CN108911787A - 一种石材表面的防护处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石材表面的防护处理工艺，其依次包括对石材表面的前处理和与防水防污处理，其中防水防污处理工艺为：采用石材防护剂对石材表面进行防水防污处理，所述的石材防护剂包括活性成分为含氢硅油的A组分和活性成分为长链烷基三烷氧基硅烷的B组分，所述防水防污处理工艺步骤为：在相对湿度不大于90％的环境下，将石材防护剂的A组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆3‑5次，每次间隔30‑60min；待A组分表干后，将上述进行石材防护剂的B组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆2‑5次，干燥固化8‑24h，即可。本发明所提供的石材表面的防护处理工艺，具有处理工艺简单、资源和能源消耗少，加工周期短，防水防污效果持久性好等特点。

Description

一种石材表面的防护处理工艺
技术领域
本发明属于的石材技术领域，具体是涉及一种石材表面的防护处理工艺。
背景技术
石材作为最常用的建筑材料之一，广泛运用于各种建筑中，但在日照、风化和水蚀等自然因素的作用下，石材会发生病变、分解和碎裂，影响石材外观，尤其是用于装饰石材的饰面色彩。尤其随着工业发展，如今国内部分地区出现较为严重的酸雨现象，加剧石材侵蚀的程度。为此，现有技术利用石材防护剂涂覆在石材表面，限制石材与污染源的接触，以达到防水、防油、耐酸碱等目的。石材表面防护剂的种类很多，分类法不尽相同，按材料物性可分为：无机表面防护剂和有机表面防护剂；按防护方式可分为：半永久性防护剂(如石蜡、硅油等)和永久性防护(如树脂涂料)；按作用机制可分为：表面成膜型和渗透固结型；按用途可分为：表面防护剂、底面防护剂等。
目前，能用于石材表面处理的防护剂较多，但经一次性加工处理能达到防水防污的防护剂却很少。目前，市场上使用较好的防护剂主要有有机硅型、有机硅氟型等渗透性防护剂，其具有很好的防污、防水性能而得到广泛的应用，但是如果通过多次使用擦拭后，其防水防污效果就会明显下降；虽然采用反复处理的方法可适当提高防水防污性能，对石材的质量带来一定的损伤，在处理的过程中会带来更多的污染和水资源和能源资源的浪费，耗工耗时大，经济性差。如果进行依次防水防污处理后，经多次擦拭使用还能保持较好的防水防污性能，对防水防污石材的品质将是极大的提高，也节约了多种资源。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种处理工艺简单、资源和能源消耗少，加工周期短，防水防污效果持久性好的石材表面的防护处理工艺。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种石材表面的防护处理工艺，其依次包括对石材表面的前处理和与防水防污处理，其防护处理工艺为：
(1)前处理：
A、将需要处理的石材的表面抛光处理；
B、采用0.8-1.0MPa的高压气或常温常压水对石材表面进行清洁；
C、将经过步骤B清洁处理的石材进行烘干，去除石材中的水分；
(2)防水防污处理
采用石材防护剂对石材表面进行防水防污处理，所述的石材防护剂包括A组分和B组分，所述A组分以重量份计含有如下成分：含氢硅油：2-10份，混合溶剂：85-99份，催化剂：0.05-1.5份；其中，所述含氢硅油为含氢量为0.2-0.8wt％的含氢硅油与含氢量为1.0-1.6wt％的含氢硅油按照质量比为(1-6)：1混合而成，所述混合溶剂为异丙醇与甲基异丁基酮按照质量比为(3-5)：1混合而成；所述B组分以重量份计含有如下成分：长链烷基三烷氧基硅烷：2-10份，稀释剂：85-99份；其中，所述长链烷基三烷氧基硅烷为C12-C18的含氟或不含氟的长链烷基，所述稀释剂为异丙醇与120号溶剂汽油按照质量比为1：(2-5)混合而成；
