一種納米水性石材防護(hù)劑及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種納米水性石材防護(hù)劑，按重量份數(shù)計(jì)，其包括如下組分：有機(jī)硅改性聚乙烯醇分散液70-80份，納米二氧化硅3-5份，納米二氧化鈦1-3份，乳化劑5-10份。本發(fā)明的石材防護(hù)劑為納米防護(hù)材料，有效成分滲透性能好、附著力更強(qiáng)，能同時(shí)在表層和內(nèi)部形成防護(hù)，進(jìn)一步提高防護(hù)劑與石材相互作用，綜合提高防護(hù)性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種納米水性石材防護(hù)劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石材防護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種納米水性石材防護(hù)劑及其制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 石材作為常用的建筑材料之一，廣泛應(yīng)用于各種建筑中，但在日照、風(fēng)化和酸雨侵 蝕等自然因素的作用下，石材會(huì)發(fā)生病變、分解和碎裂，嚴(yán)重影響石材外觀，尤其是用于裝 飾石材的飾面色彩。石材的破壞一般是石材中的成分因與其它化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)，使石材出現(xiàn) 成分丟失，疏松、破壞W及物理性能降低，尤其W碳酸鹽為主的大理石類(lèi)表現(xiàn)最為明顯，最 常見(jiàn)的例子是大理石中的碳酸巧與酸雨中的二氧化硫、二氧化碳等反應(yīng)，導(dǎo)致石材逐漸風(fēng) 化，并不斷被水帶走，形成空洞、溝槽、裂隙；不能被水帶走的則會(huì)形成堅(jiān)硬的皮層，它與原 石材結(jié)構(gòu)不同，最終出現(xiàn)泡水脫落、鱗狀脫落。
[0003] 尤其隨著工業(yè)發(fā)展，如今國(guó)內(nèi)部分地區(qū)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的酸雨，加劇石材浸蝕的程 度。為此，現(xiàn)有技術(shù)利用石材防護(hù)劑涂覆在石材表面，限制石材與污染源的接觸，W達(dá)到防 水、防油、耐酸堿等目的。石材表面防護(hù)劑的種類(lèi)很多，分類(lèi)法不盡相同，按材料物性可分 為：無(wú)機(jī)表面防護(hù)劑和有機(jī)表面防護(hù)劑；按照防護(hù)方式可分為：半永久性防護(hù)和永久性防 護(hù)；按作用機(jī)制可分為：表面成膜型和滲透結(jié)晶型，按用途可分為：表面防護(hù)劑、底面防護(hù) 劑等。
[0004] 現(xiàn)有的石材防護(hù)劑由于生產(chǎn)成本高，使用不便和具有毒副作用等原因，急需提供 一種石材防護(hù)劑可克服上述諸多不足，具有配方原料成本低，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，無(wú)副產(chǎn)物，不 污染環(huán)境，物化性能優(yōu)良，應(yīng)用范圍廣泛和使用方便的特點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種納米水 性石材防護(hù)劑及其制備方法，在石材的內(nèi)部和表面形成防護(hù)層，能夠?qū)崿F(xiàn)石材的防水、耐候 和抗污。
[0006] 本發(fā)明為解決上述提出的問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：
[0007] -種納米水性石材防護(hù)劑，按重量份數(shù)計(jì)，其包括如下組分；有機(jī)娃改性聚己帰醇 分散液70-80份，納米二氧化娃3-5份，納米二氧化鐵1-3份，乳化劑5-10份。
[0008] 按上述方案，所述的乳化劑為司班-60、司班-80、吐溫-60、吐溫-80、OP-IO中的 一種或幾種按任意比例的混合物。
[0009] 按上述方案，所述有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液的固含量為20-40wt% ( W質(zhì)量含 量計(jì)）。
