專利名稱：一種石材表面防護(hù)劑的制備方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及到一種石材表面防護(hù)劑的制備方法，特別是涉及到花崗巖、砂巖、大理石建筑石材、文物石刻及磨面瓷磚的表面防護(hù)劑的制備方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，天然石材如大理石、花崗巖和砂巖，廣泛應(yīng)用于建筑物中，作為高樓大廈的墻面和地面材料，使建筑物顯得豪華亮麗。但是，此類石材發(fā)育有微孔，易吸收水分、污染物和大氣中的腐蝕性氣體。在使用中會(huì)發(fā)生各種石材病癥，如水斑、吐黃、霉斑、砭堿及各種浸入性污染，致使原本亮麗的石材失去裝飾效果，清洗和治理很困難。為了防止石材的病變，在國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了石材表面養(yǎng)護(hù)和治理技術(shù)。
在《石材》1999年第7期“石材表面防護(hù)劑的研究”一文中得知，有機(jī)硅樹脂作為石材表面防護(hù)劑，是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的品種。這是因?yàn)楣杈酆衔锏姆肿咏Y(jié)構(gòu)中因有烷基而具有一般高分子的疏水性，有硅氧硅鏈而具有透氣性，即“呼吸”性能。其老化分解最終產(chǎn)物是性質(zhì)穩(wěn)定的二氧化硅，因而受到各國(guó)研究者的廣泛重視。目前，市售石材防護(hù)劑有水性和溶劑型兩大類。前者主要成份是二氧化硅溶膠，硅酸鹽或甲基硅醇鹽，只適用作大理石的防護(hù)劑。溶劑型石材防護(hù)劑主要是具有一般結(jié)構(gòu)式CH3Si(OCH3)nO(3-n)2的烷氧基聚硅氧烷樹脂(如美國(guó)專利US4717599)。為了改進(jìn)滲透性，現(xiàn)在傾向于使用甲基三烷氧基硅烷，特別是由CH3Si(OCH3)3與原硅酸甲硅甲酯Si(OCH3)4控制反應(yīng)條件加熱水解得到低縮聚有機(jī)硅氧烷(如《精細(xì)化工》1997年第7期“硅聚合物石刻涂料的合成”)；1989年日本公開特許JP01-306476)?？紤]到硅聚合結(jié)構(gòu)的防水烷基團(tuán)太短，是造成其防水性能不甚理想和防污性能差的原因。申請(qǐng)?zhí)枮?1109728.0的中國(guó)發(fā)明專利曾使用含氟烷基硅氧烷系單體，如C7F13CONHCH2CH2CH2-Si(OC2H5)3與部分水解的原硅酸甲或乙酯低聚合物為組合物，再用酸水解縮聚制備含氟硅聚合物作為石材表面防護(hù)劑。此種含氟烷基團(tuán)，有利于烷基垂直定向，緊密排列和堆砌，因此作為溶劑型防護(hù)劑具有更高效的防水性，由于烷基引進(jìn)氟使其具有防油性和良好的防污性。但是，使用氟化烷基三烷氧基硅烷使產(chǎn)品成本太貴，不易被客戶接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服目前溶劑型石材防護(hù)劑的防水防污染性能不夠理想，價(jià)格太高的缺陷，提供一種工藝簡(jiǎn)單，防護(hù)性能優(yōu)異，成本較低的石材表面防護(hù)劑。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法是通過(guò)合成長(zhǎng)鏈烷基三烷氧基硅烷并與工業(yè)甲基含氫硅油組合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。具體方法是本發(fā)明石材表面防護(hù)劑的原料組份按下列配合比(重量％)配制長(zhǎng)鏈烷基三烷氧基硅烷 1-10；甲基含氫硅油(含氫量0.2-1.6％)1-10；二月桂酸二丁基錫 0.1-3；
無(wú)水乙醇 77-97.9。
