技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种防水抗脱落木材用漆及制备方法。
背景技术
木材是一种结构材料，广泛应用于家具制造和建筑工业。为了美化木材制品，延长使用寿命，需要对其进行必要的保护。同时，木材不同于其它结构材料，具有比其它材料更大的含水量及吸水性；涂料还会向木材内部渗透。所有这些都会对涂层效果产生不利影响。
专利号为ZL 201310303118.7公布了一种环保型木材单板染色剂及其染色方法，首先利用CH3COOOH的无毒性的特点，先对单板进行漂白处理，其次以漂后的单板为基材，采用铁红、铁黄两种颜料对基材进行染色处理。本工艺方法所得染色单板的颜色艳丽饱满、颜料的水牢度高、疏水性强，并且对木材的破坏性极小；本工艺过程对设备要求低、易于操作且可控性强，可用于大规模的工业生产，具有极好的实际应用前景。但是，所述方法制备得到的木材染色剂性能不佳，涂装后效果不好，且环保型较差的缺点。
因此，研究开发一种既具有较好的涂覆效果，又具有一定的环保性的木材用涂料具有重要意义，也符合目前市场的需求，具有较好的应用前景。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种防水抗脱落木材用漆及制备方法，所述涂料不仅具有易涂覆、抗裂抗脱落的涂覆效果，还具有较好的防水性能，且具有安全无污染的环保性能，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抗脱落木材用漆，包括如下重量份的各组分：硅溶胶10~22份、聚丙烯酰胺18~35份、聚乙烯醇10~17份、改性石墨烯0.3~1.2份、高粘凹凸棒石粘土12~20份、壳聚糖6~10份、羧甲基纤维素3~12份、纳米氧化铝5~13份、纳米二氧化钛5~9份、填充剂8~15份、消泡剂1~5份，还包括适量的水。
优选地，所述木材用漆包括如下重量分数的各组分：硅溶胶16份、聚丙烯酰胺30份、聚乙烯醇15份、改性石墨烯0.8份、高粘凹凸棒石粘土15份、壳聚糖7份、羧甲基纤维素8份、纳米氧化铝7份、纳米二氧化钛6份、填充剂12份、消泡剂3份，还包括适量的水。
优选地，所述改性石墨烯为采用改性剂对石墨稀进行改性后得到的产物。
进一步地，所述改性剂为含有大π键共轭结构的有机分子。
优选地，所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、除杂之后的产物。
优选地，所述填充剂为硅灰石粉、超细滑石粉、白炭黑中的一种或多种的混合。
本发明还涉及一种制备防水抗脱落木材用漆的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入反应釜中，加入适量的水，充分混合均匀，升温至60~80℃，向反应釜中加入配比量的改性石墨烯，搅拌反应2~3h，得到反应产物a1；
（2）向反应产物a1中加入配比量的硅溶胶、壳聚糖和羧甲基纤维素，搅拌反应0.5~1h，冷却，得到产物a2；
（3）将步骤（2）得到的产物a2与配比量的高粘凹凸棒石粘土、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、填充剂、消泡剂混合并搅拌均匀，然后将混合物转移至剪切速度为1000~2000转/min的剪切机中剪切分散10~30min，即得所述木材用漆。
优选地，所述步骤（1）中加入水的量为聚合物质量的10~20倍。
优选地，所述步骤（1）中改性石墨烯的加入方法为首先将石墨烯与水混合，制备得到浓度为0.3~0.6g/L的混合液，然后再将混合液加入到反应釜中，即可。
优选地，所述步骤（3）中高粘凹凸棒石粘土的制备方法包括：
取天然凹凸棒土进行粉碎并过200目筛，加入凹凸棒土质量10~20倍的水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于2000~3000转/min的离心机中离心处理8~15min，真空抽滤；将滤饼置于乙醇中，然后置于超声波条件下，40~50℃下超声分散5~10min，过滤；再将滤饼烘干，然后置于马弗炉中于800~900℃条件焙烧2~4h，冷却，即得。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的防水抗脱落木材用漆，不仅具有较好的易涂覆、抗裂、抗脱落的涂覆效果，还具有较好的防水、防腐蚀性能，且所述木材用漆具有安全无污染的环保性能，符合环境友好型材料，具有较好的应用价值。