[0010] 按上述方案，所述有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液是采用焼氧基娃焼在酸性水溶液中 對(duì)聚己帰醇進(jìn)行改性得到的。通過(guò)焼氧基娃焼改性聚己帰醇，得到一種納米級(jí)分散體系，具 有較強(qiáng)的滲透力，防護(hù)劑的附著力更強(qiáng)，從而提高其耐候性和持久性。
[0011] 按上述方案，所述焼氧基娃焼為甲基H甲氧基娃焼、己帰基H甲氧基娃焼、苯基H 甲氧基娃焼、四甲氧基娃焼中的一種或幾種按任意比例的混合物。
[0012] 按上述方案，所述聚己帰醇重均分子量（Mw)為5000-50000。
[0013] 上述納米水性石材防護(hù)劑的制備方法，包括W下步驟：
[0014] 1)將焼氧基娃焼和聚己帰醇按照質(zhì)量比為1: (4-9)溶解在溶劑水中，并按照聚己 帰醇質(zhì)量的2-8%加入酸，然后升溫至80-10(TC，攬拌的條件下反應(yīng)4-6小時(shí)，即得有機(jī)娃 改性聚己帰醇分散液；其中，所述溶劑水的量W使所得到的有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液固 含量為20-40wt% ;
[0015] 2)按重量份數(shù)計(jì)，稱(chēng)取步驟1)制備的有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液70-80份、納米 二氧化娃3-5份、納米二氧化鐵1-3份和乳化劑5-10份，將納米二氧化娃、納米二氧化鐵、 乳化劑加入到有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液中，室溫下1000-300化/min攬拌20-40min，得到 納米水性石材防護(hù)劑。
[0016] 按上述方案，所述的酸為濃硫酸或濃鹽酸，其中濃硫酸濃度為98%，濃鹽酸濃度為 36-38%。
[0017] 本發(fā)明所述的納米水性石材防護(hù)劑通過(guò)親涂、刷涂、噴涂或浸泡等方式涂覆在石 材表面，滲透至石材微孔或裂縫中，在石材的表面和內(nèi)部微孔表層形成保護(hù)膜，克服現(xiàn)有技 術(shù)在石材表面形成致密的保護(hù)膜，導(dǎo)致堵塞石材微孔的特點(diǎn)，確保石材的透氣性。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0019] (1)本發(fā)明的納米石材防護(hù)劑中有機(jī)娃改性聚己帰醇含有疏水的焼基支鏈，高鍵 能、低表面能的娃氧主鏈，從而能保證石材防劑的防水、耐候（耐酸、耐堿、抗紫外線）性能、 W及抗污性。另外，本發(fā)明所選的有機(jī)娃改性劑焼氧基娃焼為多官能度單體，使得有機(jī)娃改 性聚己帰醇具有更多的端輕基，使所得納米水性石材防護(hù)劑能更好的與石材表面的娃輕基 作用，從而形成結(jié)合更強(qiáng)的保護(hù)膜。
[0020] (2)本發(fā)明的納米石材防護(hù)劑利用水溶性好、溶液粘度大的聚己帰醇與焼氧基娃 焼反應(yīng)，得到水性環(huán)保的防護(hù)劑，而且還能提高石材防護(hù)劑體系中有機(jī)成分、無(wú)機(jī)填料（納 米二氧化鐵和納米二氧化娃）的分散穩(wěn)定性。
[0021] (3)本發(fā)明的石材防護(hù)劑中的納米二氧化娃能提高防護(hù)劑成膜后的強(qiáng)度和初性； 納米二氧化鐵能在光照的條件下有效抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)。
[0022] (4)本發(fā)明的石材防護(hù)劑為納米防護(hù)材料，有效成分滲透性能好、附著力更強(qiáng)，能 同時(shí)在表層和內(nèi)部形成防護(hù)，進(jìn)一步提高防護(hù)劑與石材相互作用，綜合提高防護(hù)性能。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋 性，不應(yīng)對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。
[0024] 實(shí)施例1
[00巧]一種納米水性石材防護(hù)劑，按重量份數(shù)計(jì)，其包括如下組分；固含量為20wt%的 有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液70份，納米二氧化娃3份，納米二氧化鐵1份，乳化劑司班-605 份。
