PT107575A - METHOD OF FUNCTIONALIZATION OF THE SURFACE OF CALCARY STONE USING HYBRID FORMULATIONS SOL-GEL - Google Patents

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PT107575A
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PT107575A
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Filipe José Alves De Oliveira
Rui Ramos Ferreira E Silva
Mikhail Zheludkevich
Kiryl Yasakau
Original Assignee
Univ Aveiro
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Abstract

O PRESENTE PEDIDO REFERE-SE À FUNCIONALIZAÇÃO DA PEDRA CALCÁRIA VISANDO IMPERMEABILIDADE À ÁGUA E OBTENÇÃO DE RESISTÊNCIA A MANCHAS. O CALCÁRIO É UM MINERAL QUE OCORRE NA NATUREZA, SENDO CONSTITUÍDO ESSENCIALMENTE POR CALCITE (CA(C03)2), COM A PRESENÇA DE PEQUENAS QUANTIDADES DE OUTROS COMPOSTOS INORGÂNICOS, TAIS COMO SÍO2 E OUTROS ÓXIDOS. ESTE MATERIAL É FREQUENTEMENTE USADO EM ARQUITETURA, CONSTRUÇÃO, OBRAS DE DECORAÇÃO E EM APLICAÇÕES DOMÉSTICAS. COMO O MATERIAL TEM UMA POROSIDADE DE CERCA DE 8-18% VOL., É FACILMENTE DEGRADADO E CONTAMINADO POR FATORES EXTERNOS, TAIS COMO AGENTES ATMOSFÉRICOS, HUMIDADE, PRODUTOS DOMÉSTICOS QUE MANCHAM, COLONIZAÇÃO POR ORGANISMOS BIOLÓGICOS, ETC. A DEGRADAÇÃO DO MATERIAL DE CALCÁRIO REQUER A APLICAÇÃO DE MEDIDAS QUE PRESERVEM O ASPETO ORIGINAL DO MATERIAL. TAL PODE SER FEITO USANDO SOLUÇÕES DE CONSOLIDAÇÃO DA SUPERFÍCIE BASEADAS EM ALCÓXIDOS DE METAIS, OS PRINCIPAIS COMPONENTES DOS SISTEMAS SOL-GEL. O PROCESSO INCLUI SISTEMAS SOL-GEL COM PELO MENOS UM COMPONENTE COM FUNCIONALIDADE HIDROFÓBICA, DE PREFERÊNCIA A PARTIR DO GRUPO DE SILANOS MODIFICADOS POR GRUPOS FENILO E COMPOSTOS METALORGÂNICOS, E COMPONENTES AUXILIARES DAS FORMULAÇÕES SOL-GEL, COMO OS COMPOSTOS ORGANOMETÁLICOS. A APLICAÇÃO DO SOL-GEL PODE SER FEITA UTILIZANDO DIFERENTES MÉTODOS, TAIS COMO: COM PINCEL OU ROLO, IMERSÃO, PULVERIZAÇÃO, DEPOSIÇÃO POR ROTAÇÃO, POR CORTINA DE IRRIGAÇÃO OU POR QUALQUER DESTES MÉTODOS ASSISTIDOS COM VÁCUO. UM PONTO IMPORTANTE NO PROCESSO DE SECAGEM DE MATERIAIS POROSOS IMPREGNADOS COM SOL-GEL É A SECAGEM PRELIMINAR, A QUAL FACILITA A EVAPORAÇÃO DE SOLVENTES VOLÁTEIS A PARTIR DA MATRIZ E PROMOVE UMA CURA PRELIMINAR A TEMPERATURAS MODERADAS. ESTAS MEDIDAS SÃO NECESSÁRIAS PARA EVITAR CHOQUE TÉRMICO EXCESSIVO E FORMAÇÃO DE BOLHAS. AS NOVAS FORMULAÇÕES SOL-GEL AQUI PROPOSTAS CONSOLIDAM EFICAZMENTE A ESTRUTURA POROSA DA PEDRA CALCÁRIA E SELAM OS POROS EXISTENTES NO MATERIAL CALCÁRIO NÃO TRATADO. A SELAGEM BEM SUCEDIDA DOS POROS FOI COMPROVADA POR MEIO DE TESTES DE ABSORÇÃO DE ÁGUA QUE MOSTRAMTHE PRESENT REQUEST REFERS TO THE FUNCTIONALIZATION OF CALCARY STONE SEEING WATERPROOF WATERPROOF AND OBTAINING RESISTANCE TO STAINS. THE CALCARY IS A MINERAL THAT OCCURS IN THE NATURE, ESSENTIALLY ESTABLISHING BY CALCITE (CA (C03) 2), WITH THE PRESENCE OF SMALL QUANTITIES OF OTHER INORGANIC COMPOUNDS, SUCH AS SYMBOLS AND OTHER OXIDES. THIS MATERIAL IS FREQUENTLY USED IN ARCHITECTURE, CONSTRUCTION, DECORATION WORKS AND DOMESTIC APPLICATIONS. AS THE MATERIAL HAS A PORSITY OF ABOUT 8-18% VOL., IT IS EASILY DEGRADED AND CONTAMINATED BY EXTERNAL FACTORS, SUCH AS ATMOSPHERIC AGENTS, HUMIDITY, SMOKING DOMESTIC PRODUCTS, COLONIZATION BY BIOLOGICAL ORGANISMS, ETC. THE DEGRADATION OF CALCARY MATERIAL REQUIRES THE APPLICATION OF MEASURES THAT PRESERV THE ORIGINAL ASPECT OF THE MATERIAL. IT MAY BE MADE BY USING SURFACE-BASED CONSOLIDATION SOLUTIONS BASED ON METAL ALCOHOLS, THE MAIN COMPONENTS OF SOL-GEL SYSTEMS. The process includes sol-gel systems with at least one component having a hydrophobic functionality, preferably from the group of silicones modified by phenyl groups and metallocene compounds, and auxiliary components of the sol-gel compounds, such as organo-synthetic compounds. APPLICATION OF THE SUN-GEL CAN BE MADE BY USING DIFFERENT METHODS, SUCH AS: WITH BRUSH OR ROLLER, IMMERSION, SPRAYING, ROTATION DEPOSITION, IRRIGATION CURTAIN OR FOR ANY OF THESE METHODS ASSISTED WITH VACUUM. AN IMPORTANT POINT IN THE DRYING PROCESS OF POROUS MATERIALS IMPREGNATED WITH SOL-GEL IS THE PRELIMINARY DRYING, WHICH FACILITATES THE EVAPORATION OF VOLATILE SOLVENTS FROM THE MATRIX AND PROMOTES A PRELIMINARY CURE AT MODERATE TEMPERATURES. THESE MEASURES ARE NECESSARY TO PREVENT EXCESSIVE THERMAL SHOCK AND BUBBLES FORMATION. THE NEW SOL-GEL FORMULATIONS HERE PROPOSALS EFFECTIVELY CONSOLIDATE THE POROSA STRUCTURE OF CALCARY STONE AND SEAL THE PORTS EXISTING IN UNREALED CALCARY MATERIAL. THE SUCCESSFUL SEALING OF THE PORES IS PROVEN BY MEANS OF WATER ABSORPTION TESTS SHOWING

Description

DESCRIÇÃO "Método de funcionalização da superfície da pedra calcária utilizando formulações híbridas sol-gel”DESCRIPTION OF THE INVENTION The method of functionalizing the limestone surface using hybrid sol-gel formulations

Domínio técnicoTechnical domain

Esta aplicação descreve novas formulações e método da sua utilização para a proteção de pedras calcárias contra a penetração de água. e manchas permanentes, em elementos arquitetónicos de interiores e exteriores, como fachadas, mobiliário urbano, paredes, pisos, em cozinhas e banheiros, entre outros.This application describes new formulations and method of its use for the protection of limestone against water penetration. and permanent stains on architectural elements of interior and exterior, such as facades, street furniture, walls, floors, kitchens and bathrooms, among others.

Resumo da invenção O presente, pedido de patente refere-se a novas formulações de híbridos de sol-gel orgânico-inorgânico para a proteção de pedras calcárias e os métodos da sua utilização, que compreendem:SUMMARY OF THE INVENTION The present application relates to novel formulations of organic-inorganic sol-gel hybrids for the protection of limestone and the methods of their use, which comprise:

Si. see mas que .incluem pelo menos ma componente com funcional:idade hidrofófoica, de preferência a partir do grupo feniIo ou de a 1 qu.ilo-silanos modif 1 cados ou outros compostos hidrof6bicos sol-gel; - Componentes : auxiliares das formulações sol-gel que podem:Preferably, the composition comprises at least one hydrophobic functional component, preferably from the modified phenyl or modified alkanoyl silanes or other hydrophobic sol-gel compounds; - Components: auxiliaries of sol-gel formulations which can:

Incluir compos tos.................me tal - orgânicos..................e compostos organometálicos; - Processos de síntese de sol-gel; - Processos: de aplicação de sol-gel; - Cities de cura da pedra impregnada com sol-gel.Include compounds ................. me tal - organic .................. and organometallic compounds; - Processes of sol-gel synthesis; - Processes: application of sol-gel; - Stone healing cities impregnated with sol-gel.

Estado da arte 0 calcário é amp 1 ame n t e ut i 1 i cado em aplicações de arquitetura, como esculturas, fachadas e usos domésticos, entre muitos outros. Apesar do seu uso comum, subsistem ainda mu i tos problemas ai s soei ados com intempéries, oscilações de temperatura, poluição atmosférica e proliferação de organismos, A razão principal está no nível elevado de porosidade e na relativamente baixa estabilidade química destes materiais, quando comparados com outras rochas ornamentais, A elevada humidade e agentes químicos agressivos resultara na. redução do brilho e no aparecimento de manchas, por exemplo devido à infiltração de gorduras, óleos, vinagre, sumos ácidos e outros líquidos, guando estas pedras são utilizadas em cozinhas ou casas de banho.State of the art Limestone is widely used in architectural applications such as sculptures, facades and domestic uses, among many others. In spite of their common use, there are still many problems with weather, temperature fluctuations, air pollution and organism proliferation. The main reason is the high level of porosity and the relatively low chemical stability of these materials when compared with other ornamental rocks, high humidity and aggressive chemical agents will result in. reduction of glare and the appearance of stains, for example due to the infiltration of fats, oils, vinegar, acid juices and other liquids, when these stones are used in kitchens or bathrooms.

