[发明专利]一种防水的涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于涂料技术领域，公开了一种防水的涂料及其制备方法和应用。该涂料包括A组分和B组分；A组分包括：石墨烯、固化剂；B组分包括：树脂、填料和助剂；A组分与B组分的体积比为1:(1‑3.5)；树脂含‑NH‑。本发明将石墨烯分散在固化剂中，因没有添加分散剂，得到组分A，呈膏状物这种“假性分散”状态，不容易沉降、也不会很快团聚；在涂料使用前和含有树脂、填料、以及分散剂的组分B混合，形成短时间的稳定分散状态，在固化前分散性良好；由于石墨烯的引入，增强了涂层的防水性能、硬度和耐磨性能。此外，添加较多的石墨烯还可以赋予涂层新的性能，例如抗静电性能；该涂料在房屋防水方面有广阔的应用。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，特别涉及一种防水的涂料及其制备方法和应用。

背景技术

自上世纪50年代开始，建筑防水涂料就已经开始大规模的使用。目前市场上使用较广的建筑防水涂料中，以聚氨酯防水涂料、聚合物水泥防水涂料、丙烯酸防水涂料、改性沥青防水涂料为主，其中聚氨酯防水涂料的市场占比超过40％以上。

聚氨酯防水涂料具有优良的弹性和低温柔韧性，量产高、种类多，主要以溶剂型为主，但也存在如漆膜力学性能差，易开裂易脱落等问题。聚脲涂料属于聚氨酯涂料中的一种，聚脲具有柔韧性好、不开裂、耐化学性能好、固化速度快等优点，可广泛应用于防水、防腐。聚脲涂料虽然作为防水涂料已经表现出非常优异的性能，但在使用过程中仍然暴露了一些问题，例如干燥速度过快，且需要大型喷涂设备，由于干燥过快，放热集中，热收缩力大，内应力大。经过不断改善，聚天门冬氨酸酯聚脲涂料可以减缓涂层的凝结速度，改善漆膜的性能。但由于聚天门冬氨酸酯树脂种类少，涂料性能单一，虽然也可以通过改性树脂来优化性能，但改性步骤繁琐，且性能优化不理想。

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，具有独特的二维纳米结构，具有电子传输速率高、导电性好、热导率高等优点，是目前已知的最薄却最坚硬、导电导热性能最好的纳米材料，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都有很好的应用前景。

现有技术记载的将氧化石墨烯改性后，将其和封端异氰酸酯预聚体中的-NCO基团反应，得到的产物具有防腐，阻燃功能。但氧化石墨烯改性过程需要高温处理，然后超声处理，水洗干燥，再通过低温等离子体活化处理得到改性氧化石墨烯，再通过与封端异氰酸酯预聚体反应得到改性后的产物；虽然也可以将氧化石墨烯应用到天冬聚脲防水涂料中去，但整个氧化石墨烯改性步骤繁琐，成本偏高，不适合规模化生产；且氧化石墨烯中含氧官能团中存在-OH，-COOH和环氧官能团等，占比分布不一，以氧化石墨烯做扩链剂制备的组分的-NCO值波动大，易影响产品的稳定性。现有技术中还有记载将石墨烯和全氢聚硅氮烷在干燥氮气中研磨，使石墨烯充分吸附全氢聚硅氮烷，再将其和异氰酸酯混合后与氨基聚醚/胺类扩链剂反应制备石墨烯聚脲涂层。该涂层中引入石墨烯负载的全氢聚硅氮烷，在形成涂层的过程中，随着水和氧气、氨环境的影响，形成致密二氧化硅层，阻隔水分的通过，提升涂层的致密、连续性。也就是说，该技术方案中的石墨烯只是作为反应生成具有阻隔水分作用的二氧化硅层的载体。但无法得知该技术中的石墨烯在体系中的分散稳定性状态，也无法得知引入石墨烯负载的全氢聚硅氮烷后石墨烯会对防水涂层性能有何改善。

另外，现有技术中利用石墨烯及其衍生物制得的涂料往往无法解决石墨烯的分散问题，制得的涂料形成的涂层的防水性能也无法得到保障，另外，涂层的耐磨性能，硬度，以及抗静电性能差。因此，提供一种含有石墨烯的防水涂料，且石墨烯分散稳定，涂料形成的涂层的防水性能、耐磨性能、硬度以及抗静电性能好，是十分有必要的。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种防水的涂料及其制备方法和应用，所述涂料中含石墨烯，且石墨烯不作为扩链剂或载体使用，所述涂料中的石墨烯分散稳定性好，利用所述涂料形成的涂层具有良好的防水性能，另外，所述涂层还具有良好的机械性能和抗静电性能。