所述的長(zhǎng)鏈烷基三烷氧基硅烷化學(xué)結(jié)構(gòu)式為CnH2n+1Si(OCH3)3，或CnH2n+1Si(OC2H5)3，此處n為整數(shù)，優(yōu)選為7-12，即C7正庚基，C8正辛基，類推C12正十二烷基，優(yōu)選合成n＝7-12長(zhǎng)鏈烷基三甲氧基硅烷的混合物。用常規(guī)硅氫加成方法合成。
所述的二月桂酸二丁基錫作為一種有機(jī)催化劑，可用異辛酸錫代替。
所述的無(wú)水乙醇，作為有機(jī)溶濟(jì)可用異丙醇或無(wú)水乙醇與異丙醇的混合物代替。
本發(fā)明的石材防護(hù)劑制備方法很簡(jiǎn)單，以無(wú)水乙醇為溶劑，先加入長(zhǎng)鏈烷基三甲氧基硅烷和甲基含氫硅油，室溫下混合均勻后，再加入二月桂酸二丁基錫或異辛酸錫，攪拌混合均勻即為石材防護(hù)劑產(chǎn)品。使用方法也簡(jiǎn)單，用常規(guī)涂刷方法涂上防護(hù)液，無(wú)需加熱交聯(lián)，室溫放置24小時(shí)以后便可使用施工。
本發(fā)明方法制備的石材表面防護(hù)劑，能與硅酸鹽基材上的羥基脫水和脫甲醇交聯(lián)，從而使在石材表面的羥基與硅聚合物緊密地結(jié)合在一起，形成網(wǎng)狀疏水性硅氧烷，能修補(bǔ)石材天然細(xì)微孔洞和微裂紋。這種疏水性網(wǎng)狀硅氧烷分子由于含有長(zhǎng)鏈烷基，具有很低的表面張力，能均勻地分布在多微孔的硅酸鹽石材的微孔孔壁上，而不是封閉其毛細(xì)管通道。經(jīng)測(cè)定水在石材表面的水滴接觸角在110度以上，使滴在經(jīng)本發(fā)明石材表面防護(hù)劑處理過(guò)的石材基材面上的水像滴在荷花葉上的小水珠一樣不下滲，顯示出具有很好的憎水效果，能有效地阻止水份的侵入。又由于它本身有Si-O-Si結(jié)構(gòu)和未全封閉基材的毛細(xì)管通道，不妨礙水汽由里向外擴(kuò)散，所以石材表面能保持良好的透氣性能。同時(shí)由于基材表面的羥基與有機(jī)硅分子結(jié)合緊密，所以只要這種防護(hù)劑的分子鏈不斷裂，石材表面的憎水性就不會(huì)消失。因此，這是一種耐久的、能完全避免石材內(nèi)部濕氣滯留和防止各種水溶性污染物滲入造成石材病變的石材表面防護(hù)劑。
實(shí)施例1以重量百分比計(jì)。在無(wú)水乙醇91.8份里，加入5份長(zhǎng)鏈烷基三甲氧基硅烷CnH2n+1Si(OCH3)3(n＝7-12)，3份甲基含氫硅油(含氫量為1.6％)?；旌暇鶆蚝螅尤?.2份二月桂酸二丁基錫，充分?jǐn)嚢杌旌?，便制得無(wú)色無(wú)味透明的石材表面防護(hù)劑。
防護(hù)性能使用下述方法評(píng)定選10cm×10cm大小的美國(guó)白麻(花崗巖)、西班牙米黃砂巖和大花白大理石三種石材，自然干燥及用干布操凈后，用刷子將防護(hù)劑橫縱各涂擦1次。在室溫放置24小時(shí)和一周后，用干布再擦凈。在涂有防護(hù)劑的石材表面上，滴上5點(diǎn)紅墨水，每滴點(diǎn)液5mm大小。3小時(shí)(干固)后，用清水洗擦，觀察紅斑痕跡。所有斑點(diǎn)無(wú)紅色痕跡，表示優(yōu)；1-2個(gè)斑點(diǎn)有不明顯痕跡評(píng)定為良好；有3個(gè)斑點(diǎn)留有紅色痕跡評(píng)定為差。滴上的紅墨水斑點(diǎn)用水不能洗凈，評(píng)定為污染，不防水。防護(hù)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1結(jié)果說(shuō)明本發(fā)明的石材表面防護(hù)劑具有良好的防護(hù)性能。
表1 本發(fā)明防護(hù)劑 防護(hù)性能評(píng)定結(jié)果


*水滴在非磨光面上測(cè)定。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明石材表面防護(hù)劑的原料組份按下列配合比(重量％)配制∶長(zhǎng)鏈烷基三甲氧基硅烷 5；甲基含氫硅油(含氫量0.2-1.6％)3；二月桂酸二丁基錫 0.2；無(wú)水乙醇 91.8。