Nas últimas décadas tem·· se assistido a um aumento do interesse: na conservação do património cultural com: bane em construções de pedra calcária [1]. A proteção desses materiais é baseada em revestimentos aplicados no local e tem três objetivos principais; i) proteger a pedra Intacta; ii) consolidar e preservar as áreas degradadas; e iíi) retardar o processo de envelhecimento,In recent decades there has been an increase in interest: in the conservation of cultural heritage with: bane in limestone buildings [1]. The protection of these materials is based on coatings applied locally and has three main objectives; i) protect Intacta stone; ii) consolidate and preserve degraded areas; and ii) slow down the aging process,

Os procedimentos maís bem-sucedidos são aqueles capazes de reduzir a taxa de degradação da pedra deixando-a com o aspeto original - Orna: das caracterí st icas main importantes dos produtos de consolidação de pedra é a sua capacidade de penetrar no interior da porosidade aberta do calcário, A profundidade d;e penetração depende da porosidade e estrutura da pedra, mas: também das propriedades dos meios líquidos utilizados para o tratamento, ou seja, viscosidade e tensão super! icial. Norma.1 meπte, os agentes hidro,f.õ.bi cοs são também utilizados em conjunto com agentes de consolidação para reduzir ainda maís a penetração de água através do aumento do ângulo de contacto, Deve salientar-se que para os produtos de pedra exposta aos elementos a redução da absorção de água é um parâmetro critico tuas a taxa de perrneaçáo do vapor de água não deve ser afetada, de modo a permitir que a humidade event ualmente existente no interior evapore [2,3], Os materiais de construção porosos, como a pedra calcária, sào tradiciona.1 me.nte protegidos com materiais hidrofóhícos, tais como óleos, ceras, gorduras animais e resinas naturais, 0 dese.nvo.1.vimento e disponá.bi 1 i.zaçáo de polímeros sintéticos:, como resinas acrílicas ou silicone, o seu baixo preço e facilidade de aplícação, permitiram uma ampla divulgação destes produtos alternativos.The most successful procedures are those capable of reducing the rate of stone degradation by leaving it with the original appearance. The most important characteristics of stone consolidation products are their ability to penetrate into the open porosity The depth and penetration depends on the porosity and structure of the stone, but also on the properties of the liquid media used for the treatment, ie viscosity and super tension! icial. Also, hydro, f.ob.bi., agents are also used in conjunction with consolidating agents to further reduce water penetration by increasing the contact angle. It should be noted that for stone products exposed to the elements the reduction of the water absorption is a critical parameter of the water vapor flow rate should not be affected, so as to allow the moisture existing inside the evaporate [2,3]. The building materials porous materials, such as limestone, are traditionally protected with hydrophobic materials, such as oils, waxes, animal fats and natural resins, the desirability and availability of synthetic polymers : such as acrylic or silicone resins, their low price and ease of application, allowed a wide dissemination of these alternative products.

As patentes UR-1186:111 [4] e US,M77244 [S] foram duas das primeiras patentes (pedidas em 1967-1968) a abordar a resistência mecânica e química à poluição e intempéries com base na precipitação de saís para melhorar a dureza e durabilidade de pedras naturais e artificiais. Este método consiste na. imersão da pedra, ou pulverização repetitiva para mantê-la húmida, com soluções aquosas contendo glicerina e sais solúveis da bário e de estrôncio, fl.uoretos de metais alcalinos, sulfatos, fosfatos e hidróxidos. Com este método, assistido por um catalisador de ureia ou de ácido parabânico, entre outros, a recristalisaçao ocorre no interior da pedra, protegendo todo o seu volume. Este método permite a. aplicação de hiocídas e agentes hidrofõfoícos que s>ao mantidos dentro da pedra., podendo aumentar de um modo ativo a resistência ao surgimento de incrustações nas obras : trat adas, o método foi cone eb ido visando pri ,nc .1 pa Irnen c e peças do património cultural expostas aos elementos ou que se deterioraram ao longo dos séculos.The patents UR-1186: 111 [4] and US, M77244 [S] were two of the first patents (requested in 1967-1968) to address mechanical and chemical resistance to pollution and weathering on the basis of precipitation of salts to improve hardness and durability of natural and artificial stones. This method consists of. immersion of the stone, or repetitive spraying to keep it moist, with aqueous solutions containing glycerine and soluble salts of barium and strontium, alkali metal fluorides, sulfates, phosphates and hydroxides. With this method, assisted by a catalyst of urea or parabolic acid, among others, the recrystallization takes place inside the stone, protecting its entire volume. This method allows a. application of hydrophilic agents and hydrophobic agents which are kept within the stone, and can be actively increased the resistance to the appearance of scale in the treated works, the method has been known for the purpose of first pieces cultural heritage exposed to the elements or deteriorated over the centuries.

Numa patente posterior 16] (1.9 '7 7 5 é proposto um n ovo s is tema para a proteção de materiais inorgânicos porosos contra os efeitos prejudiciais da água salgada, da erosão, graffiti, poluição atmosférica, entre outros. Este, sistema de proteção, permeável ao vapor e gás, consiste numa solução ou dispersão aquosa de um polímero acrílico hidrof ilico carboxilado, um agente endurecedor e um agente de absorção de. radiação OV. As técnicas de aplicação incluem a pi.i I ve r i c a ç â.o e p incei agem numa única operação.In a later patent 16] (1.9'7.75), a new object is proposed for the protection of porous inorganic materials against the harmful effects of salt water, erosion, graffiti, air pollution, etc. This protection system , which is permeable to steam and gas, consists of an aqueous solution or dispersion of a carboxylated hydrophilic acrylic polymer, a curing agent and an OV radiation absorption agent. Application techniques include pyrex in a single operation.

Mais tarde (1978), outra patente que descreve um processo para tornar as superfícies hidrofõbíeas e oleof.ôfoíeas foi a primeira em que os compostos de organo-silício são mencionados [7]. 0 objetivo dessa invenção era o de tornar as superfícies porosas em hidrofõbicas e oleofõbicas por aplicação de uma '-composição mista de uma solução contendo um polímero orgânico contendo flúor, ou um polímero solúvel em água de um ácido carbox.Il.ico ínsaturado, e de uma solução de Um compos to de organo ·· s x .1 i c io. O polímera que contém flúor é politrifluorcloroetileno e o organo-silício é metilsxlíeonato de potássio. Esta solução pode ser aplicada a superfície por qualquer técnica conhecida, adequada para o tratamento dá superfície de qualquer material sólido com uma solução ou dispersão, por exemplo, por puiverinação, revestimento por rolo, trincha ou por Imersão:, Este: sistema foi concebido genericamente para as superfícies dos tijolos ou azulejos de qualquer material inorgânico contendo poros abertos e que necessita de cura a temperaturas até 250 0 C.Later (1978), another patent describing a process for rendering the hydrophobic and oleophobic surfaces was the first in which the organosilicon compounds are mentioned [7]. The object of this invention was to make the porous surfaces hydrophobic and oleophobic by applying a mixed composition of a solution containing an organic fluorine-containing polymer or a water-soluble polymer of an unsaturated carboxylic acid and of a solution of an organo compound. The fluorine-containing polymer is polytrifluorochlorethylene and the organosilicon is potassium methylsiloxane. This solution can be applied to the surface by any known technique suitable for surface treatment of any solid material with a solution or dispersion, for example by puivering, roller coating, brushing or by dipping: This: system was designed generically for the surface of the bricks or tiles of any inorganic material containing open pores and which needs curing at temperatures up to 250 ° C.

Ma is tarde (1990) .. os compostos orgânicos estiveram também na base de uma outra patente [8] , Os seus autores conceberam uma formulação mista de compostos orgânicos com o objetivo de proteger produtos de pedra, mármore, tijolos, betão e rebocos dos agentes atmosféricos e poluentes e também como um processo para evitar a degradação provocada por graffiti e afins, & mistura ê constitui da por um. po fino de polí tet ra£1uoroe t i1eno, um perfluoropoliét er sem grupos funcionais: e / ou ura perf luoropol iêter com grupos funcionais na. extremidade da cadeia que formara ligações químicas e/ou físicas com o material a ser protegido- Estes inventores: caxacterizaram a eficácia da sua solução usando testes de absorção de agua e de permeabilidade ao vapor, e ainda a facilidade de limpeza das superfícies usando panos de algodão embebido em acetona, Um dos inventores da patente tom uma outra {1:3.91) com os mesmos objetivos, usando as mesmos produtos químicos orgânicos, com base em micro-emulsões aquosas de ; perf .1 uoropol iét er funeiona..1 izado ou não funcionalisado. Neste caso ê descrito em detalhe um processo que conf ere melhor proteção para a mesma quãnt idade de agente: de produto químico porem utilizado de um modo diferente 1'9j ...Later on (1990), organic compounds were also the basis of another patent. [8] Its authors have designed a mixed formulation of organic compounds to protect products of stone, marble, bricks, concrete and plaster atmospheric and pollutant agents and also as a process for preventing degradation caused by graffiti and the like, & The mixture is constituted by one. a perfluoropolyether having functional groups: and / or a perfluoropolyether having functional groups in the presence of a functional perfluoropolyether. These inventors: characterized the effectiveness of their solution using water absorption and vapor permeability tests, and the ease of cleaning the surfaces using cloths of One of the inventors of the patent will take another (1: 3.91) with the same objectives, using the same organic chemicals, based on aqueous microemulsions of; functional or non-functional uoropolyether. In this case a process is described in detail which confers better protection for the same amount of chemical agent but used differently 1'9 ...