所述防水防污处理的步骤为：在相对湿度不大于90％的环境下，将上述石材防护剂的A组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆3-5次，每次间隔30-60min；待A组分表干后，将上述进行石材防护剂的B组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆2-5次，加热烘干或者自然干燥，固化8-24h，即可。
优选地，其中在前处理步骤A中，采用30-80目金刚砂对石材表面进行打磨。
优选地，其中还包括对前处理步骤C烘干处理后的石材表面采用表面处理剂进行油污处理。
优选地，其中所述的长链烷基三烷氧基硅烷为十二烷基三乙氧基硅烷，十三氟辛基三甲(乙)氧基硅烷、十七氟癸基三甲(乙)氧基硅烷。
优选地，其中在防水防污处理工艺步骤中所述的加热烘干温度为50-120℃。
本发明的有益效果在于：
由于先前的防水防污处理效果不佳的其中一个原因是石材防护剂中的活性成份没有很好地与石材结合，只是通过自身的交联在石材的表面形成一层拒水薄膜，或者与石材交联的程度太低而导致结合力小，所以防水防污的耐久性较差。本发明所提供的石材表面的防护处理工艺，通过对石材表面进行前处理，对石材表面的油污和水分进行处理，为接下来的防水防污处理提供了技术支持；采用由A组分和B组分组成的石材防护剂，为石材防护剂可以更好的渗透至石材内部提供了技术支持，A组分通过采用低表面张力和挥发速度适中的混合溶剂作为扩散渗透剂，将活性成份含氢硅油渗透至石材的内部，分子量(含氢量)越小的含氢硅油在石材表面的渗透性也越好，采用高含氢量和低含氢量的含氢硅油进行复配使用，使得不同的含氢硅油在石材表面形成梯度分布，更深入地渗透进石材内部；待A组分表干后，在涂覆B组分，B组分通过采用低表面张力和挥发速度适中的混合溶剂作为扩散渗透剂，将活性成份长链烷基三烷氧基硅烷的活性基团渗透至石材内部的同时，让其与石材具有了更好的结合力的同时，长链烷基三烷氧基硅烷中长链烷基的低表面能、憎水(憎油)特性也得以充分体现，提高了石材表面的防水防污性能；在石材防护剂的涂覆过程中，A组分和B组分的活性基团与基材周围相互接触的活性羟基以及空气中的水分子等发生反应而形成致密的保护膜，宏观疏水性得到体现，水接触角显著提高。本发明通过采用前处理和防水防污处理工艺为石材防护剂在石材表面的渗透性得到大大提高，使得活性成份与石材表面的结合力大大提高，同时使得活性成分A和活性成分B的优异性能得以充分体现使用，保证石材表面的防水防污的持久性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
当以范围、优选范围、或者优选的数值上限以及下限的形式表述某个量、浓度或其它值或参数的时候，应当理解相当于具体揭示了通过将任意一对范围上限或优选数值与任意范围下限或优选数值结合起来的任何范围，而不考虑该范围是否具体揭示。除非另外指出，本文所列出的数值范围值在包括范围的端点，和该范围之内的所有整数和分数。
除非另外说明，本文中所有的百分比、份数、比值等均是按重量计。
本文的材料、方法和实施例均是示例性的，并且除非特别说明，不应理解为限制性的。
本发明详述如下：一种石材表面的防护处理工艺，其依次包括对石材表面的前处理和与防水防污处理，其防护处理工艺为：
(1)前处理：
A、将需要处理的石材的表面抛光处理。
B、采用0.8-1.0MPa的高压气或常温常压水对石材表面进行清洁；
C、将经过步骤B清洁处理的石材进行烘干，去除石材中的水分；
(2)防水防污处理
采用石材防护剂对石材表面进行防水防污处理，所述的石材防护剂包括A组分和B组分，所述A组分以重量份计含有如下成分：含氢硅油：2-10份，混合溶剂：85-99份，催化剂：0.05-1.5份；其中，所述含氢硅油为含氢量为0.2-0.8wt％的含氢硅油与含氢量为1.0-1.6wt％的含氢硅油按照质量比为(1-6)：1混合而成，所述混合溶剂为异丙醇与甲基异丁基酮按照质量比为(3-5)：1混合而成；所述B组分以重量份计含有如下成分：长链烷基三烷氧基硅烷：2-10份，稀释剂：85-99份；其中，所述长链烷基三烷氧基硅烷为C12-C18的含氟或不含氟的长链烷基，所述稀释剂为异丙醇与120号溶剂汽油按照质量比为1：(2-5)混合而成；
