一种改性高分子涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性高分子涂料及其制备方法，本发明专利技术的防水涂料防水性能好，可在涂布表面形成一层致密牢固、机械性能好的保护膜；本发明专利技术高分子涂料中含有负离子组合物颗粒，可诱发大量的负离子，有利于人体健康；本发明专利技术在涂料组分中添加的石墨烯，具有很高的比表面积，表面吸附力强，能在涂料干燥时形成网状结构，增强了涂料和基材之间的吸附作用，使涂层更加致密，增强了涂料对基材的附着力；本发明专利技术高分子涂料中含有的抗氧化剂和防腐剂，有效抑制了防水涂层的老化，延长了涂层的使用寿命；本发明专利技术所采用的配料均具有较低的毒性，优化的制备工艺，减少了排放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种改性高分子涂料及其制备方法。
技术介绍
在建筑、交通、地铁、隧道等工程建设中多采用混凝土结构，在这些领域中，对混凝土结构的防渗水要求非常之高。为了实现混凝土结构的防渗水性能，通常，需要在混凝土结构的表面涂覆防渗水涂料，一般而言，将水性或者油性的液状防水涂料涂刷于各种建筑物及构筑墙的表面，利用待水分或者溶剂增发后所留下的膜层获得防水效果的组合物。目前，我国新型防水涂料仍以沥青基涂料为主，占全部涂料的80％，高分子涂料只占10％左右，其他涂料占余下的10％左右。高分子涂料质量轻、强度高、低能耗、多功能，可以用于单层防水，且在弹性极限范围内使用时有优良的回弹性，并且色彩丰富，可以美化环境。因此，随着高分子涂料技术的革新，这种材料的应用前景非常广阔。但是，原料问题一直是高分子涂料行业的一大难题，诸多性能优良的原料都大部分需要进口，导致高分子涂料的价格相对偏高，从而使其推广受到很大的限制。聚氨酯-丙烯酸酯乳液防水涂料，具有环境友好、成膜性能好、附着牢固，涂层耐寒、耐热、耐磨、富有弹性、光泽度好、防水性能优良、耐候等性能，成为非常有发展前景的涂料品种。但是由于原材料种类有限，通过简单的乳液复合所得的防水涂料其性能已经无法满足实际使用和科技发展的需求，特别是在机械强度、对基材润湿能力以及高防水性能方面还存在亟待解决的问题。此外，随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们开始更重视环保和身体健康。负离子是一种重要的空气调节剂，被誉为空气维生素和生长素，当空气中的负离子浓度较高时，不但能消除空气中的异味，使空气净化清新，同时抑制多种病菌的繁殖，并且还能够降低人体血液和增强心肌功能，促进人体的新陈代谢，增强免疫系统功能，对人体健康影响极大。
技术实现思路
本专利技术提供了一种改性高分子涂料及其制备方法，解决了现有技术中的防水涂料力学性能差，容易老化，防水效果欠佳，环保性差等技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种改性高分子涂料，所述高分子涂料包括了组分A和组分B，其中，所述组分A包括如下重量份的配料：所述组分B包括如下重量份的配料：其中，所述高分子涂料在使用时，组分A和组分B的重量配比为1：(2.5-3.5)。优选的，所述负离子组合物为平均粒径为50-150nm的纳米级负离子粉，与分散剂聚丙烯酸钠混合分散得到，其中分散剂占分散剂与负离子粉总重量的1％-2.5％，经过分散的负离子粉，不易发生团聚，可确保在制成释放负离子的无机防水材料时均匀分散；所述石墨烯是由3-10层以苯环结构周期性紧密堆积的碳原子以ABC堆垛构成的二维碳材料。优选的，该纳米级负离子粉为电气石粉、电气石负离子粉及蛋白石粉中的一种或两种以上。优选的，所述固化剂采用三聚磷酸铝或磷酸硅。优选的，所述的交联剂选自偏铝酸钠、焦锑酸钾、硫酸铝中的一种或几种；所述增塑剂选自邻苯二甲酸二乙酯、己二酸二辛脂、葵二酸二丁酯中的一种或几种。