本发明涉及涂料，具体涉及一种导热抗紫外石墨烯基水性多彩涂料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、随着社会的发展，外墙涂料已不仅仅是为了满足居住、办公、商业等功能需求，还要求其美观舒适，具有欣赏性和艺术性，更加注重节能和环保要求。传统的乳胶漆、弹性涂料以及拉毛涂料由于功能比较单一，已经逐渐被真石漆、水性多彩涂料以及水包砂多彩涂料所取代。其中水包砂多彩涂料得了广泛应用。但由于广西壮族自治区年太阳日辐射能量较大，对建筑物产生的暴晒度较高，导致水性多彩涂料存在抗紫外能力低，造成涂料脱皮、裂纹老化等问题，且不具备导热性能，不能充分转移太阳辐射热，导致热量表面堆积且加速了上述问题的产生；水包砂多彩涂料中的分散相中还含有密度较大的砂子，所以稳定性较差；由于砂子的粒径较大，使得保护胶在色点表面凝胶化形成的柔性连续膜存在缺陷，导致目前市售的水包砂多彩涂料还存在耐水性差、长期贮存稳定性较差等问题，且在运输和贮存过程中色粒易沉降、破碎。针对水性多彩涂料的一系列问题，且功能单一。
2、为了充分解决上述系列问题，将水性多彩涂料集功能化，降低功能性研发成本，提出将石墨烯基质引入水性多彩涂料中，研制出一款具有特殊功能化的导热抗紫外石墨烯基水性多彩涂料，不仅赋予了其有效吸收强太阳辐射热，充分利用了太阳能，节约了能源和抗紫外线的特殊功能，绿色且对环境保护具有一定的意义，还增强了水性多彩涂料的稳定性，解决了耐水性差、贮存过程中色粒易沉降的问题。
3、然而形成高稳定均匀的石墨烯分散体是制备高性能石墨烯基材料的基本前提，但获得具有成膜能力的石墨烯分散体也是重中之重，且随着各国环保法规的确立和人们环保意识的增强，寻找环境友好型功能化的水性多彩涂料制备技术迫在眉睫，因此，研制出一款高稳定分散的且不破坏其结构的水性石墨烯分散体，并发挥其优良的功能化宏观性质，最后合成新型石墨烯基水性多彩涂料具有十分广泛的应用前景。
技术实现思路
1、本发明针对上述问题，提供一种导热抗紫外石墨烯基水性多彩涂料及其制备方法和应用，该新型石墨烯基水性多彩涂料相比于传统多彩涂料，具有优异的热效果、抗紫外老化、机械性能及防腐蚀性等特性。
2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
3、一种导热抗紫外石墨烯基水性多彩涂料的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)取氧化石墨烯加入到去离子水中，超声至完全溶解，加入石墨烯搅拌至均匀，加入表面活性剂，低频超声处理15-30分钟，得到高稳定的水性石墨烯分散体；
5、(2)采用步骤(1)所得的水性石墨烯分散体通过种子乳液聚合技术制备改性石墨烯基硅丙乳液用于多彩涂料连续相基质的制备；
6、(3)按保护胶与去离子水1：9-11的比例将去离子水加入保护胶中至完全溶解，得到保护胶溶液，待用；
7、(4)将11-14份去离子水加入到分散缸中，转速为500r，依次加入0.1-0.2份杀菌剂、0.1-0.5份纤维素、0.1-0.4份分散剂、0.1-0.5份钛白粉、1-3份高岭土、0-2份石墨烯和0.01-0.1份多功能助剂，观察体系黏度增加，提升转速分散30-40分钟，得分散液；
8、(5)向步骤(4)所得分散液中依次加入6-8份乳液、0.1-0.5份成膜助剂、0.1-0.5份防冻剂、0.1-0.2份消泡剂和0.1-0.2份润湿剂，分散3-6分钟后，提升转速，加入2-4份保护胶溶液，分散8-10分钟，降低转速，加入15-20份石英砂，搅拌均匀得到分散相；
9、(6)将1-3份去离子水加入到分散缸中，加入0.1-0.2份杀菌剂后，缓慢加入0.01-0.05份防沉剂防止结块，高速分散25分钟后，降低转速，依次加入10-13份改性石墨烯基硅丙乳液，0.5-1份成膜助剂，0.5-1份防冻剂，0.1-0.5份消泡剂，0.01-0.1份多功能助剂，分散4-8分钟后，提升转速，加入0.01-0.1份增稠剂，分散10-15分钟得到连续相基质；
10、(7)将40-60份分散相进行选择性调色，加入到15-25份保护胶溶液中，进行造粒，将粒子混合均匀后，加入15-45份连续相基质，低速搅拌至均匀，得到导热抗紫外石墨烯基水性多彩涂料。
11、优选的，步骤(2)所述改性石墨烯基硅丙乳液的具体制备方法为：
12、1)取0.3～1.2份反应性非离子乳化剂与0.4～1.5份非反应性阴离子乳化剂按比例混合加入到定量去离子水中，充分混合，制得乳化剂溶液；所述反应性非离子乳化剂和非反应性阴离子乳化剂的质量总和与去离子水的体积比为1g:6～10ml；
13、2)将2～10份功能单体与25～40份硬单体、25～40份软单体在反应釜中进行混合，在搅拌的条件下，加入到步骤1)所制得的乳化剂溶液中，分散搅拌，得到预乳化单体；
14、3)将50～70份去离子水、0.1～0.6份ph缓冲剂、0.1～1份反应性非离子乳化剂加入到反应釜中，同时均匀搅拌，保持转速稳定，制得打底液；
15、4)将0.1～0.5份引发剂与4-20ml去离子水混合均匀，得到引发剂溶液，取定量的引发剂溶液，待用；