所述防水防污处理的步骤为：在相对湿度不大于90％的环境下，将上述石材防护剂的A组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆3-5次，每次间隔30-60min；待A组分表干后，将上述进行石材防护剂的B组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆2-5次，加热烘干或者自然干燥，固化8-24h，即可。
本发明所提供的石材表面的防护处理工艺，采用的含氢硅油、长链烷基三烷氧基硅烷、混合溶剂、稀释剂以及催化剂均为市购，或通过现有技术中已知的方法进行制备即可。
实施例1：
一种石材表面的防护处理工艺，其依次包括对石材表面的前处理和与防水防污处理，其防护处理工艺为：
(1)前处理：
A、将需要处理的石材的用30目的金刚砂进行表面抛光处理；
B、采用0.8MPa的高压气或常温常压水对石材表面进行清洁；
C、将经过步骤B清洁处理的石材在温度为60℃下进行烘干，去除石材中的水分；
(2)防水防污处理
采用石材防护剂对石材表面进行防水防污处理，所使用的石材防护剂包括A 组分和B组分，A组分以重量份计含有如下成分：将2份含氢量为0.2wt％的含氢硅油与3份含氢量为1.0wt％的含氢硅油，70份异丙醇与24份甲基异丁基酮的混合溶剂以及1份催化剂依次加入搅拌釜搅拌分散均匀即可；所述B组分以重量份计含有如下成分：将2份十二烷基三乙氧基硅烷，25份异丙醇与73份120号溶剂汽油的混合稀释剂加入搅拌釜搅拌分散均匀即可，该防水防污处理的步骤为：在相对湿度不大于90％的环境下，将上述石材防护剂的A组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆3次，每次间隔30min；待A组分表干后，将上述进行石材防护剂的B组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆2次，自然干燥24h，即可。
实施例2：
一种石材表面的防护处理工艺，其依次包括对石材表面的前处理和与防水防污处理，其防护处理工艺为：
(1)前处理：
A、将需要处理的石材的用40目的金刚砂进行表面抛光处理；
B、采用0.8MPa的高压气或常温常压水对石材表面进行清洁；
C、将经过步骤B清洁处理的石材进行烘干，去除石材中的水分；
(2)防水防污处理
采用石材防护剂对石材表面进行防水防污处理，所使用的石材防护剂包括A组分和B组分，A组分以重量份计含有如下成分：将5份含氢量为0.4wt％的含氢硅油与1.5份含氢量为1.0wt％的含氢硅油，73份异丙醇与20份甲基异丁基酮的混合溶剂以及0.5份催化剂依次加入搅拌釜搅拌分散均匀即可；所述B组分以重量份计含有如下成分：将5份十三氟辛基三甲氧基硅烷，30份异丙醇与65份120号溶剂汽油的混合稀释剂加入搅拌釜搅拌分散均匀即可，该防水防污处理的步骤为：在相对湿度不大于90％的环境下，将上述石材防护剂的A组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆3次，每次间隔45min；待A组分表干后，将上述进行石材防护剂的B组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆2次，自然干燥24h，即可。
实施例3：
一种石材表面的防护处理工艺，其依次包括对石材表面的前处理和与防水防污处理，其防护处理工艺为：
(1)前处理：
A、将需要处理的石材的用50目的金刚砂进行表面抛光处理；
B、采用0.8-1.0MPa的高压气或常温常压水对石材表面进行清洁；
C、将经过步骤B清洁处理的石材进行烘干，去除石材中的水分；
D、对经过步骤C烘干处理的石材采用表面处理剂进行油污处理；
(2)防水防污处理
采用石材防护剂对石材表面进行防水防污处理，所使用的石材防护剂包括A组分和B组分，A组分以重量份计含有如下成分：将6份含氢量为0.6wt％的含氢硅油与3.5份含氢量为1.51wt％的含氢硅油，66份异丙醇与23份甲基异丁基酮的混合溶剂以及1.5份催化剂依次加入搅拌釜搅拌分散均匀即可；所述B组分以重量份计含有如下成分：将8份十七氟癸基三乙氧基硅烷)，30份异丙醇与65份120号溶剂汽油的混合稀释剂加入搅拌釜搅拌分散均匀即可，该防水防污处理的步骤为：在相对湿度不大于90％的环境下，将上述石材防护剂的A组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆5次，每次间隔30min；待A组分表干后，将上述进行石材防护剂的B组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆4次，在温度100℃的温度条件下干燥8h，即可。