以無(wú)水乙醇為溶劑，先加入長(zhǎng)鏈烷基三甲氧基硅烷和甲基含氫硅油，室溫下混合均勻后，再加入二月桂酸二丁基錫作為催化劑，充分?jǐn)嚢杌旌希阒频脽o(wú)色無(wú)味透明的本發(fā)明的石材表面防護(hù)劑。
權(quán)利要求
1.一種石材表面防護(hù)劑的制備方法，其特征在于防護(hù)劑是以無(wú)水乙醇，先加入長(zhǎng)鏈烷基三烷氧基硅烷和甲基含氫硅油，室溫下混合均勻后，再加入作為有機(jī)催化劑的二月桂酸二丁基錫，攪拌混合均勻即為石材防護(hù)劑產(chǎn)品。其原料組份按下列配合比(重量％)配制長(zhǎng)鏈烷基三烷氧基硅烷 1-10；甲基含氫硅油(含氫量0.2-1.6％) 1-10；二月桂酸二丁基錫 0.1-3；無(wú)水乙醇 77-97.9。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石材表面防護(hù)劑的制備方法，其特征在于防護(hù)劑原料組份中的長(zhǎng)鏈烷基三烷氧基硅烷化學(xué)結(jié)構(gòu)式為CnH2n+1Si(OCH3)3，或CnH2n+1Si(OC2H5)3，此處n為整數(shù)，優(yōu)選為7-12，即C7正庚基，C8正辛基，類推C12正十二烷基，優(yōu)選合成n＝7-12長(zhǎng)鏈烷基三甲氧基硅烷的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石材表面防護(hù)劑的制備方法，其特征在于防護(hù)劑原料組份中的二月桂酸二丁基錫作為一種有機(jī)催化劑，可用異辛酸錫代替。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石材表面防護(hù)劑的制備方法，其特征在于防護(hù)劑原料組份中的無(wú)水乙醇，作為有機(jī)溶濟(jì)可用異丙醇或無(wú)水乙醇與異丙醇的混合物代替。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的一種石材表面防護(hù)劑的制備方法，其特征在于防護(hù)劑是以無(wú)水乙醇，先加入長(zhǎng)鏈烷基三甲氧基硅烷和甲基含氫硅油，室溫下混合均勻后，再加入作為有機(jī)催化劑的二月桂酸二丁基錫，攪拌混合均勻即為石材防護(hù)劑產(chǎn)品。其原料組份按下列配合比(重量％)配制長(zhǎng)鏈烷基三甲氧基硅烷 5；甲基含氫硅油(含氫量1.6％)3；二月桂酸二丁基錫 0.2；無(wú)水乙醇 91.8。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種石材表面防護(hù)劑的制備方法，它是以無(wú)水乙醇為溶劑，先加入長(zhǎng)鏈烷基三烷氧基硅烷和甲基含氫硅油，室溫下混合均勻后，再加入作為有機(jī)催化劑的二月桂酸二丁基錫，攪拌混合均勻即可。制備方法簡(jiǎn)單，使用方法也簡(jiǎn)單，用常規(guī)涂刷方法涂上防護(hù)液，無(wú)需加熱交聯(lián)，室溫放置24小時(shí)以后便可使用施工。本發(fā)明方法制備的石材表面防護(hù)劑，能修補(bǔ)石材天然細(xì)微孔洞和微裂紋。能均勻地分布在多微孔的硅酸鹽石材的微孔孔壁上，而不是封閉其毛細(xì)管通道。經(jīng)測(cè)定水在石材表面的水滴接觸角在110度以上，顯示出具有很好的憎水效果，又不妨礙水汽由里向外擴(kuò)散，是一種耐久的、能完全避免石材內(nèi)部濕氣滯留和防止各種水溶性污染物滲入造成石材病變的石材表面防護(hù)劑。
文檔編號(hào)C09D183/04GK1506426SQ0215527
公開日2004年6月23日 申請(qǐng)日期2002年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月12日
發(fā)明者曾繁杰, 胡發(fā)社 申請(qǐng)人:曾繁杰, 胡發(fā)社