Os sistemas sol-gel com base em diferentes alcoxissílanos, em particular itetraetilortossilícato (TEOE), estão entre os produtos químicos mais frequènteménte téstados: para: a c ons o 11 d a ç â.o do calcário e outros materiais devido à sua capacidade de penetração, baixa, viscosidade, resistência às intempéries e outras propriedades tais como a permeabilidade ao vapor de água e resistência à corrosão [10-15] . Estes produtos de so 1 ·· ge 1 polimer is am durante o enve ihec ime.nt.o dentro da estrutura porosa da pedra, por meio de um processo sol -gel clássico, aumentando significati.vamienfce a. coesão do material.Sol-gel systems based on different alkoxysilanes, in particular tetraethylsilicylate (TEOE), are among the most frequently used chemicals: for: limestone action and other materials due to their penetrability, low viscosity, weather resistance and other properties such as water vapor permeability and corrosion resistance [10-15]. These products are only polymerized during the aging within the porous structure of the stone by means of a conventional sol-gel process, cohesion of the material.

Os produtos de consolidação â base de TEOS têm boas propriedades na fase sol uma vez que a baixa viscosidade dos monõmeros úé aleoxissilano lhes permité: penetrar profundamente no material poroso. Depois da polimerreação, que ocorre quando em contacto com a humidade ambiente, obtém-se um gel estável com uraa cadeia, principal de s ilicio-oxigénio. Esta reação ê utilizada para reestabe.1 ecer a coesão entre os grãos de pedra afetados pelo envelhecimento e pode funcionar como barreirei à penetração de água. Existem no entanto alguns inconvenientes devido a formação dessa rede de interligação densa. Durante o envelhecimento de tais formulações, formam-se fissuras devido à pressão capilar diferencial produzida dentro dos poros do gel ao secar [16-IS] . A formação de fissuras pode sei" redusida através da introdução de segmentos de siioxanos de cadeia linear que se ligam âs grandes cadeias de silicato do gel [19] . Coxa esta estratégia, desenvolvem-se películas finas elas tic as {e ti 1 ésteres de ácido s.illcico) sobre a superfície dos macro poros que ligam os componentes, formando pontes. Outra desvantagem das redes de sol-gel densas é a. redução das. permeaçao do vapor de âgua que pode ser .bastante significativa para pedras arquitetônicas, Ho entanto, esta questão: pode ser ultrapassada quando é necessária uma boa barreira a líquidos e vapor de água e esta ê aplicada durante a fase de produção de pedra para arquitetura. A primeira vez que o tetráetílqrtossilicato (TEDS) foi mencionado numa patente: relativa ã proteção de pedra foi em 2001 [20]. Nesta deserevem- se mêtodos para a protecâo e consolidação de materiais calcários e o principal exemplo citado relaciona-se com a formação- de uma camada de: conversão: no mineral calcário por uma solução aquosa de acido hídroxícarboxilico com pH ajustado. Nesta camada, o produto químico ê a nova fase funcional baseada em hidróxido permit indo assim uma reação de co.nso.1 i.dant.es ã base de TEOS, com a .1 cuia leoxi ssilanos e outros repelente s de âgua............. reativos:, A validade desta abordagem foi avaliada por testes de resistência à flexão de sistemas diferentes, desde cristais de caleite a agregadas de partículas de diferentes ....................tamanhos ..........................................................................................................................................................................................................The TEOS-based consolidation products have good properties in the sol phase since the low viscosity of the monomers and alloxysilane allowed them to penetrate deeply into the porous material. After polymerization, which occurs when in contact with the ambient humidity, a stable gel is obtained with a main chain of silicon oxygen. This reaction is used to reestablish cohesion between the grains of stone affected by aging and can act as a barrier to water penetration. There are however some drawbacks due to the formation of this dense interconnection network. During aging of such formulations, cracks are formed due to the differential capillary pressure produced within the gel pores upon drying [16-IS]. The formation of cracks may know " reduced by the introduction of straight chain siioxane segments that bind to the large silicate chains of the gel [19]. Under this strategy, thin films are made therein on the surface of the macro pores which bind the components, forming bridges. Another disadvantage of dense sol-gel networks is a. reduction of. permeation of water vapor which can be quite significant for architectural stones. However, this question can be overcome when a good barrier to liquids and water vapor is required and this is applied during the stone production phase for architecture. The first time tetramethoxysilicate (TEDS) was mentioned in a patent: relative to stone protection was in 2001 [20]. In this case, methods for the protection and consolidation of calcareous materials are used, and the main example cited relates to the formation of a layer of: conversion: into the limestone mineral by a pH adjusted aqueous solution of hydroxyl carboxylic acid. In this layer, the chemical is the novel hydroxide-based functional phase thus allowing a TEOS-based reaction, with the addition of leoxy silanes and other water repellents. The validity of this approach was evaluated by flexural strength tests of different systems, from kaleite crystals to aggregates of different particles .......... .......... sizes ....................................... .................................................. .................................................. .................................................. (I.e.

Outro método para conservar a aparência original da pedra foi descrito ; num pedido de patente europeu, de 2001, coneeaido em 20o8 [21}, mas o sistema de proteção não é do tipo consolidação e pretende usar revestimentos incolores a partir de preparações eoloidaís com base em d.íôx.ido de titánio com outros óxidos parai a degradação iofcocatalic.ica de poluentes,;Another method to preserve the original appearance of the stone has been described; in a European patent application of 2001, incorporated in 20o8, but the protection system is not of the consolidation type and is intended to use colorless coatings from titanium dioxide base-based preparations with other para-oxides the iofococatalytic degradation of pollutants;

Ao longo dos últimos anos real. í saram- se algumas tent ativas bem - sucedidas i de révestiffienfcos isentos de fissuras usando partículas eo.loida.is de óxidos inseridas no sol··gel [22--24] . Estas nanopartículas diminuem a probabilidade de fissuras, mas têm o efeito adverso de aumento da viscosidade da solução coloídal e assim da diminuição da sua capacidade de penetração na pedra porosa. A utilização de solventes orgânicos reduz parcialmente este problema mas pode também contribuir para reduzir a concentração dos produtos de consolidação na estrutura, porosa e, eonsequentemente, uma. pior coesão entre as partículas de pedra.Over the past few years real. A number of successful experiments were carried out on crack-free reflections using particles and the oxidation of oxides inserted into the gel sol. [22--24]. These nanoparticles decrease the likelihood of cracking, but have the adverse effect of increasing the viscosity of the colloidal solution and thus of the decrease of its penetration capacity in the porous stone. The use of organic solvents partially alleviates this problem but may also contribute to reducing the concentration of the consolidating products in the porous structure and hence, worse cohesion between the stone particles.

Duas patentes ma is recentes a partir do mesmo grupo de ixxvestígaçâo [25--26] destinai'am-se a superar princípalmente a. fi.ssuração associada â formação de uma rede densa de sílica no interior da pedra porosa danificada,. Os inventores desenvolveram uma composi ção de sol-gol baseada em TEDS: que permite a. formação de uma estrutura: mesoporosa. de. poros interligados de tamanho uniforme e topologia semelhante à dos materiais do substrato. Isto evita uma elevada pressão capilar na rede interna de sílica durante a. evaporação do solvente. 0 tamanho doa poros do mator ia1 de pedra pode de s empenha r um papel importante sobre as propriedades dos materiais consolídados. Por exemplo, géis depositados em calcários biociásticos com poros de pequeno raio comportam-se como filmes finos sem físsuração induzida pela contração na secagem. Pelo contrário, após a deposição de polímeros em calcários com poros de maior dimensão, os géis formados frasuraram devíete· á contração na secagem: e a resistência mecânica diminuiu [27] A Hatexiais para consolidação a base de polímeros fluorados, sem fissuras, foram também estudados para a preservação do calcário [28-31] . Os resultados mostraram, como esperado, uma boa capacidade de proteção desses revestimentos ã penetração da água devido à presença dos grupos fluorados que adicionam características hidrofõbícas e anfci sujidade aos revestimexitos [16,32]. A adição de diferentes surfatantes aos sistemas sol-gel aumenta o tamanho do poro da rede do gel e aumenta a sua uniformidade. Isto reduz a fissuraçao do sol-gel consolidado e fornece uma alternativa eficaz para a consolidação da pedra [11,33] . Alêm dos sistemas: sol-gel, diferentes resinas acrílicas ou epoxídicas podem ser utilizadas paira conservação da pedra. Tais resinas aumentam substancialmente a resistência mecânica, mesmo impregnando apenas uma camada exterior devido à sua alta viscosidade [34],Two more recent patents from the same screening group [25--26] were intended primarily to overcome the. The formation associated with the formation of a dense network of silica within the damaged porous stone. The inventors have developed a sun-gol composition based on TEDS: which allows the. formation of a mesoporous structure. in. interconnected pores of uniform size and topology similar to that of the substrate materials. This avoids high capillary pressure in the internal silica network during. evaporation of the solvent. The size of the pores of the stone mill may be important for the properties of the reinforced materials. For example, gels deposited in biosciences with small radius pores behave as thin films without contraction induced fissure induced drying. On the contrary, after the deposition of polymers in limestones with larger pores, the formed gels frasured with the contraction in the drying: and the mechanical resistance decreased [27]. The Hatexiais for consolidation with fluorinated polymers, without cracks, were also studied for the preservation of limestone [28-31]. The results showed, as expected, a good ability to protect these coatings from water penetration due to the presence of fluorinated groups that add hydrophobic characteristics and increase dirtiness to coatings [16,32]. The addition of different surfactants to sol-gel systems increases the pore size of the gel network and increases its uniformity. This reduces the fissuration of the consolidated sol-gel and provides an effective alternative for the consolidation of the stone [11,33]. In addition to the systems: sol-gel, different acrylic or epoxy resins can be used for stone conservation. Such resins substantially increase the mechanical strength, even by impregnating only one outer layer because of its high viscosity [34],

