CN104017488B - 溶剂型有机硅石材防护剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种溶剂型有机硅石材防护剂及制备方法，其特征在于：其聚合物单体及体积百分比例为：至少有一种烷基烷氧基硅烷，加入的体积分数为聚合物总量的1‑10％；至少有一种聚甲基氢硅氧烷，加入的体积分数为聚合物总量的1‑10％；至少有一种催化剂，为钛酸酯催化剂，加入的体积分数为聚合物总量的0.05‑1％；至少有一种溶剂油类有机溶剂，加入量为聚合物总重量的79‑97.95％。本发明制备方法，按本发明比例在室温下将烷基烷氧基硅烷、聚甲基氢硅氧烷在部分有机溶剂中均匀混合，然后加入催化剂催化反应，最后加入有机溶剂稀释到一定的浓度即可。本发明渗透性好，可对石材进行深层防护，透气性好，具有很好的可重涂性；并本发明制造方法简单，涂覆方法简便，且成本较低，适合工业大量生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种溶剂型有机硅石材防护剂及制备方法。
背景技术
石材是一种古老的建筑材料，也是现代建筑的主要装饰材料之一。在城市的各种场所都可以看到石材装饰所创造的壮丽景观，如在墙面、地面、柱面、台阶、楼梯扶手以及工艺装饰品上，石材的天然之美都表现得淋漓尽致、美轮美奂，受到人们的广泛欢迎。
但是，我们也看到有些石材装饰效果令人遗憾。由于使用者对石材本身的物理、化学特性不够了解，在石材安装前或使用中没有采取相应的防护、保养措施，因此在日后的使用过程中，石材表面出现了锈斑、吐黄、水斑、白华、污斑、油斑、苔藓、粉化、剥落等各种病变，不但大大影响了美观，而且非专业人士也很难处理，同时也会引起石材装饰工程的纠纷。
石材是有灵性的，就像人类疾病的预防和治疗，石材的防护和病变治理也必须根据石材的品种类型、加工状态和使用要求由专业人士对症下药；否则，可能适得其反。目前，市场上的石材防护剂品种良莠不齐，防护效果也是参差不齐，使用成本也是高低不一。
如02155275.4《一种石材表面防护剂的制备方法》公开了一种以长链烷基三甲氧基硅烷、甲基含氢硅油等为有效成分的石材表面防护剂的制备方法，此种方法制备的石材防护剂效果不错，但成本太高，无法与现有市场上的成本行情接轨，不适合工业生产及普及推广。
发明内容
本发明的目的是提供一种溶剂型有机硅石材防护剂，一种以烷基烷氧基硅烷和聚甲基氢硅氧烷为主要原料的石材用溶剂型有机硅防水剂，不改变石材天然外观。
本发明的另一目的是提供所述的溶剂型有机硅防水剂的制备方法。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：
一种溶剂型有机硅防水剂石材防护剂，其聚合物单体及体积百分比例为：
a、至少有一种烷基烷氧基硅烷，加入的体积分数为聚合物总量的1-10％；
b、至少有一种聚甲基氢硅氧烷，加入的体积分数为聚合物总量的1-10％；
c、至少有一种催化剂，为钛酸酯催化剂，加入的体积分数为聚合物总量的0.05-1％；
d、至少有一种溶剂油类有机溶剂，加入量为聚合物总重量的79-97.95％。
所述的烷基烷氧基硅烷化学结构式为CnH2n+1Si(OCH3)3，或CnH2n+1Si(OC2H5)3，其中n为1-12的整数。
所述的烷基烷氧基硅烷优选n＝1-8的烷基烷氧基硅烷其中的一种或两种以上(包括两种)的混合物；烷基烷氧基硅烷结构为一个硅原子上带有三个活性基团和一个非活性的烷基基团，活性基团的烷氧基一般采用甲氧基或者乙氧基。
