一種氧化石墨烯改性聚合物水泥防水涂料的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種氧化石墨烯改性聚合物水泥防水涂料的制備方法。聚合物水泥防水涂料是以丙烯酸酯類聚合物乳液和水泥為主要原料，加入其它外加劑制得的雙組份水性建筑防水涂料；因困擾聚合物水泥防水涂料發(fā)展的主要問(wèn)題是力學(xué)性能不夠理想、抗?jié)B性、耐久性差等問(wèn)題，嚴(yán)重限制了該類涂料的推廣和應(yīng)用。本發(fā)明專利技術(shù)利用氧化石墨烯優(yōu)異的力學(xué)性能顯著增加了丙烯酸酯類聚合物乳液成膜的抗拉強(qiáng)度；耐水性也得到一定程度的提高；此外，氧化石墨烯豐富的含氧官能團(tuán)可以調(diào)節(jié)水泥水化產(chǎn)物晶體的生長(zhǎng)，提高水泥水化產(chǎn)物的抗拉強(qiáng)度和韌性；因此，氧化石墨烯改性的聚合物水泥防水涂料具有良好的耐久性、抗?jié)B性以及物理力學(xué)性，應(yīng)用前景廣闊。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種聚合物水泥防水涂料的制備方法；具體涉及。
技術(shù)介紹
聚合物水泥防水涂料是以丙烯酸酯類聚合物乳液和水泥為主要原料，加入其它外加劑制得的雙組份水性建筑防水涂料。產(chǎn)品分為I型和II型，I型以聚合物為主，主要用于非長(zhǎng)期浸水環(huán)境下的建筑物防水工程；II型以水泥為主，主要用于長(zhǎng)期浸水環(huán)境下的建筑物防水工程。這種涂料既有聚合物涂膜的延伸性、防水性，也有水性膠凝材料強(qiáng)度高、易與潮濕基層粘結(jié)的優(yōu)點(diǎn)。但目前仍存在力學(xué)性能不夠理想、抗?jié)B性、耐久性差等問(wèn)題，嚴(yán)重限制了該類涂料的推廣和應(yīng)用。目前，聚合物水泥防水涂料的研究主要聚焦在丙烯酸酯類聚合物乳液的化學(xué)改性上，對(duì)于防水涂料的研究起到了一定的作用。但是由于丙烯酸酯類聚合物為有機(jī)物，對(duì)于長(zhǎng)期困擾聚合物水泥防水涂料發(fā)展的涂料耐久性和力學(xué)強(qiáng)度較低等問(wèn)題作用有限。因此，利用一種物質(zhì)既能改善丙烯酸酯類聚合物乳液膜的力學(xué)性能及耐久性，又能提高水泥水化產(chǎn)物的耐久性及抗拉強(qiáng)度是解決聚合物水泥防水涂料存在問(wèn)題的一條不可忽視的方法。石墨稀是迄今為止發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)度最聞、朝性最好、比表面積最大的材料。氧化石墨稀(GO)就是石墨的氧化產(chǎn)物超聲分散以后的產(chǎn)物，能夠穩(wěn)定的分散在水溶液中，除了導(dǎo)電性與光學(xué)性能較差外，力學(xué)性能與石墨烯沒(méi)有區(qū)別，且環(huán)境友好，這使得GO適合于與高分子材料、無(wú)機(jī)非金屬材料等制備納米插層復(fù)合材料。利用氧化石墨烯優(yōu)異的力學(xué)性能可以顯著改善高分子材料的抗拉強(qiáng) 和韌性。除此之外，可以利用氧化石墨烯豐富的含氧官能團(tuán)調(diào)節(jié)水泥水化產(chǎn)物晶體的生長(zhǎng)，弓I導(dǎo)水化產(chǎn)物生成微晶體，從而改變水化產(chǎn)物的晶型結(jié)構(gòu)，提高水化產(chǎn)物的抗拉強(qiáng)度以及韌性。因此，利用氧化石墨烯可以提高聚合物水泥防水涂料的性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種物理力學(xué)性能好高、抗?jié)B性好、耐久性高以及環(huán)境友好的氧化石墨烯改性聚合物水泥防水涂料的制備方法。本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是: 氧化石墨烯改性聚合物水泥防水涂料的制備方法。