Como acima mencionado, são inconvenientes do uso de alcoxissilanos para o tratamento de calcário a fraca ligação química do h idroxi1s i1ano à calcite © a tendência para .fissuração devido à contração por secagem. Ao realizar a secagem a temperaturas mais elevadas para uma cura mais rápida., a pedra calcária e os mármores consolidados com sílanos podem ser danificados através da iniciação de fissuras nas ; fronteiras de grão que .levam à de s coe são intergranular trai pode originar expansão © levar a danos irreversíveis ; para as propriedades mecânicas: da pedra, A abordagem de sol--gel clássico que envolve a adição de acido parra a catálise da hidrólise e condensação dar rede de s i ioxa.no pode também ter um: efeito negativo: sobre as propriedades de calcário. O ácido residual aipos hidrólise pode reagir com os carbonatos sólidos, corn a. formação de sais de Ca e. Mg, Após a. evaporação da água. ou mudança de temperatura podem formar-se. cristais hidratados com pressões de cristal i zaçâo mails elevadas do que a resistência do material. A pressão exercida sobre as paredes dos poros pode também levar â destruição de material [35] .As mentioned above, the disadvantage of the use of alkoxysilanes for the treatment of limestone is the poor chemical bonding of the hydroxysilane to calcite, the tendency for cracking due to shrinkage on drying. By drying at higher temperatures for a faster cure, limestone and marbles consolidated with syllanes can be damaged by the initiation of cracks in the; Grain boundaries that lead to intergranular trai s can cause expansion to lead to irreversible damage; for the mechanical properties: of the stone, The classic sol - gel approach involving the addition of acid para catalysis of the hydrolysis and condensation give sioxa network can also have a: negative effect: on the limestone properties. The residual acid hydrolysis can be reacted with the solid carbonates with a. formation of Ca salts. Mg, Following the. evaporation of water. or temperature changes may form. hydrated crystals with crystal pressures higher than the strength of the material. The pressure exerted on the walls of the pores can also lead to the destruction of material [35].

No entanto, mesmo com as d e s van ta gens conhecidas, os produtos à base de a 1 coxiss.il ano são ainda a melhor opção para a consolidação de pedras carbonatadas. 0 desenvolvimento de s is temas de prot; eção ê apenas uma parte de um processo complexo que envolve um grande numero de variáveis [36,37]. A aplicação adequada de sistemas diferentes envolve o conhecimento da natureza química da solução, tipo de calcário, pedra e humidade ambiente, a localização do produto (no loçal ou fa.se de produção) e o protocolo ideal para cada uma destas combinações.However, even with the known advantages, the 1-year-based products are still the best option for the consolidation of carbonated stones. The development of prot. is a part of a complex process involving a large number of variables [36,37]. Proper application of different systems involves the knowledge of the chemical nature of the solution, type of limestone, stone and ambient humidity, the location of the product (in the production site) and the ideal protocol for each of these combinations.

Combinando duas das abordagens de consolidação acima, me no .tonadosama patente recen te [38] toca- se exclu sivame nte no tratamento das superfícies de pedras naturais, toaseando-se na impregnação právia da pedra com uma solução de hidróxidos de sódio, de sôdío-potássio ou silicato de potássio. O TEOS é também aplicado sobre a superfície húmida da pedra. A patente inclui a descrição dos vários estágios e das etapas de aplicação, visando a aplicação prática desta tecnologia de processamento industrial de lajes de pedra porosa» Esta estratégia para 'melhorar o desempenho da pedra, aumenta © ©arte ter hidrofõbic©:, permitindo assim a sua uhlJixaçá© m ambientes como cozinhas - & solução e método foram testados em produtos de pedra natural italianos. Esta patente tem como objetivos reduzir a absorção de água e consequente descoloração de lajes de pedra. Isto é em parte semelhante a alguns dos objetivos da invenção agora apresentada. Mo entanto, utiliza diferentes princípios: químicos para conseguir parte dos mesmos resultadosou seja, resistência à absorção de água, e não tem por finalidade propriedades anti-mancha, tal como proposto na presente Invenção:.By combining two of the consolidation approaches above, the first patent [38] is only included in the treatment of natural stone surfaces, and the stone is impregnated with a solution of sodium hydroxide, sodium potassium or potassium silicate. TEOS is also applied on the wet surface of the stone. The patent includes the description of the various stages and the steps of application for the practical application of this technology of industrial processing of porous stone slabs. This strategy for improving the performance of the stone increases in the art to have hydrophobic, thus allowing your surroundings like kitchens - & solution and method were tested on Italian natural stone products. This patent aims to reduce the absorption of water and consequent discoloration of stone slabs. This is in part similar to some of the objects of the present invention. However, it uses different principles: chemicals to achieve part of the same results ie resistance to water absorption, and does not have as purpose anti-stain properties, as proposed in the present invention.

Descrição Geral A presente invenção refere-se â funcionalizaçâo da pedra calcária visando a obtenção de resistência a manchas e íjftperíteabilizaçã© 1 âgua. &lt;3 calcário # Um mineral que ocorre na natureza, sendo constituído essencialmente por calcite (Ca(COs) 2) , com a presença de pequenas quantidades de outros compostos inorgânicos, tais como SÍO,: e outros óxidos.. Este material: ê fregnentemenfee usado em arquitetura,: construção,, obras de decoração e em aplicações domésticas. Como o ma terial tem uma porosidade de cerca de 8 18% vol. , é facilmente degradado e contaminado por fatores externos, tais como agentes atmosféricos, humidade, produtos domésticos que mancham, caionização por organismos biológicos, etc. A degradação do material de calcário requer a aplicação de medidas que preservem o aspeto original do material, Tal pode ser feito usando soluções dei consolidação da superfície baseadas em alcôxidos de metais, os principais componentes dos sistemas sol-gel.The present invention relates to the functionalization of limestone for the purpose of achieving resistance to staining and waterproofing. <3 limestone # A mineral occurring in nature, consisting essentially of calcite (Ca (COs) 2), with the presence of small amounts of other inorganic compounds, such as SiO2 and other oxides. fregnentemenfee used in architecture,: construction, decoration works and in domestic applications. As the material has a porosity of about 8-18 vol%. , is easily degraded and contaminated by external factors, such as atmospheric agents, moisture, domestic staining products, kinization by biological organisms, etc. The degradation of the limestone material requires the application of measures that preserve the original appearance of the material. Such can be done using surface consolidation solutions based on metal alkoxides, the major components of the sol-gel systems.

Os processos sol-gel têm sido utilizados em diferentes aplicações, na preparação de pós homogéneos, vidros, xerogéis, membranas, revestimentos, compósitos cerâmicos, fibras;, entrei outros, Q método sol-gel. permite combinar silício e/ou ;outros precursores metálicos para produzir óxidos modiriçados com materiais orgânicos ou inorgânicos, permitindo a obtenção de propriedades especificas. O método sol-gel. envolve a evolução dos precursores em solução para um sistema ooloidal isol) e deste para ura sistema altamente ramificado denominado gel. Os sóis são dispersões de partículas coloidais, com diametvros de 1 ·· 1000 nm num liquido. 0 gel é uma rede interligada rígida com poros de dimensões snbmicromêtricas e cadeias poiíméricas cujo comprimento médio é superior' a um micrometre. Os precursores para o processo sol-gel podem ser de diferentes metais e/ou silício (Ti, Zr, Ce, Ai, Si, etc.) na forma de aieõxidos de fórmula geral (A COR}onde A é um metal ou um átomo de Si, OR um grupo alcóxido e R ê tipicamente um ligante alquilo. A reação comum de alcóxidos em contacto com a água é a hidróliseíSol-gel processes have been used in different applications in the preparation of homogeneous powders, glasses, xerogels, membranes, coatings, ceramic composites, fibers, among others, the sol-gel method. allows to combine silicon and / or other metal precursors to produce oxides modified with organic or inorganic materials, allowing to obtain specific properties. The sol-gel method. involves the evolution of the precursors in solution to an ooloidal system isol) and from this to a highly branched system called gel. The sols are dispersions of colloidal particles, with diametrals of 1 · 1000 nm in a liquid. The gel is a rigid interconnected network with pores of snbmicrometric dimensions and polymeric chains whose average length is greater than one micrometre. The precursors for the sol-gel process may be of different metals and / or silicon (Ti, Zr, Ce, Al, Si, etc.) in the form of oxides of the general formula (A) wherein A is a metal or an atom of Si, OR an alkoxy group and R is typically an alkyl linker. The common reaction of alkoxides in contact with water is hydrolysis

,1(OR)t í H,O &gt; HO A{OR), : ROH i 1) 0 ião hidroxilo liga-se ao átomo A produsindo o álcool, sendo 0 precursor parcíalraente hidrolisado. Subsequente.mente, dois precursores parcialmente hídrolisados podem ligar-se em reações de condensação: ( RO). A OH -í- HO - AiOR), &gt;(RO).A O Aí OR)., -i- H,() (21, 1 (OR) t H, O &gt; The hydroxyl ion binds to the A atom by providing the alcohol, the precursor being partially hydrolyzed. Subsequently, two partially hydrolyzed precursors may be bound in condensation reactions: (RO). (OH) -OH-AiOR), &gt; (RO) .alpha.

