一種石墨烯改性的建筑涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石墨烯改性的建筑涂料，包括溶劑、常用助劑、主要成膜物質(zhì)，建筑涂料中加入用于改性的石墨烯，所述石墨烯的加入量占建筑涂料的重量百分比為0.001-20%，建筑涂料中還可以加入輔助助劑，輔助助劑的加入量占建筑涂料的重量百分比為0-8%。在現(xiàn)有的建筑涂料中加入石墨烯用以改性建筑涂料的耐水性機(jī)械強(qiáng)度，提高建筑涂料與底材附著性、對比率、耐洗刷性能，在建筑涂料中加入竹炭纖維用以抑菌抗菌，抗紫外線，使得建筑涂料綠色環(huán)保；在建筑涂料中加入骨膠則是為了提高其黏結(jié)性，增加附著力。
【專利說明】一種石墨烯改性的建筑涂料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑涂料，尤其涉及一種提高建筑涂料耐水性和機(jī)械強(qiáng)度，提高與底材的附著性、對比率、耐洗刷性能的石墨烯改性的建筑涂料。
[0002]
【背景技術(shù)】 [0003]建筑涂料包括水性建筑涂料和溶劑型建筑涂料，溶劑型建筑涂料因其固化過程中釋放有毒溶劑，不符合環(huán)保要求而在建筑涂料中受到限制，但由于溶劑型建筑涂料的高分子成膜物耐老化性強(qiáng)，在高層建筑的外墻裝飾中仍在使用。
[0004]外墻涂裝用的建筑涂料要求底層表面干燥、堅實、牢固，不會起砂，不會產(chǎn)生裂縫疏松等，但是現(xiàn)在大多數(shù)適用于外墻的建筑涂料若要滿足其要求卻使用溶劑型建筑涂料，而使得其環(huán)保性能下降，為了達(dá)到環(huán)保要求制的的建筑涂料卻因耐水性和機(jī)械強(qiáng)度差，與底材的附著性、對比率、耐洗刷性能較差而受到限制。
[0005]2004年英國曼徹斯頓大學(xué)的Geim和Novoselov通過膠帶剝離高定向石墨獲得了獨立存在的二維石墨烯(Gra-phene，GN)晶體以來，石墨烯已經(jīng)成為材料科學(xué)領(lǐng)域極受關(guān)注的研究熱點之一。石墨烯，實際上就是單原子層的石墨，它擁有獨特的二維結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)、熱力學(xué)、光學(xué)和電學(xué)性能。
[0006]石墨烯是目前世界上最薄卻也是最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，至吸收2.3%的光，導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m ? k，高于碳納米管和金剛石。石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，具有強(qiáng)度高，比表面積大，高化學(xué)反應(yīng)活性，高填充性的特點。
[0007]竹炭纖維是取毛竹為原料，采用了純氧高溫及氮氣阻隔延時的煅燒新工藝和新技術(shù)，使得竹炭天生具有的微孔更細(xì)化和蜂窩化，然后再與具有蜂窩狀微孔結(jié)構(gòu)趨勢的聚酯改性切片熔融紡絲而制成的。
[0008]中國專利公布號CN102079908A，公布日2011年6月I日，名稱為一種建筑涂料，該申請案公開了一種建筑涂料，按照質(zhì)量組成包括榆樹皮纖維lkg-6kg,苯丙乳液15-40kg,鈦白粉5-20kg，成膜助劑0.5-3kg，六偏硫酸鈉0.1-0.8kg，分散劑0.1-0.5kg，增稠劑
0.1-0.5kg，重鈣10-25kg,硅石灰粉5-20kg?；?-lOkg，消泡劑0.1-0.8kg。其不足之處在于，雖然該配方對人體無害，但是其作為建筑涂料耐水性和機(jī)械強(qiáng)度差，與底材的附著性、對比率、耐洗刷性能較差而受到限制。