16、5)取出10～13份所述步骤2)制得的预乳化单体，加入到步骤3)中制得的打底液中，升温搅拌，待温度升至75℃-80℃，加入步骤4)制得的引发剂溶液4～7份，进行种子乳液聚合反应，20-30min后，得到种子液；
17、6)将制得的剩余预乳化单体、剩余的引发剂溶液和水性石墨烯分散体滴加到所述种子液中，预乳化单体和引发剂溶液滴加完毕后继续滴加1～5份硅烷偶联剂，控制总滴加时间180-240min，滴加温度83-85℃，滴加完毕后，保温60-90min；所述水性石墨烯分散体质量占乳液聚合单体总质量的6％；所述乳液聚合单体总质量为功能单体、硬单体、软单体份和硅烷偶联剂的质量之和；
18、7)降低反应体系温度至60-65℃，依次加入上述重量份的氧化剂与还原剂，进行后消除反应，继续降低反应温度至40-50℃，加入ph调节剂调节ph至7-8，然后加消泡剂与防腐剂，搅拌均匀后，经尼龙滤网过滤出料，得到改性石墨烯基硅丙乳液。
19、优选的，步骤(1)所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠或anpeo10(1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯(10)醚)中的一种。
20、优选的，步骤(1)中所述低频超声处理后还包括目视评估，所述目视评估为观察到水性石墨烯分散体无团聚沉淀即可。
21、优选的，所述水性石墨烯分散体中石墨烯与氧化石墨烯的质量之比为1.5：1.6。
22、优选的，步骤(3)所述的保护胶为保护胶byk-s482型；步骤(4)所述的杀菌剂为klf-325型，纤维素为250hhbr型，分散剂为ty-190型，多功能助剂为amp-95。
23、优选的，步骤(5)所述的乳液为ap-4765硅丙乳液，成膜助剂为c12型，防冻剂为乙二醇-y200，消泡剂为wx-109型，润湿剂为x405型，石英砂为90目。
24、优选的，步骤(6)所述的防沉剂为气相二氧化硅，增稠剂为klf935型。
25、本发明还提供一种根据上述所述的方法制备得到的导热抗紫外石墨烯基水性多彩涂料。
26、此外，本发明还提供一种根据上述所述的制备方法制备得到的石墨烯基水性多彩涂料在传热效果、抗紫外线老化和力学性能的应用。
27、通过采用上述技术方案，本发明的有益效果为：
28、本发明通过石墨烯和氧化石墨烯的应用，将其微观性质成功转移到了涂层宏观性质中，首先采用石墨烯与氧化石墨烯间的π-π相互作用，制备高稳定的水性石墨烯分散体，此方法既没有破坏原有结构也没有引入其他杂质，且宏观石墨烯基材料可以最大限度地保持石墨烯的固有性质。后将水性石墨烯分散体采用原位聚合引入乳液体系中，制备了用于水性多彩涂料连续相的改性石墨烯基硅丙乳液；采用多彩仿石粒子与连续相基质双面同步引入石墨烯的交联策略，提出宏观上可充分发挥石墨烯优异性能的水性多彩涂料，研制的新型石墨烯基水性多彩涂料相比于传统多彩涂料具有优异的热效果、抗紫外老化、机械性能及防腐蚀性等特性。因此，本发明制备方法得到的石墨烯基水性多彩涂料为功能型建筑涂料领域提供了广阔的应用前景。
1.一种导热抗紫外石墨烯基水性多彩涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的导热抗紫外石墨烯基水性多彩涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述改性石墨烯基硅丙乳液的具体制备方法为：
3.根据权利要求1所述的导热抗紫外石墨烯基水性多彩涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠或anpeo10中的一种。
4.根据权利要求1所述的导热抗紫外石墨烯基水性多彩涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述低频超声处理后还包括目视评估，所述目视评估为观察到水性石墨烯分散体无团聚沉淀即可。
5.根据权利要求1所述的导热抗紫外石墨烯基水性多彩涂料的制备方法，其特征在于，所述水性石墨烯分散体中石墨烯与氧化石墨烯的质量之比为1.5：1.6。
6.根据权利要求1所述的导热抗紫外石墨烯基水性多彩涂料的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的保护胶为保护胶byk-s482型；步骤（4）所述的杀菌剂为klf-325型，纤维素为250hhbr型，分散剂为ty-190型，多功能助剂为amp-95。
7.根据权利要求1所述的导热抗紫外石墨烯基水性多彩涂料的制备方法，其特征在于，步骤（5）所述的乳液为ap-4765硅丙乳液，成膜助剂为c12型，防冻剂为乙二醇-y200，消泡剂为wx-109型，润湿剂为x405型，石英砂为90目。
8.根据权利要求1所述的导热抗紫外石墨烯基水性多彩涂料的制备方法，其特征在于，步骤（6）所述的防沉剂为气相二氧化硅，增稠剂为klf935型。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的方法制备得到的导热抗紫外石墨烯基水性多彩涂料。
10.一种根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的石墨烯基水性多彩涂料在传热效果、抗紫外线老化和力学性能的应用。