1 ROl.A OR HO - AiOR). &gt; (RO). A - O A(OR)-. ROH &lt;·3}1 RO-A-OR-HO-AiOR). &gt; (RO). A-O A (OR) -. ROH <3>

As reações f.2J e (3) podem: continuar a construir a rede: ramificada com pontes ~QAO~ pelo processo de polimericação até ao ponto de gelificação, na qual se forma uma rede continua sólida,: a qua 1 inclui a fase liquida nos seus poros. A taxa da reação de hidrólise é geralmente mais elevada do que a taxa do processo de condensação. A reatívidade do silício e dos alcóxidos metálicos é diferente e aumenta na ordem: S i (GE) r&lt;:&lt;Ti (OR)a &lt;Zr (ORI &lt;C&amp; {OE} 4. Gado que ss alcóxidos de silício reagem muito lentamente com a água, usa- se normaImente uma catalise......adieional para ace1erar o processo. Acido acético, outros ácidos, am.tn.as, hidróxidos de metais a leal ínos, bases de Lew A s, podem ser utilizados como catalisadores. A natureza do catalisador pode afetar a microestrutura· dos produtos condensados. Por exemplo, redes compactas e altamente ramificadas são formadas a partir de alcoxissilanos quando se utiliza um catalisador básico. Pelo contrário a hidrólise catalisada por ácidos resulta na formação de redes lineares ramif icadas aleatoriamente, Ko decurso de hidrólise ou reações de condensação o Si ou o ião metálico .1.1 gam-se através de pontes de oxigénio ta 1 o corno Si - O·· Si ou M -o-M, formando assim uma matrix inorgânica., A proteção contra a água e humidade é urna das características importantes dos sistemas sol-gel„ O papel essencial, dos sistemas sol-gel na proteção eficaz do material calcário a estes agentes: deve - se aos silanos modificados por grupos orgânicos. Os organossi1icatos podem ter diferentes grupos f une lona is orgânicostais como fenxlo, alquilo, f luoro ·· alquilo etc, i Qs organossi laiips tim uma fórmula geral (RO) ;íS.í (CHÇ mY. Nesta fórmula química, o símbolo Y representa um grupo organo-f'uneional, tais como c 1 oroamínas primárias ou sécundárias , vi.ni.lo, epõxi, metacrilo e outros; RO representa, um grupo a.lcôx.ido e R é tipicamente um ligaste alquilo. Tanto o tipo de grupo Y e o valor de m têm: uma forte influência sobre a solubilidade em água de um dado monômero de organossilaílo, Srupos funcionais orgânicos Y podem; reagir e formar uma matrix po.limêrica orgânica ou permanecerem inertes ná matris- .A presença de certos grupos funcionais no processo sol - gel confere propriedades hid:rof òbicas ao mater ial sol-gel lilbrido .The reactions f.2J and (3) can: continue to construct the network: branched with bridges ~ QAO ~ by the polymerization process to the point of gelation, in which a solid continuous network is formed: which includes the liquid phase in your pores. The rate of the hydrolysis reaction is generally higher than the rate of the condensation process. The reattachability of the silicon and the metal alkoxides is different and increases in the order: Si (GE) r <Ti (OR) to <Zr (ORI <C & E) 4. Cattle which are silicon alkoxides the reaction mixture is reacted very slowly with water, an additional catalyst is used to accelerate the process. Acetic acid, other acids, amino acids, can be used as catalysts The nature of the catalyst can affect the microstructure of the condensed products For example, compact and highly branched networks are formed from alkoxysilanes when a basic catalyst is used, On the contrary, acid catalyzed hydrolysis results in formation of randomly branched linear networks during the course of hydrolysis or condensation reactions the Si or the metal ion are formed through oxygen bridges such as Si-O · Si or M -oM, thus forming a matrix inorganic., Protection against water and moisture is one of the important characteristics of sol-gel systems. The essential role of sol-gel systems in the effective protection of lime material from these agents is due to silanes modified by organic groups. The organosilicates may have different organic fused groups such as phenyl, alkyl, fluoroalkyl, etc. The organosilicates have a general formula (RO): In this chemical formula, Y represents an organo-functional group, such as primary or secondary C 1, R 2, R 2, R 2, R 2, R 3 and R 4 are as defined above; of group Y and the value of m have: a strong influence on the water solubility of a given organosilicon monomer, organic functional groups Y may react and form an organic polymer matrix or remain inert in the matrix. certain functional groups in the sol-gel process impart hydrophobic properties to the liquid sol-gel material.

Breve Descrição das Figuras A Figura 1 ilustra esquematicamente o processo de síntese sol-gel, utilizando diferentes precursores, sua aplicação e cura. A Figura 2 ;apresenta fotomíerografias eletrónicas dé varrimento de material calcário apôs modificação corn diferentes formul ações sol ·· ge 1 e um perfil de pene tração do produto de proteçao na pedra, iaj Fofomíçrografia. SEM de pedra calcária revestida, pela Formulação 1 (a região inferior&quot; corresponde a um revestimento denso e a superior à pedra porosa). (h) Profundidade de penetração da Formulação 2 na peara após 5 ra.ín de imersão. {c} Fotomicrografia SEM de alta axapliaçâo da inter face entre o revestimento fiada esquerdo da .imagem) e ; a pedra consolidada (lai do direito) apôs á aplicação da Formulação 2 A Figura 3 mostra absorção de água no calcário antes da impregnação por sol-gel em função do tempo de imersão. A Figura 4 mostra exemplos de diferentes perfis de evolução da absorção de água com o tempo de imersão parei as pedras tratadas com as Formulações 1 e 2, aplicadas durante diferentes tempos, por imersão ou aplicação com rolo, e para uma peça tratada, à qual se removeu a camada exterior com papel abrasivo« A Figura 5 apresenta fotografias do ângulo de contacto da água na superfície do calcário: (a) calcário não tratado (b) calcário tratado pela Formulação 1; {e} calcário tratado pela Formulação 3; e (d) calcário tratado pela Formulação 3, Os valores de ângulo de contacto são, respetivamente 32% 116% 115'* e 105°:. 0 aumento: significativo do ângulo de contacto no caso das superfícies tratadas indica o carácter hidrofõbico dos revestimentos. A. Figura 6 mostra um conjunto de fotografias que revelam: as propriedades ant i mancha da. Formulação 1 , Tratasse de manchas de café apos 24 h sobre (a) calcário não tratado e (b) pedra calcaria tratada pela Formulação 1 e após o procedimento de I impera, (c) e (a) respeti.vament.e . Ά fotografia em í c) corresponde a:uma çiassificacão de 1 (tentativa de 1impera final com um solvente forte! e em (d) à classificação 5 ílimpeza conseguida com água quente) *Brief Description of the Drawings Figure 1 schematically illustrates the sol-gel synthesis process using different precursors, their application and cure. Figure 2 shows electron photomicrographs scanning calcareous material after modification with different sol-gel formulations and a penile profile of the protective product on the stone. SEM of coated limestone, by Formulation 1 (the lower region &quot; corresponds to a dense coat and superior to the porous stone). (h) Depth of penetration of Formulation 2 into the skin after 5 hours of immersion. (c) Photomicrography SEM of high axapliation of the inter face between the left spin coating of the image) and; the consolidated stone (right lai) after application of Formulation 2 Figure 3 shows absorption of water in the limestone prior to sol-gel impregnation as a function of the immersion time. Figure 4 shows examples of different water absorption evolution profiles with the immersion time for the treated stones with Formulations 1 and 2, applied during different times, by immersion or roll application, and for a treated part, to which the outer layer was removed with abrasive paper. Figure 5 shows photographs of the contact angle of the water on the surface of the limestone: (a) untreated limestone (b) limestone treated by Formulation 1; and limestone treated by Formulation 3; and (d) limestone treated by Formulation 3. The contact angle values are respectively 32%, 116%, 115% and 105%. The significant increase of the contact angle in the case of treated surfaces indicates the hydrophobic character of the coatings. A. Figure 6 shows a set of photographs that reveal: the anti-stain properties of the. Formulation 1, Treats coffee stains after 24 h on (a) untreated limestone and (b) calcareous stone treated by Formulation 1 and after the procedure of I prevails, (c) and (a) repeats. (C) corresponds to: a titration of 1 (final test attempt with a strong solvent) and in (d) the classification as obtained with hot water)

Descrição detalhada de uma forma de realização preferidaDetailed description of a preferred embodiment

Na presente invenção, os sistemas sol-gel devem incluir pelo menos ura component e com funciona 1 idade hi drof õbi ca prefereneialmente a partir de si lano s mod i í; i cados por grupos fanilo itáis: como o feniltrimetoxíssilanol , sllanos modificados por grupos aloano (come met.iltri:metoxissiXano/ prop 1 Itrimefcoxiss í lano, oct a dec i. 1 trimetoxx ssilano., hexadeci 11rimet.oxissi 1 ane etc) , f 1 uoro-si 1 anos ( ( 3 ,3,3 - trif Ixioroprpi.1) - trimatoxissilano, (3,3,3 ·· tnf luoroprop.il} - t. r imet oxi s s .1 lano, (3,3,3 ·· trxf Xu.o ropropi 1) -~tri et oxi ss i 1 ano, etc) ou outrós químicos que proporcíoném funcionalidade hidrofòbica, tal como : (trímetí Isilil) - isocianat©,: í t: r imet i 1 si 1 í i} ·· acri 1 atο, ί trimefc 11 silí 1 &gt; -metacr i lato, (t r ime til s iii. 1 ) - met i larn ina, tri s f t r ime t x 1 si li 1} ~ f os £ á t o, ete.In the present invention, the sol-gel systems should include at least one component and with hydrophilic functionality preferentially from silane, Examples of the compounds of the invention are those of the general formula: ## STR14 ## wherein R 1, R 2, R 3 and R 4 are as defined in formula (I). (3,3,3-trifuroxopropyl) -trimatoxysilane, (3,3,3,4-trifluoropropyl) -thiomethyl oxychloride (3.3 , Etc.) or other chemicals which provide hydrophobic functionality, such as: (triphenylsilyl) isocyanate, hydroxymethyl ester, and the like, (3-methoxyphenyl) methylamine, triethylamine, triethylamine, triethylamine, triethylamine, triethylamine, triethylamine, triethylamine, triethylamine, All rights reserved.