[0026] 本實(shí)施例所述納米水性石材防護(hù)劑的制備方法，包括W下步驟：
[0027] I)將IOg甲基S甲氧基娃焼和40g聚己帰醇（Mw = 5000)溶解在200g水中，加入 0. 8g98 %濃硫酸并升溫至8(TC，攬拌條件下反應(yīng)化，冷卻至室溫得到固含量為20wt %的有 機(jī)娃改性聚己帰醇分散液；
[0028] 2)稱(chēng)取步驟1)制備的有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液70g，加入3g納米二氧化娃、Ig 納米二氧化鐵、5g司班-60,在室溫下lOOOr/min攬拌20min，得到納米水性石材防護(hù)劑。 [002引 實(shí)施例2
[0030] 一種納米水性石材防護(hù)劑，按重量份數(shù)計(jì)，其包括如下組分；固含量為40wt%的 有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液80份，納米二氧化娃5份，納米二氧化鐵3份，乳化劑0P-105 份，乳化劑司班-605份。
[0031] 本實(shí)施例所述納米水性石材防護(hù)劑的制備方法，包括W下步驟：
[0032] 1)將5g甲基S甲氧基娃焼、5g四甲氧基娃焼和90g聚己帰醇（Mw = 50000)溶解 在150g水中，加入7. 2g 38%濃鹽酸并升溫至IOOC，攬拌條件下反應(yīng)化，冷卻至室溫得到 固含量約為40wt%的有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液；
[0033] 2)稱(chēng)取步驟1)制備的有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液80g，加入5g納米二氧化娃、3g 納米二氧化鐵、5g司班-60和5g0P-10,在室溫3000r/min條件下攬拌40min,得到納米水性 石材防護(hù)劑。
[0034] 實(shí)施例3
[00巧]一種納米水性石材防護(hù)劑，按重量份數(shù)計(jì)，其包括如下組分；固含量為30wt%的 有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液75份，納米二氧化娃4份，納米二氧化鐵2份，乳化劑司班-806 份。
[0036] 本實(shí)施例所述納米水性石材防護(hù)劑的制備方法，包括W下步驟：
[0037] 1)將IOg己帰基H甲氧基娃焼和SOg聚己帰醇（Mw = 50000)溶解在140g水中， 加入2. 5g36 %濃鹽酸并升溫至9(TC，攬拌條件下反應(yīng)化，冷卻至室溫得到固含量約為30 % 的有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液；
[0038] 2)稱(chēng)取步驟1)制備的有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液75g，加入4g納米二氧化娃、2g 納米二氧化鐵和6g司班-80,在室溫2000r/min條件下攬拌30min，得到納米水性石材防護(hù) 劑。
[00測(cè) 實(shí)施例4
[0040] 一種納米水性石材防護(hù)劑，按重量份數(shù)計(jì)，其包括如下組分；固含量為20wt%的 有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液70份，納米二氧化娃4份，納米二氧化鐵2份，乳化劑吐溫-608 份。
[0041] 本實(shí)施例所述納米水性石材防護(hù)劑的制備方法，包括W下步驟：
[004引 1)將IOg苯基S甲氧基娃焼和50g聚己帰醇（Mw = 5000)溶解在240g水中，加入 2. 5g98 %濃硫酸并升溫至9(TC，攬拌條件下反應(yīng)化，冷卻至室溫得到固含量為20 %的有機(jī) 娃改性聚己帰醇分散液；
[0043] 2)稱(chēng)取步驟1)制備的有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液70g，加入4g納米二氧化娃、2g 納米二氧化鐵和8g吐溫-60,在室溫2000r/min條件下攬拌30min，得到納米水性石材防護(hù) 劑。
[0044] 實(shí)施例5
