本发明涉及防水新材料技术领域，具体涉及一种防水耐磨地坪漆及制备方法。
背景技术：
目前，地坪涂料主要以环氧地坪和聚氨酯地坪为主。环氧地坪可分为溶剂型和无溶剂型，不管哪一种，都或多或少含有有机溶剂，且个别无溶剂地坪漆中所使用的活性稀释剂含有有毒成分。溶剂型地坪涂料在施工时对基材湿度和环境湿度要求较高；水性地坪对基材和环境湿度没有太大要求，因其不燃不爆的性质，在生产、运输、贮存、施工等环节更加安全环保，但是，相比溶剂型地坪涂料，水性地坪具有漆膜致密性低、施工性差等缺点，市场份额较小。在地坪漆行业，水性涂料具有先天的安全环保优势，需要解决的是提高其性能以满足使用环境的要求，加速推进地坪涂料水性化的进程。地坪漆可用于很多场合，用于覆盖在地面上，来提升一些性能，如防滑性能、防静电性能、耐磨性能等。提高地坪漆的防滑性能，可以提高人行走在地坪上时的摩擦力，防止意外事故的发生。而现有的地坪漆的防水、耐磨性能还有待提高。
因此，研究开发一种具有较好的防水效果，又具有较好的耐磨性能的地坪漆涂料具有重要意义，也符合目前市场的需求，具有较好的应用前景。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种防水耐磨地坪漆及制备方法，所述防水耐磨地坪漆不仅具有较好的防水防腐效果，还具有较好的耐摩、耐刮擦等力学性能及化学稳定性，能够有效提高地坪漆的使用寿命，降低使用成本。此外，所述制备方法简单易行，具有较好的应用价值。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种防水耐磨地坪漆，包括如下重量份的各原料：水性聚氨酯50~70份、聚乙烯醇20~30份、氧化石墨烯5~8份、丙烯酸钠13~25份、羟甲基纤维素11~17份、聚氨酯固化剂3~7份、石蜡乳液15~22份、填充剂16~25份、杀菌剂9~18份、消泡剂4~6份、颜料2~5份，还包括适量的水；
所述杀菌剂包括如下重量份的各组分：苍术10~30份、木槿13~22份、黄柏15~26份、白头翁9~17份、大青叶15~28份、艾叶20~30份、白芷8~15份、丁香种子5~17份、印楝3~12份。
优选地，所述水性聚氨酯65份、聚乙烯醇22份、氧化石墨烯6份、丙烯酸钠20份、羟甲基纤维素15份、聚氨酯固化剂5份、石蜡乳液18份、填充剂20份、杀菌剂15份、消泡剂5份、颜料4份，还包括适量的水。
优选地，所述杀菌剂包括如下重量份的各组分：苍术20份、木槿15份、黄柏21份、白头翁13份、大青叶18份、艾叶25份、白芷10份、丁香种子12份、印楝9份。
优选地，所述填充剂为白炭黑、纳米碳酸钙、滑石粉和纳米二氧化钛中的任一种或者多种的混合物。
本发明还涉及一种制备防水耐磨地坪漆的方法，包括如下步骤：
（1）杀菌剂的制备；按照配比称取各中药成分，粉碎后混合均匀，然后将混合物置于索氏提取器中，在乙醇和水的混合溶剂中提取3~6h，得提取液，然后将提取液干燥得冻干粉；
（2）按照配比称取氧化石墨烯，功能化改性之后将其与水性聚氨酯和聚乙烯醇混合均匀，并置于超声波中超声20~30min，得到石墨烯改性聚合物；
（3）按照配比称取丙烯酸钠、羟甲基纤维素、石蜡乳液和消泡剂与石墨烯改性聚合物混合搅拌20~40min，再加入填充剂，置于剪切机中剪切10~20min，然后向混合物中加入杀菌剂和颜料，混合搅拌均匀，即得所述地坪漆。
优选地，所述步骤（1）中加入混合溶剂的体积量为中药固体组分质量的10~18倍，其中乙醇与水的体积比为1：1~3。
优选地，所述步骤（1）中的提取温度为70~80℃。
优选地，所述步骤（2）中氧化石墨烯的功能化方法为：按照配比称取氧化石墨烯5~8份和n,n-二甲基甲酰胺200~500ml，混合后置于超声波中超声分散10~20min，再加入异氟尔酮二异氰酸酯10~25份，通入氮气保护条件下，于70~80℃反应3~7h，调节ph至9~10，再升温至90~100℃，加入水合肼10~15份进行还原，反应结束后用n,n-二甲基甲酰胺洗涤，干燥，得到功能化的石墨烯。