[0009]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于為了解決現(xiàn)有建筑涂料耐水性和機(jī)械強(qiáng)度差，與底材的附著性、對比率、耐洗刷性能較差而受到限制的缺陷而提供一種環(huán)保、提高建筑涂料耐水性和機(jī)械強(qiáng)度，提高與底材的附著性、對比率、耐洗刷性能的石墨烯改性的建筑涂料。[0011]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種石墨烯改性的建筑涂料，包括溶劑、常用助劑、主要成膜物質(zhì)，在使用建筑涂料前，在建筑涂料中加入用于改性的石墨烯，所述石墨烯的加入量占建筑涂料的重量百分比為
0.001-20%，建筑涂料中還可以加入輔助助劑，輔助助劑的加入量占建筑涂料的重量百分比為0-8%。在本技術(shù)方案中，石墨烯是目前世界上最薄卻也是最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，至吸收2.3%的光，導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m ? k，高于碳納米管和金剛石。石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，具有強(qiáng)度高，比表面積大，高化學(xué)反應(yīng)活性，高填充性的特點；在現(xiàn)有的建筑涂料中加入石墨烯用以改性建筑涂料的耐水性與機(jī)械強(qiáng)度，提高建筑涂料與底材附著力、對比率、耐洗刷性能與耐摩擦性能。
[0012]作為優(yōu)選，所述石墨烯的加入量占建筑涂料的重量百分比為0.01-5%。
[0013]作為優(yōu)選，所述石墨烯的加入量占建筑涂料的重量百分比為0.01-0.5%。
[0014]作為優(yōu)選，所述輔助助劑為竹炭纖維、納米TiO2、納米Al2O3、鈦酸鉀或骨膠中的一種或幾 種，溶劑選自水、松香水、酒精、汽油、苯、二甲苯、丙酮中的一種，成膜物質(zhì)為醋酸乙烯系聚合物乳液、丙烯酸系共聚物乳液、聚氨酯乳液、含氟聚合物乳液中的一種或幾種，優(yōu)選丙烯酸系共聚物乳液。在本技術(shù)方案中，納米Al2O3,納米TiO2,鈦酸鉀的加入使得建筑涂料的耐磨性能提高，在建筑涂料中加入竹炭纖維用以抑菌抗菌，抗紫外線，使得建筑涂料綠色環(huán)保；在建筑涂料中加入骨膠則是為了提高其黏結(jié)性，增加附著力；作為建筑涂料的輔助成膜物質(zhì)的溶劑，可以根據(jù)主要成膜物質(zhì)來選擇有機(jī)溶劑或無機(jī)溶劑，本發(fā)明選擇的溶劑類型來源廣，成本低，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0015]作為優(yōu)選，所述石墨烯為單層片狀結(jié)構(gòu)，或所述石墨烯為層數(shù)在2-50層，層內(nèi)為碳原子SP2雜化軌道組成六角形蜂巢狀晶格、層間為碳原子以n鍵結(jié)合。
[0016]作為優(yōu)選，所述石墨烯以粉末或漿料的形式添加。
[0017]作為優(yōu)選,建筑涂料為有機(jī)建筑涂料、無機(jī)建筑涂料或有機(jī)無機(jī)復(fù)合建筑涂料，優(yōu)選無機(jī)建筑涂料。
[0018]作為優(yōu)選，所述石墨烯中，碳元素與非碳元素質(zhì)量比大于4:1，非碳元素選自氟、氮、氧、硫、氫、氯、溴、碘中一種或幾種。