（2）本发明所述的防水抗脱落木材用漆中添加有高粘凹凸棒石粘土，一方面大大提高木材用漆的粘度，提高了漆的附着性能，另一方面，由于凹凸棒石粘土独特的链层状结构及较大的比表面积，使其具有较好的吸附性能，将其应用于油漆中，涂覆于木材表面能够对周围环境中的粉尘及不良气味进行有效吸附，起到较好的净化空气的作用，此外，凹凸棒石粘土本身具有较好的悬浮性、流平性及增稠性，可以代替原有的悬浮剂、增稠剂及稳定剂，大大降低了原料消耗，降低了使用成本。
（3）本发明所述的防水抗脱落木材用漆添加有改性石墨烯，由于石墨烯本身具有独特的片层状结构，层层叠加形成致密的物理隔绝层，使得添加改性石墨烯后得到的油漆具有较好的物理隔绝防水、防腐蚀作用，再加上石墨烯具有优异的力学性能，为涂层的力学强度提供了保障，使得涂层具有较好的耐刮擦、抗剥落的性能；采用改性后的石墨烯在继承石墨烯原有的性能的基础上，大大提高了材料的附着力、耐冲击性能，有效防止木材浸水导致的漆面翘起、脱落的现象，延长了木材的使用寿命。
（4）本发明所述防水抗脱落木材用漆的制备工艺简单、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（New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press, 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抗脱落木材用漆及制备方法；
所述防水抗脱落木材用漆，由如下重量份的各组分制备而成：
硅溶胶16份、聚丙烯酰胺30份、聚乙烯醇15份、改性石墨烯0.8份、高粘凹凸棒石粘土15份、壳聚糖7份、羧甲基纤维素8份、纳米氧化铝7份、纳米二氧化钛6份、填充剂12份、消泡剂3份，还包括适量的水。
其中，所述改性石墨烯为采用改性剂对石墨稀进行改性后得到的产物，采用改性后的石墨烯在继承石墨烯原有的性能的基础上，大大提高了材料的附着力、耐冲击性能，有效防止木材浸水导致的漆面翘起、脱落的现象，延长了木材的使用寿命。
进一步地，所述改性剂为含有大π键共轭结构的有机分子。
其中，所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、除杂之后的产物，一方面大大提高木材用漆的粘度，提高了漆的附着性能，另一方面，由于凹凸棒石粘土独特的链层状结构及较大的比表面积，使其具有较好的吸附性能，将其应用于油漆中，涂覆于木材表面能够对周围环境中的粉尘及不良气味进行有效吸附，起到较好的净化空气的作用，此外，凹凸棒石粘土本身具有较好的悬浮性、流平性及增稠性，可以代替原有的悬浮剂、增稠剂及稳定剂，大大降低了原料消耗，降低了使用成本。
其中，所述填充剂为硅灰石粉，具有较好的耐化学腐蚀性及热稳定性，将其作为填充剂应用于本发明中，可以有效提高油漆涂层的强度，且具有无毒、无危害的特点。
本发明制备防水抗脱落木材用漆的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入反应釜中，加入适量的水，充分混合均匀，升温至70℃，向反应釜中加入配比量的改性石墨烯，搅拌反应3h，得到反应产物a1；
（2）向反应产物a1中加入配比量的硅溶胶、壳聚糖和羧甲基纤维素，搅拌反应1h，冷却，得到产物a2；
（3）将步骤（2）得到的产物a2与配比量的高粘凹凸棒石粘土、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、填充剂、消泡剂混合并搅拌均匀，然后将混合物转移至剪切速度为2000转/min的剪切机中剪切分散20min，即得所述木材用漆。
其中，所述步骤（1）中加入水的量为聚合物质量的16倍。
其中，所述步骤（1）中改性石墨烯的加入方法为首先将石墨烯与水混合，制备得到浓度为0.5g/L的混合液，然后再将混合液加入到反应釜中，即可。
其中，所述步骤（3）中高粘凹凸棒石粘土的制备方法包括：
取天然凹凸棒土进行粉碎并过200目筛，加入凹凸棒土质量16倍的水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于2000转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤；将滤饼置于乙醇中，然后置于超声波条件下， 50℃下超声分散10min，过滤；再将滤饼烘干，然后置于马弗炉中于800℃条件焙烧4h，冷却，即得。
实施例2：
本发明优选实施例的一种防水抗脱落木材用漆及制备方法；
所述防水抗脱落木材用漆，由如下重量份的各组分制备而成：