实施例4：
一种石材表面的防护处理工艺，其依次包括对石材表面的前处理和与防水防污处理，其防护处理工艺为：
(1)前处理：
A、将需要处理的石材的用80目的金刚砂进行表面抛光处理；
B、采用1.0MPa的高压气或常温常压水对石材表面进行清洁；
C、将经过步骤B清洁处理的石材进行烘干，去除石材中的水分；
(2)防水防污处理
采用石材防护剂对石材表面进行防水防污处理，所使用的石材防护剂包括A组分和B组分，A组分以重量份计含有如下成分：将2份含氢量为0.3wt％的含氢硅油、3份含氢量为0.6wt％的含氢硅油与5份含氢量为1.6wt％的含氢硅油，66份异丙醇与23份甲基异丁基酮的混合溶剂以及1.5份催化剂依次加入搅拌釜搅拌分散均匀即可；所述B组分以重量份计含有如下成分：将8份十七氟癸基三乙氧基硅烷)，30份异丙醇与65份120号溶剂汽油的混合稀释剂加入搅拌釜搅拌分散均匀即可，该防水防污处理的步骤为：在相对湿度不大于90％的环境下，将上述石材防护剂的A组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆5次，每次间隔30min；待A组分表干后，将上述进行石材防护剂的B组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆4次，在温度100℃的温度条件下干燥8h，即可。
实施例5：
一种石材表面的防护处理工艺，其依次包括对石材表面的前处理和与防水防污处理，其防护处理工艺为：
(1)前处理：
A、将需要处理的石材的用60目的金刚砂进行表面抛光处理；
B、采用1.0MPa的高压气或常温常压水对石材表面进行清洁；
C、将经过步骤B清洁处理的石材加入烘干，去除石材中的水分；
D、对经过步骤C烘干处理的石材采用表面处理剂进行油污处理；
(2)防水防污处理
采用石材防护剂对石材表面进行防水防污处理，所使用的石材防护剂包括A组分和B组分，A组分以重量份计含有如下成分：将2份含氢量为0.3wt％的含氢硅油、3份含氢量为0.6wt％的含氢硅油与5份含氢量为1.6wt％的含氢硅油，66份异丙醇与23份甲基异丁基酮的混合溶剂以及1.5份催化剂依次加入搅拌釜搅拌分散均匀即可；所述B组分以重量份计含有如下成分：将8份十二烷基三乙氧基硅烷，30份异丙醇与65份120号溶剂汽油的混合稀释剂加入搅拌釜搅拌分散均匀即可，该防水防污处理的步骤为：在相对湿度不大于90％的环境下，将上述石材防护剂的A组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆5次，每次间隔30min；待A组分表干后，将上述进行石材防护剂的B组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆4次，在温度100℃的温度条件下干燥8h，即可。
对本发明的实施例1-5得到的石材的性能进行测试：
(1)产品性能
上述实施例1-5所制得的大理石表面，以JC/T973-2005《建筑装饰用天然石材防护剂》标准检测实施例1-5石材防护剂性能，具体如表1所示：
(2)产品的防污性能测试
采用上述实施例1-5的防护处理工艺处理未经处理的水泥制品文化石、抛光砖和大理石表面，室温自然干燥24小时后分别观察固化情况，测定相应的水接触角和防污性具体如表2所示：
表2：实施例1-5涂层固化情况及其性能
备注：表2中防污性测试是在被处理的基材表面用碳素墨水、食用油、机油、可乐分别停留30分钟后观察能否用水冲洗干净，能冲洗干净防污性为优良，不能冲洗干净时防污性则为差。
