂料。
所采用的技术方案为：
一种石墨烯阻根防水涂料，其由以下组分和重量份组成：
进一步地，所述阻根剂为(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯。
在本发明技术方案中，丙烯酸乳液为防水涂料的主要原料，起粘结作用。氧化石墨烯水溶液具有良好的分散性，能够良好地分散于丙烯酸乳液中，又能良好地相溶于水中。氧化石墨烯具有的两性(亲水性和疏水性)性质，能够改善整体各个组分的相容性。氧化石墨烯具有优异的力学性能，可以显著提高产品整体的拉伸强度、断裂伸长率和粘结强度。
防腐剂起到防止产品腐坏的作用。
消泡剂是使产品消泡，避免产生气泡。
轻质碳酸钙为填充料，粒径小，平均粒径一般为1-3μm，易分散。
增稠剂用于增加产品的稠度，避免涂料中轻质碳酸钙等粉料的沉降，提高涂料的储存稳定性和施工性。
蒸馏水提高水质，减少杂质的影响，同时起到溶剂的作用。由于氧化石墨烯水溶液中含有水成分，所以可降低蒸馏水的含量。
阻根剂为(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯。CAS号为：66423-13-0。分子式为C18H27ClO3；分子量为326.86。在防水涂料中加入(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯，能够既阻止植物根系穿透防水涂料，同时又不影响植物正常生长。
经过氧化处理后，氧化石墨烯仍保持石墨烯的层状结构，但在每一层的石墨烯单片上引入了许多氧基功能团。这些氧基功能团的引入使得其比单一的石墨烯结构性质更加活泼，增加与其他组分的交联度。
在防水涂料中，现有技术还没有氧化石墨烯、(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯与丙烯酸乳液三者的混合。申请人发现，丙烯酸乳液属于有机材料，属于高分子乳液，在本配方中占据了较大的含量，(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯也属于有机材料，氧化石墨烯能够较好分散于丙烯酸乳液中，增加丙烯酸乳液的交联度，同时(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯与氧化石墨烯水溶液也有交联作用，并嵌入至丙烯酸乳液中。氧化石墨烯、(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯与丙烯酸乳液三者相互相容，使整体形成了一个立体的微网状结构。在此立体的微网状结构，氧化石墨烯支撑张开了整个高分子结构，又使(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯交联于氧化石墨烯与丙烯酸乳液之中。丙烯酸乳液是丙烯酸酯共聚乳液，与(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯也具有相似相容的作用。
经过氧化石墨烯、(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯与丙烯酸乳液三者的协同作用，使得加入的氧化石墨烯、(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯可以进一步显著提高产品整体的拉伸强度、断裂伸长率和粘结强度，又能发挥(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯的耐根穿刺性能。
制备时，先将水和氧化石墨烯水溶液以4000-5000r/min高速搅拌60-80min后，暂停搅拌，放置20-30min；然后加入防腐剂、轻质碳酸钙、增稠剂、消泡剂和阻根剂以4000r/min高速搅拌55-70min，暂停搅拌，放置20-30min；最后加入丙烯酸乳液以500r/min较低速搅拌80-100min，制得石墨烯阻根防水涂料。
本发明的有益效果在于：
通过多次的调整试验，本发明得到了一种既有良好的耐根穿刺性，又具有比现有的防水涂料的拉伸强度、粘结强度和断裂伸长率等性能都更好的石墨烯阻根防水涂料。
具体实施方式
下面结合实施例进一步描述本发明的技术方案，但只是从申请人众多实验中例举的部分实施例，本发明要求的保护范围并不局限于此。
以下实施例的石墨烯阻根防水涂料的制备方法，可以参照发明内容部分的制备方法的记载，此处不再赘述。
实施例1
本实施例的一种石墨烯阻根防水涂料，其由以下组分和重量份组成：
所述阻根剂为(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯。
实施例2
本实施例的一种石墨烯阻根防水涂料，其由以下组分和重量份组成：
所述阻根剂为(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯。
实施例3
本实施例的一种石墨烯阻根防水涂料，其由以下组分和重量份组成：
所述阻根剂为(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯。
实施例4
本实施例的一种石墨烯阻根防水涂料，其由以下组分和重量份组成：
所述阻根剂为(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯。
实施例5
本实施例的一种石墨烯阻根防水涂料，其由以下组分和重量份组成：
所述阻根剂为(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯。
对比例1
CN103351769B记载了一种丙烯酸酯单组份防水涂料，它由以下重量比的组分组成：
将以上实施例1-5制得的石墨烯阻根防水涂料及对比例1的丙烯酸酯单组份防水涂料，对其进行性能检测，检测方法一致，得下表1：
表1
检测项目 对比例1 实施例1-5
拉伸强度(无处理)/MPa ≥2.0 ≥7.6
断裂伸长率(无处理)/％ ≥500 ≥1785
粘结强度(无处理)/MPa —— ≥4.1
不透水性(30min，0.3MPa) 不透水 不透水
耐根穿刺性 —— 阻根
从上表可知，本发明的石墨烯阻根防水涂料既有良好的耐根穿刺性，又具有比现有的防水涂料的拉伸强度、粘结强度和断裂伸长率等性能都更好的石墨烯阻根防水涂料，在拉伸强度和断裂伸长率上，均得到了大幅度的提高，超出了预期，取得了预料不到的技术效果。

Claims (2)

1.一种石墨烯阻根防水涂料，其特征在于，其由以下组分和重量份组成：
2.根据权利要求1所述的石墨烯阻根防水涂料，其特征在于，所述阻根剂为(R)-2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸辛酯。
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