Os componentes auxiliares das formulações sol-gel podem incluir compostos me t a lorgân.i cos e compostos orgauometãlicos.., ÂXcõxidos metálicos com base em (Al, Ce, $x-, Ti,· etc,): podem ser usados como formadores dó mat ria inorgânica, produzindo a. rede M-Q-M onde M é Si ou o metal. Os compostos metalorgânícos podem ser estabilizados por agentes orgânicos tais corno acetil-acetona, aceto-acetato de etvilo, ácido acético e outros. Os compostos organometãlicos podem ser selecionados a partir do grupo de tetras tori soil i ca to, propõxi.do de zireónio (IV) , ísopropõxído de txtanx© (TV) , butâxído de zi.rc6a.io (iV) , propôxido de titânio (IV} , 1.sopropõx ido de aluminxo::, tert -butõxído de i alumínio, feri-see&quot;butõxid© de alumínio, i: sogropõxide de cério (IV} T ·· but oxido de Cério (IVi , etc:., Os silanos podem ser usados como f orma.do.res de rede inorgânicos e orgânicos, A rede inorgânica é formada através da ligação de; átomos de Si com oxigénio formando ligações cora lentes O- Si ·· O. A re.de orgânica pode ser formada pelos silanos organo-funcionais possuindo pelo menos um grupo funcional gnimicamente reativo, tais como epoxi, mataerilO:, vinil o, a mi.no, i soei anato, etc . Pelo menos um componente auxiliar deve. ser utilizado na. síntese de sol --gel ,The auxiliary components of the sol-gel formulations may include organometallic compounds and organometallic compounds, (Al, Ce, Zn, Ti, etc.) based metal oxides: they may be used as do- inorganic matter, producing the. M-Q-M network where M is Si or the metal. The metal-organic compounds may be stabilized by organic agents such as acetylacetone, ethoxy acetoacetate, acetic acid and the like. The organometallic compounds may be selected from the group of tetrasodiolate, zirconium (IV) propionate, txtanxis (T) isopropoxide, zirconium hexafluoride (iV), titanium (IV), aluminum sulfate, aluminum tert-butyl peroxide, aluminum oxide, aluminum oxide, cerium oxide (IV), and cerium oxide (IV) Silanes can be used as inorganic and organic network forms. The inorganic network is formed through the bonding of Si atoms with oxygen forming O-Si bonds. The organic re be formed by the organo-functional silanes having at least one functionally reactive functional group, such as epoxy, ketone, vinyl, myoxy, isocyanate, etc. At least one auxiliary component should be used in the synthesis of sol --gel,

Via de síntese so 1 - gel; a v ia. típica de síntese sol - gel ê apresentada -na Figura 1 para um sistema híbrido sol-gel contendo diferentes funcionalidades. &amp; síntese inclui a mistura no reator 1, quer da mistura de silanos quer de aloóxidos metálicos, em combinação com um agente: de complexaçào, seguido pela adição de água. acidificada (soluções de : ácido nitric© G,3!S M ou Ο,Ι ;M tem sido utilizadas principalmente para a hidrólise dos precursores mcfcalorgânicos e silanos), O reator 2 i enchido com diferentes silanos com ou sem a presença de solvente. A reação de: hidrólise ê íuicíalizada por uma solução: de ácido, como no caso anterior. Em seguida nrísturam-· se as duas soluções no reator 3 e procede se ao envelhecimento da solução resultante, passo que: pode ter diferentes durações. Seguidamente, o produto sol-gel é aplicado nos substratos porosos e curado em estufa.. Esta preparação da via sol-gel 11ustra um processarnento tipico de síntese sendo que em alguns casos os sistemas sol-gel. podem conter componentes adicionais e diferentes precursores.Route of synthesis is 1-gel; I was going to typical of sol-gel synthesis is shown in Figure 1 for a hybrid sol-gel system containing different functionalities. &amp; synthesis includes mixing in reactor 1 either the silane mixture or metal alloxides, in combination with a complexing agent, followed by the addition of water. (solutions of nitric acid, G3, M3, or M4 have been used primarily for the hydrolysis of the mercaptan precursors and silanes). The reactor 2 is filled with different silanes with or without the presence of solvent. The hydrolysis reaction is carried out by a solution of acid, as in the previous case. Then the two solutions are isolated in the reactor 3 and the aging of the resulting solution is carried out, which may have different durations. Thereafter, the sol-gel product is applied to the porous substrates and oven-cured. This preparation of the sol-gel route provides a typical synthesis process, in some cases sol-gel systems. may contain additional components and different precursors.

Process©: de apiicaçao do sol - gel: a. aplicação do sol -gel pode ser feita usando métodos diferentes tais comeu com pincel ou rolo, imersão, pulverização, deposição por rotação, por cortina de irrigação ou por qualquer destes métodos assistidos com vácuo, A Imersão ê um método de aplicação relativamente fácil, embora tenha elevado custo associado pois necessita de utilizar um grande volume de produto; realiza-se uma imersão completa do material no sol-gel,, de modo: a revestir as superficies internas e externas . Ά aplicação com um pince l ou iim rolo faz- se embebendo~©s no sol-gel e aplicando era movimento para a frente e para trás ao longo da. superfície da pedra, de modo a distribuir uxiif.ormeme.nte o sol-gel sobre a. superfície. Ma aplicação por pulver.í zação, :o sol -gel é colocado num recipiente fechado e transferido para. a cabeça da pistola por meio de ar comprimido que atomizã: o sol-gel e: o dirige para a superfície, No entanto, com este método de aplicação pode haver custos elevados associados à perda de produto devido a excesso de pulverização, 0 método de pulverização por alta pressão sem ar (airless} permitirá menos perdas de produto relafeivamente ;à técnica de pulverização convenetonal, sntre os possíveis métodos de: aplícação do sol.-gel., a imersão e uso de pincel ou rolo são preferíveis uma vez que oferecem uma melhor penetração do sol - gel na rede. porosa do material calcário-Process of sol - gel application: a. application of the sun-gel can be done by using different methods such as brushing or rolling, immersion, spraying, rotational deposition, irrigation curtain or by any of these vacuum-assisted methods. Immersion is a relatively easy method of application, although has a high associated cost since it needs to use a large volume of product; a complete immersion of the material is carried out in the sol-gel, in order to coat the inner and outer surfaces. The application with a pincer or roller is by soaking in the sol-gel and applying forward and backward movement throughout. surface of the stone, so as to distribute the sol-gel on the axiom. surface. Application by spray, the sol-gel is placed in an enclosed container and transferred to. However, with this method of application there may be high costs associated with the loss of product due to excessive spraying, the method of applying the soldering agent to the surface of the spray gun. Airless high-pressure spraying will allow for less loss of product relatively to the conventional spray technique, depending on the possible methods of: application of the sol-gel. Immersion and use of a brush or roller are preferable since they offer a better penetration of the sol - gel in the porous network of the limestone -

Ciclo de cura: Um dos pontos importantes na secagem de materiais porosos irapregnados cora sol.-gel. é a. secagem preliminar, que facilita a evaporação dos solventes da matriz e proporciona uma cura prévia a temperaturas moderadas. Estas medidas são necessárias para evitar a ebulição do solvente ou o choque, térmico, O procedimento de cura do sol-gel descreve-se em seguida. Após a aplicação do sol-gel as peças infiltradas são secas duránfc© cerca de 1-2 h e em seguida transferidas para uma estufa pré-aquecida a 60 0C s mantidas a esta temperat ura durante 10 min, A temperatura da estufa e depois alterada para 120 °C e as peças são tratadas terraicamente durante 20 min na rampa de temperatura até 120 °C e era seguida durante 80 min no patamar a 120 *G,Curing cycle: One of the important points in drying porous materials impregnated with sol-gel. and the. drying which facilitates evaporation of the matrix solvents and provides a prior cure at moderate temperatures. These measures are necessary to avoid boiling of the solvent or the thermal shock. The sol-gel curing procedure is described below. After application of the sol-gel the infiltrated pieces are dried for about 1-2 h and then transferred to a preheated oven at 60 ° C maintained at this temperature for 10 min. The oven temperature is then changed to 120 ° C and the parts are grounded for 20 min on the temperature ramp to 120 ° C and was followed for 80 min at the plate at 120 ° C,

Fina.lme.nte,......as.....peças são retiradas da estufa. No entanto o processo de cura. pode ser alterado de acordo com as exigências e o equipamento existente. Por exemplo, a temperatura máxima de pclímerizaçao pode variar de acordo com a estabilidade térmica do material calcário.Fina.lme.nte, ...... as ..... parts are taken out of the greenhouse. However the healing process. can be changed according to the requirements and existing equipment. For example, the maximum polymerization temperature may vary according to the thermal stability of the limestone.

Exemplos de formulaçõesExamples of formulations

Apresentam-se em seguida a síntese e caracterização de três formulações sol-gel com base em diferentes componentes meta. 1 orgânicos e/ou híbr idos .The synthesis and characterization of three sol-gel formulations based on different meta components are presented below. 1 and / or hybrids.