其特征在于: 由以下步奏實(shí)現(xiàn) I)氧化石墨稀的制備: 按質(zhì)量份數(shù)，將50份濃硫酸在攪拌下緩慢加入到5份石墨粉和5份硝酸鈉混合物中，控制體系溫度小于10°C，加完攪拌均勻后緩慢加入18份高錳酸鉀，然后在35°C下反應(yīng)9小時(shí)，升溫至80°C后反應(yīng)I小時(shí)，再緩慢加入600份去離子水，然后加入濃度為30%的過(guò)氧化氫，反應(yīng)至沒(méi)有氣泡產(chǎn)生后，過(guò)濾，洗滌，用30%的NaOH調(diào)節(jié)pH到7，超聲2h得到氧化石墨烯溶液； 2)氧化石墨烯改性聚合物水泥防水涂料的制備: 按照液粉比為1: 2，將106 352份填料、I 3份消泡劑、I 3份防腐劑、I 3份聚羧酸系減水劑、6 20份自制的氧化石墨烯溶液加入到100 332份丙烯酸酯類聚合物乳液中，使用電動(dòng)攪拌器進(jìn)行攪拌，同時(shí)將106 352份水泥緩慢加入到攪拌器中，勻速攪拌5 10分鐘。用玻璃棒蘸取涂料，觀察是否含有顆粒，如果仍含有少許顆粒則應(yīng)繼續(xù)攪拌I 2分鐘直至顆粒全部溶解為止。靜置5分鐘，待涂料中不再有氣泡冒出時(shí)制成了氧化石墨烯改性的聚合物水泥防水涂料。氧化石墨烯懸浮液濃度為0.65%。填料是石英粉或者方解石粉或者滑石粉。消泡劑是氨基硅油或者正辛醇。丙烯酸酯類聚合物乳液固含量為50%±1。本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn): 本專利技術(shù)利用氧化石墨烯納米材料改性聚合物水泥防水涂料，氧化石墨烯在小摻量時(shí)就可以使聚合物水泥防水涂料具有較好的力學(xué)性能和耐久性，抗?jié)B性和也得到一定程度的提高，不僅改善了涂料的整體性能，而且環(huán)境友好、無(wú)污染。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本專利技術(shù)所述的制備方法首先是利用高錳酸鉀和濃硫酸等對(duì)石墨進(jìn)行氧化，目的是在石墨的片層結(jié)構(gòu)上引入羥基、羧基以及環(huán)氧基等活性基團(tuán)，同時(shí)使石墨層間距變大。然后超聲分散使氧化石墨分散成為單片層或者少數(shù)幾個(gè)片層的氧化石墨烯。再將氧化石墨烯加入到聚合物水泥防水涂料中。氧化石墨烯本身具有優(yōu)異的力學(xué)性能，而且氧化石墨烯上的羧基、羥基等活性基團(tuán)以氫鍵或范德華力與聚合物分子相連接，可以顯著增強(qiáng)乳液膜的抗拉強(qiáng)度；同時(shí)，氧化石墨烯的加入可以使大分子間的交聯(lián)度增加，分子間的作用力增強(qiáng)，從而使膜的吸水溶脹程度減弱；雖然含氧官能團(tuán)具有一定的親水性，但是納米級(jí)別的氧化石墨烯片層具有良好的阻水作用，自然界的液態(tài)水通常處于締合狀態(tài)，所以，浸潤(rùn)在氧化石墨烯表面的水分子通過(guò)氫鍵締合在一起，在乳液膜的表面形成了一層薄薄的締合水分子膜，反而阻止了其他的水分子通過(guò)，起到了一定的防水作用，也就是所謂的“以水止水”，可以使丙烯酸乳液膜的耐水性和涂料的抗?jié)B性得到一定程度的提高。另一方面，分布在水泥水化產(chǎn)物和填料中的氧化石墨烯，其豐富的含氧官能團(tuán)可以引導(dǎo)水化產(chǎn)物晶體的生長(zhǎng)，誘導(dǎo)其生成微晶體，提高水泥水化產(chǎn)物的抗拉強(qiáng)度和韌性。因此，氧化石墨烯可以改善聚合物水泥防水涂料的力學(xué)強(qiáng)度、耐久性和抗?jié)B性。