[发明专利]一种氧化石墨烯改性苯丙皮克林乳液以及一种复合乳液及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及防护涂层技术领域，提供了一种氧化石墨烯改性苯丙皮克林乳液以及一种复合乳液及其制备方法和应用。本发明在苯丙单体聚合过程中加入氧化石墨烯，在形成苯丙核同时使氧化石墨烯附着在苯丙核界面，然后利用硅烷偶联剂使氧化石墨烯在苯丙核界面处“缝合”，从而赋予氧化石墨烯更好的分散效果。加入壳相乳液后，未完全被氧化石墨烯片层包裹的苯丙核部分会与壳相接枝在一起，核相与壳相间的交联作用进一步增强氧化石墨烯的空间稳定性，氧化石墨烯的存在又能充分连接苯丙核与硅氧烷壳，改善硅氧烷组分的分子构型。本发明制备的复合乳液中氧化石墨烯的分散性好，不易团聚，所得复合乳液性能优异，能显著提高水泥基材料的耐久性。

技术领域

本发明涉及防护涂层技术领域，尤其涉及一种氧化石墨烯改性苯丙皮克林乳液以及一种复合乳液及其制备方法和应用。

背景技术

混凝土是一种应用最广泛的水泥基工程建筑材料，水泥基材料的耐久性直接决定了混凝土结构的安全性与可靠性。在氯离子含量较高的滨海环境中，氯离子对水泥基体的侵蚀是造成混凝土结构性能劣化的主要原因。

利用复合聚合物涂料对水泥基体进行表面处理，能够提高混凝土结构的耐腐蚀性，是一种高效、便捷且低成本的防护措施。苯丙涂料(苯乙烯-丙烯酸酯)与硅烷是两种最为常用的聚合物防腐涂料。苯丙涂料耐化学侵蚀性好、耐候性高，可以在水泥基材料表面形成稳定的防水抗侵蚀的保护层；硅烷涂料具有优越的疏水性，且流平性好、渗透性强，适用于多种类型的水泥基材料。将苯丙和硅烷制备成具有核壳结构的复合防腐乳液，可以充分发挥苯丙组分的防护性能以及硅氧烷组分的疏水效果，弥补苯丙涂料粘结性能弱以及硅烷涂料抗老化性能差的缺陷。

传统的核壳乳液通过乳化剂制备得到，其中核相部分与壳相部分难以形成有序稳定的接枝层与组装结构，这极大地限制了核壳乳液的进一步发展。氧化石墨烯作为一种表面富含活性含氧官能团的二维碳纳米材料，可以与各种聚合物分子进行共价结合，起到对聚合物涂料化学改性与性能调控的作用。氧化石墨烯可以通过原位聚合法、溶胶-凝胶法、物理共混法、插层法等方式，为聚合物分子构建出理想的分子构型，增强复合涂料中各组分间的协调工作性能。但是，这些传统方法制备的氧化石墨烯改性聚合物涂料中，氧化石墨烯片层多为一种无序、杂乱的空间状态，对聚合物组分的改性效果不好，且氧化石墨烯片层极易发生聚集，对复合涂料的稳定性、成膜性等造成不利的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种氧化石墨烯改性苯丙皮克林乳液以及一种复合乳液及其制备方法和应用。本发明提供的氧化石墨烯改性苯丙皮克林乳液中，氧化石墨烯有序分布，不易团聚，利用其制备成的核壳结构的复合乳液具有优异的稳定性、成膜性、防水性、抗腐蚀性、抗离子渗透性、耐老化性以及力学性能，将本发明的复合乳液对水泥基体进行表面处理，能够显著提高混凝土结构的耐久性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种氧化石墨烯改性苯丙皮克林乳液的制备方法，包括以下步骤：

将氧化石墨烯缓冲液和苯丙单体混合液混合进行第一超声分散，将所得乳液和硅烷偶联剂混合进行第二超声分散，得到氧化石墨烯改性苯丙皮克林乳液；所述氧化石墨烯缓冲液的组分包括氧化石墨烯、水和pH值缓冲剂；所述苯丙单体混合液的组分包括水、引发剂、苯乙烯和丙烯酸酯单体。

优选的，所述苯丙单体混合液中引发剂的质量分数为0.3％～0.7％，苯乙烯的质量分数为10％～30％，丙烯酸酯单体的质量分数为60％～90％。

优选的，所述氧化石墨烯缓冲液中的氧化石墨烯的质量为苯丙单体混合液质量的1％～10％，所述氧化石墨烯缓冲液中水的质量为苯丙单体混合液质量的60％～150％；

所述氧化石墨烯缓冲液的pH值为7～8.5。

所述第一超声分散的温度为30～60℃，时间为1～3h；

所述第二超声分散的温度为55～75℃，时间为0.5～2h。