Exemplo 1: i Formulação 1 â base de híbrido silánd/metalorgânico *Example 1: Formulation 1 based on siland / metal organic hybrid *

Ko jsritfteir©: exemplo:, um sol-gel baseado na combinação de um composto metalorgãnico e sílanoe foi utilizado para a consolidação de calcário. A síntese inclui uma mistura no reator 1 de uma solução de 20,85m'i. de tetrapropôxido de 2r (Ih) (TFOE) com 11,75 ml de et ilacetoacetato durante 2D íttin* ....................Sm segui dá, 4,19 rol de uma so luçáo 0, 3 16 M de HNO.,. foram adicionados para .iniciar a hidrólise que se prolongou por 1 hora. 0 reator 2 continha uma mistura de 22,35 ml de 3 -glicídorípropiltrimetcxissilanõ (GPTMS) .. 22,7 ml de fenilt rime toxissí lano (PTMS} e 5 ml de hexadecí Ibrimetoxissi Xa.no. 12,75 ml de solução aquosa de ácido nítricoi foram adicionados ao reator 2 para iniciar a hidrôlise. A sintese foi realizada a uma. temperatura de cerca de 22 °C. Após finalização da hidrólise, as duas soluções foram misturadas no reator 3 durante 1 hora* Após se completar esta fase do processo de síntese, o sol-gel foi submetido a enveXhee iraento durante o período de 1 a 48 h antes da aplicação sobre o mataria.! calcário·. A aplicação de sol-gel sobre substratos- de calcário pode ser feita utiiisando diferentes metodos, taxs como: com pince1 ou rolo, imersão, pulverização, deposição por rotação, por cortina de irrigação ou por qualquer destes métodos assistidos eom vácuo. Mo presente exemplo de sol-gel foi aplicado por imersão durante diferentes tempos de imersão 1, 5 c 15 min. O sol gel foi aplicado depois de 1 h ou de 1 dia de enve.lheei.ment.o ã temperatura ambiente . As peças tratadas com sol-gel £oram secas durante X h à temperatura: ambiente, seguido de cura a 60 °C durante 10 min e 120 °C durante 80 min.Ko jsritfteir®: example :, a sol-gel based on the combination of a metal-organic compound and silanol was used for the consolidation of limestone. The synthesis includes a mixture in reactor 1 of a 20.85 mM solution. of tetrahydrofuran (2 H) (TFOE) was treated with 11.75 ml of ethylacetoacetate for 2 hours. of a 0.13 M HNO solution. were added to initiate the hydrolysis which lasted for 1 hour. Reactor 2 contained a mixture of 22.35 ml of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS), 22.7 ml of phenylmethylsilane (PTMS) and 5 ml of hexadecyldimethoxysilane in 12.75 ml of aqueous solution of After completion of the hydrolysis, the two solutions were mixed in reactor 3 for 1 hour. After completion of this phase of the reaction, the reaction mixture was allowed to cool to room temperature. the sol-gel was subjected to flash envexa during the period from 1 to 48 h before application to the limestone. The application of sol-gel to limestone substrates can be done using different methods, The present example of sol-gel was applied by immersion during different immersion times 1.5, 1, 2, 3, 4, 5, and 6, respectively. 5 min The sol gel was applied after 1 h or 1 day of stirring at room temperature. The sol-gel treated pieces were dried for X h at room temperature, followed by curing at 60øC for 10 min and 120øC for 80 min.

Exemplo 2: Formulação 2 com base em silanosExample 2: Formulation 2 based on silanes

No segundo exemplo, um sol-gel baseado na combinação de diferentes silanos e adi civos hídfof Óbidos: foi utilizado para a consolidação de calcário. A síntese inclui a mi st ura no reator 1 de uma solução de 17 ml de meti Xtríetoxissí lano í MTEOS) com 2,9 ml de 3 unetacriloxipropilfcrimefcoxíssilano ÇMAPTS3 e 5,5 ml de solução aquosa 0,1 M de NHCh para iiniciar a hidrólise. A solução foi vlgorosameiite agitada durante 1 h. 0 .reator 2 i continha uma mis furã de 2 2,7 ml de f eni .11. r i me t oxi. ss i .1 ano (PTMS} e 8 ml miercaptopi^cpiXtri.metoxissilauo ÍMPIAS) e 5 mi de hexadeei .11rimetoxissi.lano. -1 6 mi de solução aquosa. 0, 1 M de NHCh foram adicionados ao reator 2 para iniciar a hidrólise, A síntese foi realizada a uma temperatura de cerca de 22 c G. Após: finalização: da hidrólise, as duas soluções foram rai sturadas no reator 2 durante 1 hora. Após se completar esta fa.se. do prooessõ de síntese:, &amp; sol -001 foi submetido a. enve 1 hec imento durante o período de 1 a 72 h antes da . api icaçâo sobre um ma ter ia. .1 cai cá ri. o . De um modo semefihan te ao Exemple:· 1o sol - gel fei aplicado por imersão durante diferentes tempos de 1, 5 e 15 min.. 0 sol-gel foi aplicado depois de 1 hiou de i dia após envelhecimento á temperatura ambiente. As peças tratadas com sol-gel foram secas durante 1 h à temperatura ambiente, seguido de secagem, a 60 °C durante 10 min e 120 °C durante S0 min.In the second example, a sol-gel based on the combination of different silanes and additives was used for the consolidation of limestone. The synthesis is carried out in reactor 1 of a solution of 17 ml of methyltrimethoxysilane (MTEOS) with 2.9 ml of 3-methacethoxymethylpropylphosphinylsiloxysilane MMAPTS3 and 5.5 ml of 0.1 M aqueous NHCh solution to initiate the hydrolysis . The solution was stirred for 1 h. The reaction mixture was cooled to 0 ° C and stirred for 2 hours. . 1-yr (PTMS) and 8 ml methanecarboxylic acid (methoxysilane) and 5 ml of hexane trimethoxysilane. -1 6 ml of aqueous solution. 0.1 M NHCh were added to reactor 2 to initiate the hydrolysis. Synthesis was performed at a temperature of about 22 ° C. After completion of the hydrolysis, the two solutions were run in reactor 2 for 1 hour. After this is completed. of the synthetic process: &amp; sol -001 was submitted to. during 1 to 72 hours prior to. api ization on a material. .1 fall over. O . In a similar manner to Example 1 the sol-gel was applied by immersion at different times of 1,5 and 15 min. The sol-gel was applied after 1 h after aging at room temperature. The sol-gel treated pieces were dried for 1 h at room temperature, followed by drying, at 60øC for 10 min and 120øC for 10 min.

Exemplo 3: Formulação 3 com base em sol-gel de TSOS/ í trirae t i 1.s x 1 i 1) - isoc.ia.nato O terceiro exemplo apresenta uma formulação de sol-gel baseada unicamente em Itrimefilsíliloi-isocíanatò s tetraetiiortossilicato íTEOS} , A síntese foi feita através da mi s t ur a no reator 1 de 60 mi de t é trae ti lor t. ossí li. ca to com 12 ml deisolução aguasa 0,1 M de NHCh para iniciar a hidrólise:, seb agitação vigorosa durante 30 min após o -que se transfere para o reator 3. 0 reator 2 contém 15 ml de {trimet.il si X i 1) - i soe ,i anato e 7,3 ml de tetra-hi drofurano misturados: sob agitação constante durante 5 min. 0 conteúdo do reator 2 foi adicionado gota a gota à mistura do reator 3 sob agitação constante. O reator 3 foi deixado a misturar durante 1 h. O sol-gel foi aplicado em peças de pedra calcária por imersão. As peças tratadas por sol-gel foram secas durante 1 h à temperatura, ambiente, seguindo-se secagem a 60 °C durante 10 min e 120 °C durante 80 min.Example 3: Solvent-Based Formulation 3 of TSOS / 1 Triisopropylsilyl) isocyanate The third example shows a sol-gel formulation based solely on triethylsilyl-isocyanates (tetraols) The synthesis was carried out by the reactor in reactor 1 of 60 ml of tetraethyl ether. ossi li. was treated with 12 ml of 0.1 M NHCh solution to initiate the hydrolysis: vigorously stirring for 30 min after which is transferred to the reactor 3. The reactor 2 contains 15 ml of triethylsilyl X 1-yl) isocyanate and 7.3 ml of tetrahydrofuran are mixed under constant stirring for 5 min. The contents of reactor 2 were added dropwise to the reactor 3 mixture under constant stirring. Reactor 3 was allowed to mix for 1 h. The sol-gel was applied to pieces of limestone by immersion. The sol-gel treated pieces were dried for 1 h at room temperature, followed by drying at 60 ° C for 10 min and 120 ° C for 80 min.

Exemplos de propriedades resultantes A Figura 2 apresenta imagens de microscopia eletrónica de varrimento (SEMI de calcário tratado com as Formulações 1 e 2, Ha Figura 2 a. mostra-se a formação de um revest imanto impérmeâvei no tratamentç com a Formulação 1. Mo caso da Formulação 2 o sol-gel penetra no interior da pedra (Figura 2b) e consolida: a. estrutura porosa sob a superfície original, como se mostra nas fotomícrografias: de alta ampliação da Figura 2c&gt; A análise química elementar (EDS) feita na secção transversal do calcário revestido mostra claramente a presença de um sinal de silício (Si} que é resui tanfce da presença do sói- ge l.. A prof undldade a ti ngida pelo processo sol-gel durante a infiltração pode ser da ordem de 2 mm, Figura 2 b,. e depende da formulação sol - gel,. do tempo de envelhecimento da solução e do tempo de infiltração. A vedação bera-sucedida dos poros foi também verificada por meio de testes de absorção de água feitos de acordo com a Norma NP ΕΝ 13'755 (métodos de ensaio de pedra natural; determinação da absorção de água a pressão atmosférica}, que permi t em determinar a absorção de água em função do tempo de imersão. A Figura 3 apresenta o perfil de absorção de água em calcário não tratado, até um máximo de cerca de 4,5% em peso relativamente à pedra. A absorção de água é reduzida por um fator de cerca de dez vezes quando comparada com o material calcário não tratado, Figura 4, independentemente do método de aplicação:, tempo de imersão ou éBVélheoxmento1 da solução antes da aplicação, Tal efeito deve- se á modificação bem-sucedida do calcário peia aplicação das formulações^ sol - gel, O forte aumento do carácter hidrofóbico devido ao efeito de consolidação do sol- gel e das composições utilisadas foi também comprovado através da medição do ângulo de contato da água. A Figura 5 apresenta os ângulos de contacto para calcário não tratado e tratado com as três formulações sol-gel acima descritas. O ângulo de contato aumenta de 32° para a pedra, não tratada, até 116° para a. Formulação 2, o que revela uma i melhoria substancial das propriedades hidrofôbicas da superfície, devido à. modificação da estrutura de calcário poroso pelas formulações sol-gel.EXAMPLES OF RESULTING PROPERTIES Figure 2 shows scanning electron microscopy (SEMI images of limestone treated with Formulations 1 and 2, Figure 2 shows the formation of an impermeable coating on Formulation 1 treatment. of Form 2 the sol-gel penetrates into the interior of the stone (Figure 2b) and consolidates: the porous structure under the original surface, as shown in the photomicrographs: high magnification of Figure 2c> Elemental chemical analysis (EDS) cross-section of the coated limestone clearly shows the presence of a silicon (Si) signal which is soluble in the presence of the silica. The solubility of the sol-gel process during infiltration may be in the order of 2 mm, Figure 2b, and depends on the sol-gel formulation, the aging time of the solution and the infiltration time. Successful pore sealing was also checked by means of water absorption tests a made according to Standard NP ΕΝ 13'755 (test methods for natural stone; determination of the water absorption at atmospheric pressure, which allows to determine the absorption of water as a function of the immersion time. Figure 3 shows the water absorption profile in untreated limestone, to a maximum of about 4.5% by weight relative to the stone. The water absorption is reduced by a factor of about 10 times when compared to the untreated limestone, Figure 4, regardless of the method of application: time of immersion or deionization of the solution prior to application, Such effect is due to The strong increase in the hydrophobic character due to the consolidation effect of the solgel and the compositions used was also demonstrated by measuring the contact angle of the water. Figure 5 shows the contact angles for untreated limestone and treated with the three sol-gel formulations described above. The contact angle increases from 32 ° for the untreated stone to 116 ° for. Formulation 2, which reveals a substantial improvement in the hydrophobic properties of the surface, due to the. modification of the porous limestone structure by the sol-gel formulations.