[0019]作為優(yōu)選，所述石墨烯還包含有各種官能團(tuán)的改性石墨烯，如羥基、羧基、羰基、氮基、氨基中的一種或幾種。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:在現(xiàn)有的建筑涂料中加入石墨烯用以改性建筑涂料的耐水性與機(jī)械強(qiáng)度，提高建筑涂料與底材附著力、對比率、耐洗刷性能與耐摩擦性能，在建筑涂料中加入竹炭纖維用以抑菌抗菌，抗紫外線，使得建筑涂料綠色環(huán)保；在建筑涂料中加入骨膠則是為了提高其黏結(jié)性，增加附著力。
[0021]
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋:
本發(fā)明中，若非特指，所采用的原料均可從市場購得或是本領(lǐng)域常用的，下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0023]本發(fā)明中涉及到的建筑涂料的原料均為現(xiàn)有市售的建筑涂料。[0024]竹炭纖維購自浙江民心生態(tài)科技有限公司。
[0025]骨膠購自浙江蘭溪興發(fā)膠業(yè)有限公司。
[0026]石墨稀原料，石墨稀粉、石墨稀衆(zhòng)料為市售，購自寧波墨西科技有限公司。
[0027]石墨烯為單層片狀結(jié)構(gòu)，或所述石墨烯為層數(shù)在2-50層，層內(nèi)為碳原子Sp2雜化軌道組成六角形蜂巢狀晶格、層間為碳原子以n鍵結(jié)合；碳元素與非碳元素質(zhì)量比大于4:1，非碳元素選自氟、氮、氧、硫、氫、氯、溴、碘中一種或幾種；所述石墨烯還包含有各種官能團(tuán)的改性石墨烯，如羥基、羧基、羰基、氮基、氨基中的一種或幾種。
[0028]實施例1
建筑涂料為市售的丙烯酸乳液為基料的建筑涂料，在建筑涂料中加入石墨烯粉末，攪拌均勻后靜置Ih ;竹炭纖維與骨膠先與丙酮混合均勻，在45°C下攪拌1.5h，然后離心分離并在80°C下烘干；向添加了石墨烯的建筑涂料中添加輔助助劑，攪拌均勻后靜置；其中，石墨烯的加入量占建筑涂料的重量百分比為0.001%，輔助助劑的加入量占建筑涂料的重量百分比為0.5%，其中竹炭纖維與骨膠的質(zhì)量比為1:1，溶劑為丙酮。
[0029]實施例2
建筑涂料為市售的堿金屬硅酸鈉為基料的建筑涂料，在建筑涂料中加入石墨烯漿料，攪拌均勻后靜置Ih ;竹炭纖維與納米二氧化鈦先與去離子水混合均勻，在50°C下攪拌
2.5h,然后離心分離并在65°C下烘干；向添加了石墨烯的建筑涂料中添加輔助助劑，攪拌均勻后靜置；其中，石墨烯的加入量占建筑涂料的重量百分比為0.01%，輔助助劑的加入量占建筑涂料的重量百分比為1%，其中竹炭纖維與納米二氧化鈦的質(zhì)量比為1:2，溶劑為去離子水。
[0030]實施例3
建筑涂料為市售的堿金屬硅酸鈉為基料的建筑涂料，在建筑涂料中加入石墨烯粉末，攪拌均勻后靜置Ih ;納米氧化鋁與骨膠先與去離子水混合均勻，在95°C下攪拌3h，然后離心分離并在120°C下烘干；向添加了石墨烯的建筑涂料中添加輔助助劑，攪拌均勻后靜置；其中，石墨烯的加入量占建筑涂料的重量百分比為5%，助劑的加入量占建筑涂料的重量百分比為8%，其中納米氧化鋁與骨膠的質(zhì)量比為3:1，溶劑為去離子水。
[0031]實施例4
建筑涂料為市售的堿金屬硅酸鉀為基料的建筑涂料，在建筑涂料中加入石墨烯漿料，攪拌均勻后靜置Ih ;納米氧化鋁與鈦酸鉀先與去離子水混合均勻，在50°C下處理2.5h，然后離心分離并在90°C下烘干；向添加了石墨烯的建筑涂料中添加輔助助劑，攪拌均勻后靜置；其中，石墨烯的加入量占建筑涂料的重量百分比為10%，助劑的加入量占建筑涂料的重量百分比為1.5%，其中納米氧化鋁與鈦酸鉀的質(zhì)量比為1:3，溶劑為去離子水。
[0032]實施例5
建筑涂料為市售的聚氨酯為基料的建筑涂料，在建筑涂料中加入石墨烯粉末，攪拌均勻后靜置Ih ;納米 氧化鋁與鈦酸鉀先與酒精混合均勻，在40°C下處理2h，然后離心分離并在75°C下烘干；向添加了石墨烯的建筑涂料中添加輔助助劑，攪拌均勻后靜置；其中，石墨烯的加入量占建筑涂料的重量百分比為15%，助劑的加入量占建筑涂料的重量百分比為3%，其中納米氧化鋁與鈦酸鉀的質(zhì)量比為1:3，溶劑為酒精。