[0045] -種納米水性石材防護(hù)劑，按重量份數(shù)計(jì)，其包括如下組分；固含量為40wt%的 有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液80份，納米二氧化娃5份，納米二氧化鐵1份，乳化劑吐溫-808 份。
[0046] 本實(shí)施例所述納米水性石材防護(hù)劑的制備方法，包括W下步驟：
[0047] 1)將IOg四甲氧基娃焼和70g聚己帰醇（Mw = 5000)溶解在120g水中，加入 3. 5g98 %濃硫酸并升溫至8(TC，攬拌條件下反應(yīng)化，冷卻至室溫得到固含量為40%的有機(jī) 娃改性聚己帰醇分散液；
[0048] 2)稱(chēng)取步驟1)制備的有機(jī)娃改性聚己帰醇分散液80g，加入5g納米二氧化娃、Ig 納米二氧化鐵和8g吐溫-80,在室溫2000r/min條件下攬拌30min，得到納米水性石材防護(hù) 劑。
[0049] 1、本發(fā)明實(shí)施例1-6制備的納米水性石材防護(hù)劑的粒徑檢測(cè)
[0050] 對(duì)實(shí)施例制備的納米水性石材防護(hù)劑用英國(guó)馬爾文納米激光粒度儀進(jìn)行粒度測(cè) 試，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表1。
[0051] 表1.粒度測(cè)試結(jié)果
[0052]

【權(quán)利要求】
1. 一種納米水性石材防護(hù)劑，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)，其包括如下組分：有機(jī)硅改 性聚乙烯醇分散液70-80份，納米二氧化硅3-5份，納米二氧化鈦1-3份，乳化劑5-10份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米水性石材防護(hù)劑，其特征在于所述的乳化劑為司 班-60、司班-80、吐溫-60、吐溫-80、0P-10中的一種或幾種按任意比例的混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米水性石材防護(hù)劑，其特征在于所述有機(jī)硅改性聚乙 烯醇分散液的固含量為20-40wt%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米水性石材防護(hù)劑，其特征在于所述有機(jī)硅改性聚乙 烯醇分散液是采用烷氧基硅烷在酸性水溶液中對(duì)聚乙烯醇進(jìn)行改性得到的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種納米水性石材防護(hù)劑，其特征在于所述烷氧基硅烷為甲 基二甲氧基娃燒、乙稀基二甲氧基娃燒、苯基二甲氧基娃燒、四甲氧基娃燒中的一種或幾種 按任意比例的混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種納米水性石材防護(hù)劑，其特征在于所述聚乙烯醇重均分 子量為 5000-50000。
7. 權(quán)利要求1-6之一所述的納米水性石材防護(hù)劑的制備方法，其特征在于它包括以下 步驟： 1) 將烷氧基硅烷和聚乙烯醇按照質(zhì)量比為1: (4-9)溶解在溶劑水中，并按照聚乙烯醇 質(zhì)量的2-8%加入酸，然后升溫至80-100°C，攪拌的條件下反應(yīng)4-6小時(shí)，即得有機(jī)硅改性 聚乙烯醇分散液；其中，所述溶劑水的量以使所得到的有機(jī)硅改性聚乙烯醇分散液固含量 為 20-40wt% ; 2) 按重量份數(shù)計(jì)，稱(chēng)取步驟1)制備的有機(jī)硅改性聚乙烯醇分散液70-80份、納米二氧 化硅3-5份、納米二氧化鈦1-3份和乳化劑5-10份，將納米二氧化硅、納米二氧化鈦、乳化 劑加入到有機(jī)硅改性聚乙烯醇分散液中，室溫下1000_3000r/min攪拌20-40min，得到納米 水性石材防護(hù)劑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7之一所述的納米水性石材防護(hù)劑的制備方法，其特征在于所述的酸 為濃硫酸或濃鹽酸，其中濃硫酸濃度為98%，濃鹽酸濃度為36-38%。
【文檔編號(hào)】C09D129/04GK104356792SQ201410649943
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】暴峰, 高潔, 韓小兵, 藍(lán)珍珍, 劉攀, 江三峰, 張旭 申請(qǐng)人:華中師范大學(xué)