由表2可见，通过本发明的防护处理工艺处理的石材表面，石材防护剂在溶剂的驱动下，具有很好的渗透性，并与无机多孔基材表面的活性羟基结合而且不粘手，成膜后表面具有显著的疏水荷叶效应，水接触角超过100°，具有优良的防污性和耐酸碱性能，特别是对具有粗糙表面的文化石，具有更为突出的疏水荷叶效果，并且能在强碱性的水泥制品文化石表面形成长久的保护层。实施例1-5表明，随着长链烷基三烷氧基硅烷的引入，十二烷基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷与十七氟癸基三乙氧基硅烷配制的B组分处理的石材表面的憎水角度具有增加的趋势。
(3)产品的渗透性能测试
将上述实施例1-5所制得的石材防护剂分别涂覆于未经处理的水泥制品文化石、抛光砖和大理石表面，室温自然干燥24小时后将石材敲断，将断面放在水里蘸，表层没有变色的深度就是石材防护剂在这种石材上的渗透性，同时，我们采用两组对照组作为对比组：对比组1和对比组2，其中对比组1采用实施例1的生产方法，区别在于采用含氢量为0.2wt％的含氢硅油；其中对比组2采用实施例1的生产方法，区别在于将A组分和B组分混合均匀后直接分二次涂覆于石材表面，在自然环境下干燥24h。测定相应的渗透性具体如表3所示：
表3：实施例1-5与对照组石材防护剂的渗透性能
由表3可见，本发明所提供的石材表面的防护处理工艺使得石材防护剂在在石材表面具有很好的渗透性，且能很好地与无机多孔基材表面的活性羟基结合而在石材的表面形成很好的致密层，渗透的深度越深，说明该防护剂的渗透能力越好，防护致密层耐磨损耐擦洗的能力越好，效果越长久。对比组1和对比组2的在石材表面的渗透深度明显比实施例1-5的浅很多，说明采用不同含氢量的含氢硅油作为活性剂以及采用A组分和B组分分开涂覆的工艺将大大提高其在石材表面的渗透性；且通过实施例1-5，随着活性成分中不同含氢量的含氢硅油进行复配，且不同含氢量的含氢硅油的种类越多，跨度越大，所制备的石材防护剂的渗透性能也越好。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种石材表面的防护处理工艺，其依次包括对石材表面的前处理与防水防污处理，其防护处理工艺的特征为：
(1)前处理：
A、将需要处理的石材的表面抛光处理；
B、采用0.8-1.0MPa的高压气或常温常压水对石材表面进行清洁；
C、将经过步骤B清洁处理的石材进行烘干，去除石材中的水分；
(2)防水防污处理
采用石材防护剂对石材表面进行防水防污处理，所述的石材防护剂包括A组分和B组分，所述A组分以重量份计含有如下成分：含氢硅油：2-10份，混合溶剂：85-99份，催化剂：0.05-1.5份；其中，所述含氢硅油为含氢量为0.2-0.8wt％的含氢硅油与含氢量为1.0-1.6wt％的含氢硅油按照质量比为(1-6)：1混合而成，所述混合溶剂为异丙醇与甲基异丁基酮按照质量比为(3-5)：1混合而成；所述B组分以重量份计含有如下成分：长链烷基三烷氧基硅烷：2-10份，稀释剂：85-99份；其中，所述长链烷基三烷氧基硅烷为C12-C18的含氟或不含氟的长链烷基，所述稀释剂为异丙醇与120号溶剂汽油按照质量比为1：(2-5)混合而成；
所述防水防污处理的步骤为：在相对湿度不大于90％的环境下，将上述石材防护剂的A组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆3-5次，每次间隔30-60min；待A组分表干后，将上述进行石材防护剂的B组分均匀涂覆于石材表面，共涂覆2-5次，加热烘干或者自然干燥，固化8-24h，即可。
2.根据权利要求1所述的石材表面的防护处理工艺，其特征在于：在前处理步骤A中，采用30-80目金刚砂对石材表面进行打磨。
3.根据权利要求1所述的石材表面的防护处理工艺，其特征在于：还包括对前处理步骤C烘干处理后的石材表面采用表面处理剂进行油污处理。
4.根据权利要求1所述的石材表面的防护处理工艺，其特征在于：所述的长链烷基三烷氧基硅烷为十二烷基三乙氧基硅烷，十三氟辛基三甲(乙)氧基硅烷、十七氟癸基三甲(乙)氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的石材表面的防护处理工艺，其特征在于：在防水防污处理工艺步骤中所述的加热烘干温度为50-120℃。
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