硅溶胶10份、聚丙烯酰胺18份、聚乙烯醇10份、改性石墨烯0.3份、高粘凹凸棒石粘土12份、壳聚糖6份、羧甲基纤维素3份、纳米氧化铝5份、纳米二氧化钛5份、填充剂8份、消泡剂1份，还包括适量的水。
其中，所述改性石墨烯为采用改性剂对石墨稀进行改性后得到的产物。
进一步地，所述改性剂为含有大π键共轭结构的有机分子。
其中，所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、除杂之后的产物。
其中，所述填充剂为超细滑石粉。
本发明制备防水抗脱落木材用漆的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入反应釜中，加入适量的水，充分混合均匀，升温至60℃，向反应釜中加入配比量的改性石墨烯，搅拌反应3h，得到反应产物a1；
（2）向反应产物a1中加入配比量的硅溶胶、壳聚糖和羧甲基纤维素，搅拌反应0.5h，冷却，得到产物a2；
（3）将步骤（2）得到的产物a2与配比量的高粘凹凸棒石粘土、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、填充剂、消泡剂混合并搅拌均匀，然后将混合物转移至剪切速度为1000转/min的剪切机中剪切分散30min，即得所述木材用漆。
其中，所述步骤（1）中加入水的量为聚合物质量的10倍。
其中，所述步骤（1）中改性石墨烯的加入方法为首先将石墨烯与水混合，制备得到浓度为0.3g/L的混合液，然后再将混合液加入到反应釜中，即可。
其中，所述步骤（3）中高粘凹凸棒石粘土的制备方法包括：
取天然凹凸棒土进行粉碎并过200目筛，加入凹凸棒土质量10倍的水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于2000转/min的离心机中离心处理15min，真空抽滤；将滤饼置于乙醇中，然后置于超声波条件下，40℃下超声分散10min，过滤；再将滤饼烘干，然后置于马弗炉中于800℃条件焙烧4h，冷却，即得。
实施例3：
本发明优选实施例的一种防水抗脱落木材用漆及制备方法；
所述防水抗脱落木材用漆，由如下重量份的各组分制备而成：
硅溶胶22份、聚丙烯酰胺35份、聚乙烯醇17份、改性石墨烯1.2份、高粘凹凸棒石粘土20份、壳聚糖10份、羧甲基纤维素12份、纳米氧化铝13份、纳米二氧化钛9份、填充剂15份、消泡剂5份，还包括适量的水。
其中，所述改性石墨烯为采用改性剂对石墨稀进行改性后得到的产物。
进一步地，所述改性剂为含有大π键共轭结构的有机分子。
其中，所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、除杂之后的产物。
其中，所述填充剂为白炭黑。
本发明制备防水抗脱落木材用漆的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入反应釜中，加入适量的水，充分混合均匀，升温至80℃，向反应釜中加入配比量的改性石墨烯，搅拌反应2h，得到反应产物a1；
（2）向反应产物a1中加入配比量的硅溶胶、壳聚糖和羧甲基纤维素，搅拌反应1h，冷却，得到产物a2；
（3）将步骤（2）得到的产物a2与配比量的高粘凹凸棒石粘土、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、填充剂、消泡剂混合并搅拌均匀，然后将混合物转移至剪切速度为2000转/min的剪切机中剪切分散10min，即得所述木材用漆。
其中，所述步骤（1）中加入水的量为聚合物质量的20倍。
其中，所述步骤（1）中改性石墨烯的加入方法为首先将石墨烯与水混合，制备得到浓度为0.6g/L的混合液，然后再将混合液加入到反应釜中，即可。
其中，所述步骤（3）中高粘凹凸棒石粘土的制备方法包括：
取天然凹凸棒土进行粉碎并过200目筛，加入凹凸棒土质量20倍的水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理8min，真空抽滤；将滤饼置于乙醇中，然后置于超声波条件下， 50℃下超声分散5min，过滤；再将滤饼烘干，然后置于马弗炉中于8900℃条件焙烧2h，冷却，即得。
综上所述，本发明所述的防水抗脱落木材用漆，不仅具有较好的易涂覆、抗裂、抗脱落的涂覆效果，还具有较好的防水、防腐蚀性能，且所述木材用漆具有安全无污染的环保性能，符合环境友好型材料，具有较好的应用价值。所述木材用漆制备工艺简单、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。