优选地，所述步骤（3）中剪切机的转速为2000~3000转/min。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的防水耐磨地坪漆，添加有石墨烯改性聚合物结合纳米填充剂，使得制备得到的地坪漆不仅具有较好的防水防腐效果，还具有较好的耐摩、耐刮擦等优良的力学性能及化学稳定性，能够有效提高地坪漆的使用寿命，降低使用成本，还提高了地坪漆的使用安全性，具有较好的应用价值。
（2）本发明所述的防水耐磨地坪漆中添加有石墨烯材料，由于石墨烯具有片层共轭结构，层层叠加形成致密的防腐层，能够有效抑制水对地坪漆涂层的浸润与渗透；石墨烯独特的结构也使得改性后的涂料的粘结牢固性能大大增强；此外，由于石墨烯优异的力学性能及化学稳定性，使得改性后的聚合物涂料具有较好的耐磨、耐刮擦的力学性能及化学稳定性。
（3）本发明所述防水耐磨地坪漆中添加有中草药杀菌剂，不仅能够有效去除细菌、真菌、酵母菌等多种微生物，防止地坪漆在生产和储存过程中产生细菌滋生，使其免受微生物侵害，且所述杀菌剂为纯天然组分，安全无污染，符合环境友好型生产的要求。
（4）本发明所述防水耐磨地坪漆的制备工艺简单、条件温和，制备过程无污染物产生，安全环保，适合工业化推广生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如sambrook等分子克隆：实验室手册（newyork:coldspringharborlaboratorypress,1989）中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1：
本发明优选实施例的一种防水耐磨地坪漆及制备方法；
所述防水耐磨地坪漆，由如下重量份数的各原料制备而成：
水性聚氨酯65份、聚乙烯醇22份、氧化石墨烯6份、丙烯酸钠20份、羟甲基纤维素15份、聚氨酯固化剂5份、石蜡乳液18份、填充剂20份、杀菌剂15份、消泡剂5份、颜料4份，还包括适量的水。
所述杀菌剂包括如下重量份的各组分：苍术20份、木槿15份、黄柏21份、白头翁13份、大青叶18份、艾叶25份、白芷10份、丁香种子12份、印楝9份。
所述填充剂为白炭黑、纳米碳酸钙、滑石粉和纳米二氧化钛中的混合物。
本发明所述制备防水耐磨地坪漆的方法，包括如下步骤：
（1）杀菌剂的制备；按照配比称取各中药成分，粉碎后混合均匀，然后将混合物置于索氏提取器中，在乙醇和水的混合溶剂中提取5h，得提取液，然后将提取液干燥得冻干粉；
（2）按照配比称取氧化石墨烯，功能化改性之后将其与水性聚氨酯和聚乙烯醇混合均匀，并置于超声波中超声20min，得到石墨烯改性聚合物；
（3）按照配比称取丙烯酸钠、羟甲基纤维素、石蜡乳液和消泡剂与石墨烯改性聚合物混合搅拌30min，再加入填充剂，置于剪切机中剪切15min，然后向混合物中加入杀菌剂和颜料，混合搅拌均匀，即得所述地坪漆。
步骤（1）中加入混合溶剂的体积量为中药固体组分质量的15倍，其中乙醇与水的体积比为1：2。
步骤（1）中的提取温度为80℃。
步骤（2）中氧化石墨烯的功能化方法为：按照配比称取氧化石墨烯6份和n,n-二甲基甲酰胺300ml，混合后置于超声波中超声分散15min，再加入异氟尔酮二异氰酸酯20份，通入氮气保护条件下，于80℃反应5h，调节ph至9~10，再升温至90~100℃，加入水合肼12份进行还原，反应结束后用n,n-二甲基甲酰胺洗涤，干燥，得到功能化的石墨烯。
步骤（3）中剪切机的转速为3000转/min。
实施例2：
本发明优选实施例的一种防水耐磨地坪漆及制备方法；
所述防水耐磨地坪漆，由如下重量份数的各原料制备而成：
水性聚氨酯50份、聚乙烯醇20份、氧化石墨烯5份、丙烯酸钠13份、羟甲基纤维素11份、聚氨酯固化剂3份、石蜡乳液15份、填充剂16份、杀菌剂9份、消泡剂4份、颜料2份，还包括适量的水；