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种制备上述改性高分子涂料的方法，该方法包括如下步骤：(1)制备组分A将负离子组合物分散在所述纯水中，超声分散均匀后形成水相，然后将所述石墨烯、有机硅改性水性环氧树脂、乙二醇和固化剂混合均匀后形成油相，将水相和油相进行混合后进行高速剪切，再加入到超声分散，将所述混合物料置于反应容器中进行加热反应，控制反应温度为150℃-160℃，反应至所述混合物料形成溶液状态得到组分A；(2)制备组分B将所述三元乙丙橡胶、聚氨基甲酸酯、聚醋酸乙烯酯加入高速混合机中预热到85-95℃，搅拌混合30-40min，搅拌速度1500-2000转/min，冷却到室温后，加入到纯水中，均质搅拌处理30-40min制得预乳化液；将所述硫酸镁、抗氧化剂、络合剂、增塑剂和防腐剂加入超声粉碎机，超声粉碎机功率为200-300W，粉碎时间50-60min，得到超声粉碎混合物；将所述预乳化液、水性氟改性含磷丙烯酸酯乳液、超声粉碎混合物倒入反应釜中，升温至75-90℃，搅拌，继续加入所述交联剂，搅拌转速为300-500r/min，搅拌时间为5-10min，得到组分B；(3)将所述组分A和组分B按照重量配比为1：(2.5-3.5)混合，得到高分子涂料。优选的，步骤(1)中高速剪切速度为7000-8000转/min，时间为10-15min。优选的，所述步骤(3)中，具体采用如下工艺混合组分A和组分B：将组分A加入到搅拌器中，机械搅拌2-5min后，加入组分B，继续搅拌15-25min，搅拌转速控制在300-500r/min；停止搅拌，将初步混合物放置于超声波分散机中进行分散，超声波功率为150-250W，分散时间为5-10min，分散温度为25-35℃，得到所述高分子涂料。本专利技术提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：(1)防水性能好，可在涂布表面形成一层致密牢固、机械性能好的保护膜；(2)高分子涂料中含有负离子组合物颗粒，可诱发大量的负离子，有利于人体健康；(3)在涂料组分中添加的石墨烯，具有很高的比表面积，表面吸附力强，能在涂料干燥时形成网状结构，增强了涂料和基材之间的吸附作用，使涂层更加致密，增强了涂料对基材的附着力；(4)高分子涂料中含有的抗氧化剂和防腐剂，有效抑制了防水涂层的老化，延长了涂层的使用寿命；(5)所采用的配料均具有较低的毒性，优化的制备工艺，减少了排放；(6)原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。具体实施方式实施例一本实施例的高分子涂料包括了组分A和组分B。其中，所述组分A包括如下重量份的配料：负离子组合物10份，石墨烯1份，有机硅改性水性环氧树脂8份，乙二醇14份，固化剂1份，纯水32份。所述组分B包括如下重量份的配料：三元乙丙橡胶11份，聚氨基甲酸酯8份，聚醋酸乙烯酯21份，羧甲基纤维素钾1份，硫酸镁1份，水性氟改性含磷丙烯酸酯乳液1份，抗氧化剂0.1份，交联剂1份，络合剂1.5份，增塑剂1份，防腐剂0.5份，纯水31份。其中，所述高分子涂料在使用时，组分A和组分B的重量配比为1：2.5。所述负离子组合物为平均粒径为50-150nm的纳米级负离子粉，与分散剂聚丙烯酸钠混合分散得到，其中分散剂占分散剂与负离子粉总重量的1％，经过分散的负离子粉，不易发生团聚，可确保在制成释放负离子的无机防水材料时均匀分散；所述石墨烯是由3-10层以苯环结构周期性紧密堆积的碳原子以ABC堆垛构成的二维碳材料。优选的，该纳米级负离子粉为电气石粉、电气石负离子粉及蛋白石粉中的一种或两种以上。所述固化剂采用三聚磷酸铝或磷酸硅。所述的交联剂选自偏铝酸钠、焦锑酸钾、硫酸铝中的一种或几种；所述增塑剂选自邻苯二甲酸二乙酯、己二酸二辛脂、葵二酸二丁酯中的一种或几种。