由于石材本身有很多细小的孔洞，当烷基烷氧基硅烷涂在石材表面上时，烷基烷氧基硅烷因为毛细作用很快被吸收到石材的毛细孔隙中，在潮气和水分的作用下，烷氧基迅速水解，形成Si-OH。Si-OH和石材表面上的-OH反应形成末端带有R-Si键的硅氧烷化合物，具有很好的憎水效果。
所述的聚甲基氢硅氧烷，也叫甲基含氢硅油，含氢量0.2-1.6％，优选0.5％。
所述的聚甲基氢硅氧烷中含有活性很高的Si-H键，在催化剂的作用下，Si-H键断裂，聚甲基氢硅氧烷与水解后的烷基烷氧基硅烷交联成高分子网状结构，该结构具有很好的憎水作用。
所述的钛酸酯催化剂为四丁基钛酸酯、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、异辛酸锡中的一种或多种的混合物。
所述的钛酸酯催化剂优选四丁基钛酸酯。
所述的溶剂油类有机溶剂为无水乙醇、异丙醇、D40环保型溶剂油、6#溶剂油、120#溶剂油、200#溶剂油中的一种，或两种以上(包括两种)的混合物。
所述的溶剂油类有机溶剂优选D40环保型溶剂油。
一种溶剂型有机硅石材防护剂制备方法，按本发明配方比例，
其聚合步骤为：在室温常压条件下，搅拌状态下，将烷基烷氧基硅烷和聚甲基氢硅氧烷依次溶于部分有机溶剂中，加入催化剂充分反应一段时间后，用有机溶剂补至100％即可。
所述的溶剂型有机硅石材防护剂制备方法，优选为，按本发明比例，在搅拌状态下，将烷基烷氧基硅烷和聚甲基氢硅氧烷溶于部分D40环保溶剂油中，加入四丁基钛酸酯充分反应后，用D40环保型溶剂油补至100％。
所述的溶剂型有机硅石材防护剂制备方法，
步骤一：按本发明比例将烷基烷氧基硅烷和聚甲基氢硅氧烷依次溶于部分有机溶剂中，充分搅拌，形成溶液。
步骤二：在步骤一形成的溶液中，按本发明比例加入四丁基钛酸酯充分反应。
步骤三：在步骤二中反应的溶液中用D40环保型溶剂油补至100％。
本发明产品用作石材表面防水处理，要求石材表面无蜡处理，防护前要清除石材表面污渍，保持石材干燥；本发明产品由于反应过程中有H2产生，不适用于混凝土防护中的掺入使用。
本发明产品涂刷在石材表面，会迅速渗入石材的孔隙内，在石材表面及孔隙内形成网状结构，与石材表面上的-OH脱水缩合，沿石材孔隙内壁形成一层憎水膜，进而达到防水的效果。
本发明产品的主要性能特点如下：
1、用本发明产品进行涂刷后的石材，渗透性好，其保持良好透气呼吸性，可对石材进行深层防护；
2、用本发明处理后，改变了石材的表面张力，增大水滴在石材表面的接触角；不改变石材天然外观，具有很好的可重涂性。
3、本发明产品施工安全简单，价格低廉，室内室外均可使用；
本发明通过在配方、用材等各方面的改性，得到了适合大批量工业生产、性能更为优异的产品。适合各种天然石材，例如花岗岩、大理石、砂岩、洞石等的防水处理。
具体实施方式
实施例1：
搅拌状态下，先将甲基三甲氧基硅烷50ml、聚甲基氢硅氧烷10ml溶于200ml的D40环保型溶剂油中，5min后，加入钛酸四正丁酯1m1，继续搅拌15min，最后加D40环保型溶剂油补至1000ml，搅拌10min即可。分别涂刷于大理石，花岗岩，砂岩和洞石，测接触角，记为例1。
实施例2：
搅拌状态下，先将异丁基三乙氧基硅烷50ml、聚甲基氢硅氧烷10ml溶于200ml的D40环保型溶剂油中，5min后，加入钛酸四正丁酯1ml，继续搅拌15min，最后加D40环保型溶剂油补至1000ml，搅拌10min即可。分别涂刷于大理石，花岗岩，砂岩和洞石，测接触角，记为例2。
实施例3：
搅拌状态下，先将十二烷基三甲氧基硅烷50ml、聚甲基氢硅氧烷10ml溶于200ml的D40环保型溶剂油中，5min后，加入钛酸四正丁酯1ml，继续搅拌15min，最后加D40环保型溶剂油补至1000ml，搅拌10min即可。分别涂刷于大理石，花岗岩，砂岩和洞石，测接触角，记为例3。