所述杀菌剂包括如下重量份的各组分：苍术10份、木槿13份、黄柏15份、白头翁9份、大青叶15份、艾叶20份、白芷8份、丁香种子5份、印楝3份。
所述填充剂为纳米碳酸钙、滑石粉和纳米二氧化钛的混合物。
本发明制备防水耐磨地坪漆的方法，包括如下步骤：
（1）杀菌剂的制备；按照配比称取各中药成分，粉碎后混合均匀，然后将混合物置于索氏提取器中，在乙醇和水的混合溶剂中提取3h，得提取液，然后将提取液干燥得冻干粉；
（2）按照配比称取氧化石墨烯，功能化改性之后将其与水性聚氨酯和聚乙烯醇混合均匀，并置于超声波中超声20min，得到石墨烯改性聚合物；
（3）按照配比称取丙烯酸钠、羟甲基纤维素、石蜡乳液和消泡剂与石墨烯改性聚合物混合搅拌20min，再加入填充剂，置于剪切机中剪切10min，然后向混合物中加入杀菌剂和颜料，混合搅拌均匀，即得所述地坪漆。
步骤（1）中加入混合溶剂的体积量为中药固体组分质量的10倍，其中乙醇与水的体积比为1：1。
步骤（1）中的提取温度为70℃。
步骤（2）中氧化石墨烯的功能化方法为：按照配比称取氧化石墨烯5份和n,n-二甲基甲酰胺200ml，混合后置于超声波中超声分散10min，再加入异氟尔酮二异氰酸酯10份，通入氮气保护条件下，于70℃反应3h，调节ph至9~10，再升温至90~100℃，加入水合肼10份进行还原，反应结束后用n,n-二甲基甲酰胺洗涤，干燥，得到功能化的石墨烯。
步骤（3）中剪切机的转速为2000转/min。
实施例3：
本发明优选实施例的一种防水耐磨地坪漆及制备方法；
所述防水耐磨地坪漆，由如下重量份数的各原料制备而成：
水性聚氨酯70份、聚乙烯醇30份、氧化石墨烯8份、丙烯酸钠25份、羟甲基纤维素17份、聚氨酯固化剂7份、石蜡乳液22份、填充剂25份、杀菌剂18份、消泡剂6份、颜料5份，还包括适量的水；
所述杀菌剂包括如下重量份的各组分：苍术30份、木槿22份、黄柏26份、白头翁17份、大青叶28份、艾叶30份、白芷15份、丁香种子17份、印楝12份。
所述填充剂为白炭黑、滑石粉和纳米二氧化钛的混合物。
本发明制备防水耐磨地坪漆的方法，包括如下步骤：
（1）杀菌剂的制备；按照配比称取各中药成分，粉碎后混合均匀，然后将混合物置于索氏提取器中，在乙醇和水的混合溶剂中提取6h，得提取液，然后将提取液干燥得冻干粉；
（2）按照配比称取氧化石墨烯，功能化改性之后将其与水性聚氨酯和聚乙烯醇混合均匀，并置于超声波中超声30min，得到石墨烯改性聚合物；
（3）按照配比称取丙烯酸钠、羟甲基纤维素、石蜡乳液和消泡剂与石墨烯改性聚合物混合搅拌40min，再加入填充剂，置于剪切机中剪切20min，然后向混合物中加入杀菌剂和颜料，混合搅拌均匀，即得所述地坪漆。
步骤（1）中加入混合溶剂的体积量为中药固体组分质量的18倍，其中乙醇与水的体积比为1：3。
步骤（1）中的提取温度为80℃。
步骤（2）中氧化石墨烯的功能化方法为：按照配比称取氧化石墨烯8份和n,n-二甲基甲酰胺500ml，混合后置于超声波中超声分散20min，再加入异氟尔酮二异氰酸酯25份，通入氮气保护条件下，于80℃反应7h，调节ph至9~10，再升温至100℃，加入水合肼15份进行还原，反应结束后用n,n-二甲基甲酰胺洗涤，干燥，得到功能化的石墨烯。
步骤（3）中剪切机的转速为3000转/min。
综上所述，本发明所述的防水耐磨地坪漆，添加有石墨烯改性聚合物结合纳米填充剂，使得制备得到的地坪漆不仅具有较好的防水防腐效果，还具有较好的耐摩、耐刮擦等优良的力学性能及化学稳定性，能够有效提高地坪漆的使用寿命，降低使用成本，还提高了地坪漆的使用安全性，具有较好的应用价值。本发明所述防水耐磨地坪漆的制备工艺简单、条件温和，制备过程无污染物产生，安全环保，适合工业化推广生产。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。