[0033]實施例6建筑涂料為市售的硅溶膠為基料的建筑涂料，在建筑涂料中加入石墨烯粉末，攪拌均勻后靜置Ih ;其中，石墨烯的加入量占建筑涂料的重量百分比為20%。
[0034]對比例1，市售的建筑涂料，購自喬本化學(xué)工業(yè)有限公司，型號bol3_5。
[0035]對比例2，所用配方與制法與實施例1相同，唯一區(qū)別是其中未加入石墨烯。
[0036]將實施例1-6得到的建筑涂料與對比例1-2得到建筑涂料按照涂料施工工藝涂覆在試驗板上測試耐洗刷性、附著力，測試結(jié)果如下:
表1、測試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種石墨烯改性的建筑涂料，包括溶劑、常用助劑、主要成膜物質(zhì)，其特征在于，在使用建筑涂料前，在建筑涂料中加入用于改性的石墨烯，所述石墨烯的加入量占建筑涂料的重量百分比為0.001-20%，建筑涂料中還可以加入輔助助劑，輔助助劑的加入量占建筑涂料的重量百分比為0_8%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯改性的建筑涂料，其特征在于，所述石墨烯的加入量占建筑涂料的重量百分比為0.01-5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種石墨烯改性的建筑涂料，其特征在于，所述石墨烯的加入量占建筑涂料的重量百分比為0.01-0.5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯改性的建筑涂料，其特征在于，所述輔助助劑為竹炭纖維、納米TiO2、納米Al2O3、鈦酸鉀或骨膠中的一種或幾種，溶劑選自水、松香水、酒精、汽油、苯、二甲苯、丙酮中的一種，成膜物質(zhì)為醋酸乙烯系聚合物乳液、丙烯酸系共聚物乳液、聚氨酯乳液、含氟聚合物乳液中的一種或幾種，優(yōu)選丙烯酸系共聚物乳液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種石墨烯改性的建筑涂料，其特征在于，石墨烯為單層片狀結(jié)構(gòu)，或所述石墨烯為層數(shù)在2-50層，層內(nèi)為碳原子Sp2雜化軌道組成六角形蜂巢狀晶格、層間為碳原子以n鍵結(jié)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種石墨烯改性的建筑涂料，其特征在于，所述石墨烯以粉末或漿料的形式添加。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯改性的建筑涂料，其特征在于，建筑涂料為有機(jī)建筑涂料、無機(jī)建筑涂料或有機(jī)無機(jī)復(fù)合建筑涂料，優(yōu)選無機(jī)建筑涂料。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種石墨烯改性的建筑涂料，其特征在于，所述石墨烯中，碳元素與非碳元素質(zhì)量比大于4:1，非碳元素選自氟、氮、氧、硫、氫、氯、溴、碘中一種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種石墨烯改性的建筑涂料，其特征在于，所述石墨烯還包含有各種官能團(tuán)的改性石墨烯，如羥基、羧基、羰基、氮基、氨基中的一種或幾種。
【文檔編號】C09D133/00GK103740158SQ201310558178
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】唐長林, 王樑, 付正偉, 張羽, 蔡鳳新 申請人:寧波墨西科技有限公司