将负离子组合物分散在所述纯水中，超声分散均匀后形成水相，然后将所述石墨烯、有机硅改性水性环氧树脂、乙二醇和固化剂混合均匀后形成油相，将水相和油相进行混合后进行高速剪切，再加入到超声分散，将所述混合物料置于反应容器中进行加热反应，控制反应温度为150℃，反应至所述混合物料形成溶液状态得到组分A；优选的高速剪切速度为7000转/min，时间为10min。将所述三元乙丙橡胶、聚氨基甲酸酯、聚醋酸乙烯酯加入高速混合机中预热到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性高分子涂料，所述高分子涂料包括了组分A和组分B，其中，所述组分A包括如下重量份的配料：负离子组合物             10‑25份石墨烯                   1‑3份有机硅改性水性环氧树脂   8‑9份乙二醇                   14‑25份固化剂                   1‑2份纯水                     32‑45份；所述组分B包括如下重量份的配料：三元乙丙橡胶            11‑18份聚氨基甲酸酯            8‑15份聚醋酸乙烯酯            21‑26.5份羧甲基纤维素钾          1‑2份硫酸镁                  1‑2份水性氟改性含磷丙烯酸酯乳液 1‑2份抗氧化剂      0.1‑1份交联剂        1‑3份络合剂        1.5‑3.5份增塑剂        1‑2份防腐剂        0.5‑1.5份纯水          31‑38份；其中，所述高分子涂料在使用时，组分A和组分B的重量配比为1：（2.5‑3.5）。

【技术特征摘要】
1.一种改性高分子涂料，所述高分子涂料包括了组分A和组分B，其中，所述组分A包括如下重量份的配料：负离子组合物10-25份石墨烯1-3份有机硅改性水性环氧树脂8-9份乙二醇14-25份固化剂1-2份纯水32-45份；所述组分B包括如下重量份的配料：三元乙丙橡胶11-18份聚氨基甲酸酯8-15份聚醋酸乙烯酯21-26.5份羧甲基纤维素钾1-2份硫酸镁1-2份水性氟改性含磷丙烯酸酯乳液1-2份抗氧化剂0.1-1份交联剂1-3份络合剂1.5-3.5份增塑剂1-2份防腐剂0.5-1.5份纯水31-38份；其中，所述高分子涂料在使用时，组分A和组分B的重量配比为1：（2.5-3.5）。2.如权利要求1所述的高分子涂料，其特征在于，所述负离子组合物为平均粒径为50-150nm的纳米级负离子粉，与分散剂聚丙烯酸钠混合分散得到，其中分散剂占分散剂与负离子粉总重量的1％-2.5％，经过分散的负离子粉，不易发生团聚，可确保在制成释放负离子的无机防水材料时均匀分散；所述石墨烯是由3-10层以苯环结构周期性紧密堆积的碳原子以ABC堆垛构成的二维碳材料。3.如权利要求2所述的高分子涂料，其特征在于，该纳米级负离子粉为电气石粉、电气石负离子粉及蛋白石粉中的一种或两种以上。4.如权利要求1所述的高分子涂料，其特征在于，所述固化剂采用三聚磷酸铝或磷酸硅。5.如权利要求1所述的高分子涂料，其特征在于，所述的交联剂选自偏铝酸钠、焦锑酸钾、硫酸铝中的一种或几种；所述增塑剂选自邻苯二甲酸二乙酯、己二酸二辛脂、葵二酸二丁酯中的一种或几种。6.一种制备上述权利要求1-5所述的改性高分子涂料的方法，该方法包括如下步骤：（1）制备组分A将负离子组合物分散在...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔志龙，罗文平，
申请(专利权)人：广东国立科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44