[发明专利]一种氧化石墨烯改性的聚合物水泥基防腐涂料的制备方法

说明书

本发明提供了一种氧化石墨烯改性的聚合物水泥基防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：氧化石墨烯羧基化；氧化石墨烯改性聚丙烯酸酯乳液的合成；氧化石墨烯改性聚合物水泥基防腐涂料的制备。该制备方法制备的涂料既具备有机聚合物的高韧、高粘结强度和高致密性等优点，又具备特种水泥基材料的高机械强度和高耐候耐久性。利用氧化石墨烯对聚合物水泥基防腐涂料进行改性，进一步优化了聚合物膜的力学性能，提升了聚合物有机组分与水泥基无机组分的界面相容性和粘结力，从而使涂料微观结构得到优化，防腐性能和稳定性得到提高。

技术领域

本发明设计一种水泥基防腐涂料，具体涉及一种氧化石墨烯改性的聚合物水泥基防腐涂料的制备方法。

背景技术

聚合物水泥基涂料是由高分子聚合物乳液 (聚丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、聚丙烯酸酯乳液、VAE乳液中的一种或多种)，硫铝酸盐水泥，颜填料（玄武岩、滑石粉、二氧化硅、重钙、粉煤灰、偏高岭土中的一种或多种）及各种外加剂（消泡剂、防腐剂、分散剂、成膜助剂）复合而成的防水涂料，是一种既有高分子聚合物材料韧性高、又有无机材料耐久性好的双组分涂料。

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的导热性、导电性、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。

氧化石墨烯石墨烯的氧化物，是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物。二维空间平面的片层结构，表面和边缘处分布丰富的含氧基团，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。

现有的聚合物水泥基涂料存在机械强度低、耐磨性能差、致密性低和防腐性能不足等缺点，服役寿命大为降低，不能很好地发挥其防护作用，特别是应用在严酷环境中难以满足涂料长效防腐的性能要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种氧化石墨烯改性的聚合物水泥基防腐涂料的制备方法。该制备方法制备的涂料既具备有机聚合物的高韧、高粘结强度和高致密性等优点，又具备特种水泥基材料的高机械强度和高耐候耐久性。利用氧化石墨烯对聚合物水泥基防腐涂料进行改性，进一步优化了聚合物膜的力学性能，提升了聚合物有机组分与水泥基无机组分的界面相容性和粘结力，从而使涂料微观结构得到优化，防腐性能和稳定性得到提高。首先，利用氧化石墨烯对聚丙烯酸酯乳液进行改性，将氧化石墨烯接枝到乳液上。然后将含有氧化石墨烯的聚丙烯酸酯乳液与水泥等其他物质进行复合制备长效防腐型聚合物水泥基防腐涂料。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种氧化石墨烯改性的聚合物水泥基防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）氧化石墨烯羧基化

将10-20份的氧化石墨烯加入到50-60份的0.5mol/L氢氧化钠碱溶液中，超声分散2h。然后再加入5-10份的氯乙酸，超声分散1-2h。最后将产物利用 0.22μm 的 PTFE 滤膜进行抽滤分离，滤饼反复离心水洗至中性以除去杂质，所得产物在 45 ℃真空条件下干燥 12h，得到均相的羧基化氧化石墨烯溶液。

（2）氧化石墨烯改性聚丙烯酸酯乳液的合成

将1-3份阴离子乳化剂、1-3份非离子乳化剂、30-40份去离子水搅拌均匀，再加入50-60份丙烯酸类单体，磁力搅拌30min得到预乳化液备用；

将2-3份阴离子型乳化剂、1-3份非离子型乳化剂、2-5份pH调节剂、30-50份去离子水，磁力搅拌20min，水浴加热至70℃。然后再加入0.5-2份的引发剂和预乳化乳液，控制在3h内滴加完毕，当预乳化液剩下三分之一时开始滴加稀释好的5-8份羧基化氧化石墨烯溶液，20min加完，待所有原料滴加完后，60℃下保温2h，冷却至室温后过滤出料，用氨水调节pH值至7-8，得到所需的氧化石墨烯改性聚丙烯酸酯乳液；

（3）氧化石墨烯改性聚合物水泥基防腐涂料的制备