實(shí)例一 本專利技術(shù)所述的氧化石墨烯改性聚合物水泥防水涂料的制備方法，由以下步奏實(shí)現(xiàn): 1)氧化石墨稀的制備: 按質(zhì)量份數(shù)，將50份濃硫酸在攪拌下緩慢加入到5份石墨粉和5份硝酸鈉混合物中，控制體系溫度小于10°C，加完攪拌均勻后緩慢加入18份高錳酸鉀，然后在35°C下反應(yīng)9小時(shí)，升溫至80°C后反應(yīng)I小時(shí)，再緩慢加入600份去離子水，然后加入濃度為30%的過(guò)氧化氫，反應(yīng)至沒(méi)有氣泡產(chǎn)生后，過(guò)濾，洗滌，用30%的NaOH調(diào)節(jié)pH到7，超聲2h得到氧化石墨烯溶液； 2)氧化石墨烯改性聚合物水泥防水涂料的制備: 按照液粉比為1: 2，將106份方解石粉、I份正辛醇、I份防腐劑、I份聚羧酸系減水劑、6份自制的氧化石墨烯溶液加入到100份丙烯酸酯聚合物乳液中，使用電動(dòng)攪拌器進(jìn)行攪拌，同時(shí)將106份水 泥緩慢加入到攪拌器中，勻速攪拌5分鐘。用玻璃棒蘸取涂料，觀察是否含有顆粒，如果仍含有少許顆粒則應(yīng)繼續(xù)攪拌I分鐘直至顆粒全部溶解為止。靜置5分鐘，待涂料中不再有氣泡冒出時(shí)制成了氧化石墨烯改性的聚合物水泥防水涂料。實(shí)例二 1)氧化石墨稀的制備: 按質(zhì)量份數(shù)，將50份濃硫酸在攪拌下緩慢加入到5份石墨粉和5份硝酸鈉混合物中，控制體系溫度小于10°C，加完攪拌均勻后緩慢加入18份高錳酸鉀，然后在35°C下反應(yīng)9小時(shí)，升溫至80°C后反應(yīng)I小時(shí)，再緩慢加入600份去離子水，然后加入濃度為30%的過(guò)氧化氫，反應(yīng)至沒(méi)有氣泡產(chǎn)生后，過(guò)濾，洗滌，用30%的NaOH調(diào)節(jié)pH到7，超聲2h得到氧化石墨烯溶液； 2)氧化石墨烯改性聚合物水泥防水涂料的制備: 按照液粉比為1: 2，將352份方解石粉、3份正辛醇、3份防腐劑、3份聚羧酸系減水劑、20份自制的氧化石墨烯溶液加入到332份丙烯酸酯聚合物乳液中，使用電動(dòng)攪拌器進(jìn)行攪拌，同時(shí)將352份水泥緩慢加入到攪拌器中，勻速攪拌10分鐘。用玻璃棒蘸取涂料，觀察是否含有顆粒，如果仍含有少許顆粒則應(yīng)繼續(xù)攪拌2分鐘直至顆粒全部溶解為止。靜置5分鐘，待涂料中不再有氣泡冒出時(shí)制成了氧化石墨烯改性的聚合物水泥防水涂料。實(shí)例三 1)氧化石墨稀的制備: 按質(zhì)量份數(shù)，將50份濃硫酸在攪拌下緩慢加入到5份石墨粉和5份硝酸鈉混合物中，控制體系溫度小于10°C，加完攪拌均勻后緩慢加入18份高錳酸鉀，然后在35°C下反應(yīng)9小時(shí)，升溫至80°C后反應(yīng)I小時(shí)，再緩慢加本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種氧化石墨烯改性聚合物水泥防水涂料的制備方法，其特征在于：由以下步驟實(shí)現(xiàn)1）氧化石墨稀的制備：按質(zhì)量份數(shù)，將50份濃硫酸在攪拌下緩慢加入到5份石墨粉和5份硝酸鈉混合物中，控制體系溫度小于10℃，加完攪拌均勻后緩慢加入18份高錳酸鉀，然后在35℃下反應(yīng)9小時(shí)，升溫至80℃后反應(yīng)1小時(shí)，再緩慢加入600份去離子水，然后加入濃度為30%的過(guò)氧化氫，反應(yīng)至沒(méi)有氣泡產(chǎn)生后，過(guò)濾，洗滌，用30%的NaOH調(diào)節(jié)pH到7，超聲2h得到氧化石墨烯溶液；2)?氧化石墨烯改性聚合物水泥防水涂料的制備：按照液粉比為1︰2，將106～352份填料、1～3份消泡劑、1～3份防腐劑、1～3份聚羧酸系減水劑、6～20份自制的氧化石墨烯溶液加入到100～332份丙烯酸酯類聚合物乳液中，使用電動(dòng)攪拌器進(jìn)行攪拌，同時(shí)將106～352份水泥緩慢加入到攪拌器中，勻速攪拌5～12分鐘，直至顆粒全部溶解為止；靜置5分鐘，待涂料中不再有氣泡冒出時(shí)制成了氧化石墨烯改性的聚合物水泥防水涂料。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：呂生華，巨浩波，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：陜西科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：