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技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。本发明专利技术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。性。性。

【技术实现步骤摘要】
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


[0001]本专利技术涉及防护涂层
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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
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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。
[0004]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
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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。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术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。本专利技术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，将本专利技术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。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]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：
[0008]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。
[0009]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％。
[0010]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％；
[0011]所述氧化石墨烯缓冲液的pH值为7～8.5。
[0012]所述第一超声分散的温度为30～60℃，时间为1～3h；
[0013]所述第二超声分散的温度为55～75℃，时间为0.5～2h。
[0014]本专利技术还提供了上述湖方案所述制备方法制备的氧化石墨烯改性苯丙皮克林乳液，具有氧化石墨烯改性的苯丙皮克林结构，包括苯丙核和包裹于苯丙核外侧界面处的氧化石墨烯，且所述氧化石墨烯通过偶联剂偶联在一起。
[0015]本专利技术还提供了一种氧化石墨烯改性苯丙
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硅氧烷皮克林复合乳液的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将壳相乳液、上述方案所述的氧化石墨烯改性苯丙皮克林乳液和引发剂水溶液混合进行聚合反应，得到氧化石墨烯改性苯丙
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硅氧烷皮克林复合乳液；所述壳相乳液的组分包括硅烷单体、丙烯酸酯功能单体、乳化剂和水。
[0017]优选的，所述壳相乳液中硅烷单体的质量分数为20％～50％；所述丙烯酸酯功能单体的质量为硅烷单体质量的10％～50％，所述乳化剂的质量为硅烷单体和丙烯酸酯功能单体总质量的2％～5％。
[0018]优选的，所述壳相乳液的制备方法包括：将硅烷单体、丙烯酸酯功能单体、乳化剂和水混合进行低温高速搅拌，得到壳相乳液；所述低温高速搅拌的温度为30～50℃，转速为800～1200r/min。
[0019]优选的，所述氧化石墨烯改性苯丙皮克林乳液和壳相乳液的质量比为1:(1～5)；所述引发剂水溶液中引发剂的质量为壳相乳液质量的0.2％～0.5％。
[0020]优选的，所述聚合反应在高温低速搅拌条件下进行；所述高温低速搅拌的温度为80～85℃，转速为100～300r/min，时间为1～3h。
[0021]优选的，所述聚合反应后，还包括将所得乳液反复进行低速搅拌和超声分散，将进行一次低速搅拌和一次超声分散记为反复一次，所述反复的次数为3～6次。
[0022]本专利技术还提供了上述方案所述制备方法制备得到的氧化石墨烯改性苯丙
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硅氧烷皮克林复合乳液，所述复合乳液具有核壳结构，包括壳结构、核结构以及连接壳结构和核结构的中间过渡层，其中壳结构为硅氧烷聚合物，核结构为氧化石墨烯改性的苯丙皮克林结构，所述中间过渡层为丙烯酸酯功能单体形成的聚合物。
[0023]本专利技术还提供了上述方案所述氧化石墨烯改性苯丙
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硅氧烷皮克林复合乳液在水泥基材料防腐中的应用。
[0024]本专利技术提供了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。本专利技术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，在第一超声分散过程中，苯丙单体发生聚合，形成苯丙核，同时氧化石墨烯附着在苯丙核界面，然后加入硅烷偶联剂进行第二超声分散，在第二超声分散过程中，氧化石墨烯在硅烷偶联剂的作用下偶联在一起，使氧化石墨烯在苯丙核界面处进行“缝合”，从而使氧化石墨烯呈现有序分散，赋予氧化石墨烯更好的分散效果，并增强其性能调控与改性效果，通过加入壳相乳液可以将本专利技术的氧化石墨烯改性苯丙皮克林乳液进一步制备成具有核壳结构的复合乳液，无论在后续的复合乳液合成过程中，还是在复合乳液成膜之后，苯丙核界面处的氧化石墨烯均能保持良好的分散状态。
[0025]本专利技术还提供了一种氧化石墨烯改性苯丙
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硅氧烷皮克林复合乳液的制备方法，包括以下步骤：将壳相乳液、上述方案所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一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。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，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％；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。3.权利要求1～2任意一项所述制备方法制备的氧化石墨烯改性苯丙皮克林乳液，具有氧化石墨烯改性的苯丙皮克林结构，包括苯丙核和包裹于苯丙核外侧界面处的氧化石墨烯，且所述氧化石墨烯通过偶联剂偶联在一起。4.一种氧化石墨烯改性苯丙
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硅氧烷皮克林复合乳液的制备方法，包括以下步骤：将壳相乳液、权利要求5所述的氧化石墨烯改性苯丙皮克林乳液和引发剂水溶液混合进行聚合反应，得到氧化石墨烯改性苯丙
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硅氧烷皮克林复合乳液；所述壳相乳液的组分包括硅烷单体、丙烯酸酯功能单体、乳化剂和水。5.根据权利要求4所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯东帅，吴聪，尹兵，李绍纯，王鑫鹏，王攀，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：