实施例4：
搅拌状态下，先将甲基三甲氧基硅烷25ml、聚甲基氢硅氧烷15ml溶于200ml的120#溶剂油中，5min后，加入钛酸四正丁酯1ml，继续搅拌15min，最后加120#溶剂油补至1000ml，搅拌10min即可。分别涂刷于大理石，花岗岩，砂岩和洞石，测接触角，记为例4。
实施例5：
搅拌状态下，先将甲基三甲氧基硅烷50ml、聚甲基氢硅氧烷30ml溶于300ml的无水乙醇中，5min后，加入钛酸四正丁酯2ml，继续搅拌15min，最后加D40环保型溶剂油补至1000ml，搅拌10min即可。分别涂刷于大理石，花岗岩，砂岩和洞石，测接触角，记为例5。
实施例6：
搅拌状态下，先将甲基三甲氧基硅烷50ml、聚甲基氢硅氧烷30ml溶于300ml的无水乙醇中，5min后，加入二月桂酸二丁基锡2ml，继续搅拌15min，最后加D40环保型溶剂油补至1000ml，搅拌10min即可。分别涂刷于大理石，花岗岩，砂岩和洞石，测接触角，记为例6。
防水性能实验：
1.选大理石、砂岩、花岗岩以及洞石四种石材，自然干燥并用布擦干净后，用刷子将实施例中配得的防护剂涂于石材表面上，室温放置15h以上。作泼水实验，根据水在石材表面的成珠情况判定其防水效果的优劣。并测水珠与石材表面的接触角，接触角越大则防水效果越好。
防护实验结果如1表所示：
表1水在本发明防护剂处理过的不同石材上的接触角
2.根据中华人民共和国建材行业标准JC/T973-2005防水性测试方法测得四种不同石材的吸水率：
表2本发明防护剂处理过的石材的吸水率
实验结果表明，本发明对于不同石材该防护剂均有较好的防水效果。
Claims (4)
1.一种溶剂型有机硅石材防护剂，其特征在于：其聚合物单体及体积百分比例为：
a、至少有一种烷基烷氧基硅烷，加入的体积分数为聚合物总量的1-10％；所述烷基烷氧基硅烷化学结构式为CnH2n+1Si(OCH3)3，或CnH2n+1Si(OC2H5)3，其中n为1-4的整数；
b、至少有一种聚甲基氢硅氧烷，加入的体积分数为聚合物总量的1-10％；
c、至少有一种催化剂，为钛酸酯催化剂，加入的体积分数为聚合物总量的0.05-1％；所述的钛酸酯催化剂为四丁基钛酸酯；
d、至少有一种溶剂油类有机溶剂，加入量为聚合物总重量的79-97.95％；所述溶剂油类有机溶剂为D40环保型溶剂油；
其制备方法为：
步骤一：在室温常压条件下，搅拌状态下，按上述比例将烷基烷氧基硅烷和聚甲基氢硅氧烷依次溶于部分有机溶剂中，充分搅拌、形成溶液；
步骤二：在步骤一形成的溶液中，按上述比例加入四丁基钛酸酯充分反应；
步骤三：在步骤二中反应的溶液中用D40环保型溶剂油补至100％。
2.根据权利要求1所述的溶剂型有机硅石材防护剂，其特征在于：所述烷基烷氧基硅烷为n＝1-4的烷基烷氧基硅烷其中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的溶剂型有机硅石材防护剂，其特征在于：所述的聚甲基氢硅氧烷，含氢量0.2-1.6％。
4.根据权利要求1所述的溶剂型有机硅石材防护剂，其特征在于：所述的聚甲基氢硅氧烷，含氢量为0.5％。
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104017488A (zh) | 2014-09-03 |
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