Caraeterístleas anti. mancha foram obtidas com algumas formulações·:, dm exemplo é dado na. Figura 6, onde se compara o comportamento da pedra não tratada com o da pedra tratada com a Pormilaçlo 1. Esta formulação § resistente a manchas de café, classificada com 5 de acordo com a normal NP EN ISO 10545-14 (Revestimentos cerâmicos:- Parte 14: Determinação da resistência ãs manchas) . Esta norma. classifica as propriedades de resistência a manchas de acordo com o método da sua remoção: - Classificação 5: remoção das manchas com água quente (55 ....................°C) ...................................... - Classificação 4; remoção das manchas com liquido de 1 impera não agressivo e um pano não abrasivo. -· Classificação 3: remoção das manchas com líquido de limpeza agressivo e com escova de cerdas duras rotativa, - Classificação 2: remoção das manchas por imersão durante 24 horas num solvente forte, - Classificação 1: mancha não removida. a Formulação x também é classificada com uivei igual ou superior a 3 para outros agentes que provocam manchas, tais como aseite, vinagre, sumo de limão, vinho a iodo. A pedra não tratada é classificada com 1 para todos os agentes de coloração, com exceção do iodo, classificada com 2.Caraeterístleas anti. were obtained with some of the following formulations: Figure 6, which compares the behavior of the untreated stone with that of the treated stone with Pormilaçlo 1. This formulation is resistant to coffee stains, classified with 5 according to the norm NP EN ISO 10545-14 (Ceramic tiles: Part 14: Determination of stain resistance). This standard. classifies the stain resistance properties according to the method of removal: - Classification 5: removal of spots with hot water (55 .................... ° C ) ...................................... - Classification 4; stain removal with non-aggressive impervious liquid and a non-abrasive cloth. - Classification 3: Removal of stains with aggressive cleaning fluid and rotating hard bristle brush, - Classification 2: removal of stains by immersion for 24 hours in a strong solvent, - Classification 1: stain not removed. Formulation x is also classified as equal to or greater than 3 for other agents that cause stains, such as aseite, vinegar, lemon juice, wine with iodine. Untreated stone is classified as 1 for all coloring agents except iodine, rated 2.

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Sc.i . 5.9 (1996) , pp, 1237-1242 , .................3 01 Mi Mas sol a.,.....P ......Prediani &gt;......S ......Brace! '' and.&quot; A,.....Salvini ,.....Eur,................Sc.i. 5.9 (1996), pp, 1237-1242, .................. 3 01 My Mas sol a., ..... P ...... Prediani &gt; ...... S ...... Brace! '' and. &quot; A, ..... Salvini, ..... Eur, ................

Polymer. J. 3 9 (2003) , pp. 1995--2003. 31. G. A1essandri.ni , M. Aglietto, V. Caste 1 vetro, F . Ciardelli , R . Peruszi and L, Toniolo, J . ,Άρρ.11 Polym, Sci 1 76 (2000), pp. 962-977. 32 . P. M. Carmona -Qui'roga, S. Mart xnee -Eamiree, S. Sánches-Ccrtés, M. Ou j j ac, Ml Cast i 11 ejo. Ml T1 Blanco-V’ar el a, Journal of Cultural Heritage 11 (2010) 297-303. 3 3 , 8. 5inxio.ne.scu, M. Af 1 ori., M. 01a.ru, Construction and Bui: .1 d i ng Ma t e r i a X s 2 3 ( 2 0 0 9 ) 3 4 2 6 - 3 4 10 . 34 . A. P. Ferreira Pinto., J. Delgado Rodrigues, Journal of Cultural. Heritage 9 (2008) 38 -53 3:5, 3. Pavl,1k, P, MieháXek, Ml Pavixfcova, 1. Kopeckà, I*Polymer. J. 39 (2003), pp. 1995-2003. 31. G. A1essandri.ni, M. Aglietto, V. Caste 1 vetro, F. Ciardelli, R. Peruszi and L, Toniolo, J. , Άρρ.11 Polym, Sci. 76 (2000), pp. 962-977. 32. P. M. Carmona-Qui'roga, S. Martinee-Samiree, S. Sánchez-Ccrtés, M. Ouj jac, Ml Cast i 11 ejo. Ml T1 White-V'ar a, Journal of Cultural Heritage 11 (2010) 297-303. 3, 8, 5, 10, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 13, 13, 13, 13, 4 10. 34. A. P. Ferreira Pinto., J. Delgado Rodrigues, Journal of Cultural. Heritage 9 (2008) 38-53 3: 5, 3. Pavl, 1k, P, MieháXek, Ml Pavixfcova, 1. Kopeckà,

Manora and E. ; Corny,- Construct: Build Mater 22 (20Bi}: :, pp. 1736-1748. 36, H, R. Sac.se, International Journal for Restoration ofManora and E.; Corny, Construct: Build Mater 22 (20Bi)::, pp. 1736-1748, 36, H, R. Sac., International Journal for Restoration of

Buildings and Monuments 7 (2) (2001), pp. 197-216. 37, j. Delgado Rodrigues and A. Grossi, Journal ox Culturai Heritage 8 (2007), pp, 32-43. 3 8. 1=. Pedrini, P . Sozzani. A. Comotti, B. .Molt.ra.Bio , P.Buildings and Monuments 7 (2) (2001), pp. 197-216. 37, j. Delgado Rodrigues and A. Grossi, Journal o Cultural Culture Heritage 8 (2007), pp, 32-43. 3 8. 1 =. Pedrini, P. Sozzani. A. Comotti, B.Molt.ra.Bio, P.

Valesla, Method and system for the treatment of natural stone on finished surfaces, International patent WO 20:10/13705¾ A1,Valesla, Method and system for the treatment of natural stone on finished surfaces, International patent WO 20: 10 / 13705¾ A1,

Aveiro., 18 de mar ço de 2015Aveiro., March 18, 2015

Claims (14)

REIVINDICAÇÕES 1. Método de funcionalizaçâ.o da pedra calcária caracterizado por usar formulações híbridas do tipo sol-gel.Method of functionalizing limestone characterized by using hybrid sol-gel type formulations. 2. Método de funcionalização da pedra calcária de acordo coro a reivindicação 1 caracterizado por a porosidade da superf ície da i pedra ser diminuída por meio de1 selagem com 'ama rede híbrida orgânica*-inorgânica.Method of functionalizing the limestone according to claim 1, characterized in that the porosity of the surface of the stone is decreased by means of sealing with an organic-inorganic hybrid network. 3. Método de funeíona1izaçao da pedra calcária de acordo com: a reivindicação 1 caracterízado por se reforçar a hidrofofoicida.de da superfície da pedra.A method of funneling the limestone according to claim 1 characterized in that the hydrophilicity of the stone surface is enhanced. 4. Método de funoionalização da pedra calcária de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por a absorção de água pela pedra tratada ser signiiícatívamente reduzida.A method of funnalization of the limestone according to claim 1, characterized in that the absorption of water by the treated stone is significantly reduced. 5 . Método de func i ona I i zaçào da pedra calcária, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por á resistência da pedra, tratada a manchas proveni entes de produtos: ai invent ares ou de outras fontes ser sígnificativamente aumentada.5. Method of func tioning the limestone according to claim 1, characterized in that the strength of the stone treated with patches of products: inventories or other sources is increased significantly. 6. Novos produtos de pedra calcária caracterizados por a super f í.cie ser modificada por aplicação de materiais híbridos que; fornecem uma maior proteção contra as intempéries: e agentes cue provocam manchas.; 3. Novos produtos de pedra calcária de acordo cost a reivindicação;s caracterizados por a camada externa H-iOO micrõavetros} do calcário tratado poder ser removida, por retificaçâo, mantendo a pedra tratada a capacidade de proteção contra as intempéries e agentes que provocam manchas?. Novos produtos de pedra calcária de acordo com a reivindicação: 6 caracterizados por o material sol-gel híbrido ser aplicado à superfície da pedra, por qualquer dos seguintes métodos: com pincel on rolo, imersão, pulverização, deposição por rotação, por cortina de irrigação ou por qualquer destes métodos assistidos com vácuo. 9 Novos produtos de: pedra calcária de acordo com as reivindicações X... 2 , 34, 5 e .9 caracteri.zados por o material sol - gel híbrido conter componentes hi.dro£óbicos funcionais .6. New limestone products characterized in that the superfine is modified by application of hybrid materials which, provide greater protection from the weather: and cue agents cause stains .; 3. New limestone products according to claim 1, characterized in that the outer layer of the treated limestone can be removed by grinding, keeping the treated stone the ability to protect from the weather and agents that cause stains ?. New limestone products according to claim 6 characterized in that the hybrid sol-gel material is applied to the surface of the stone by any of the following methods: roller brush, dipping, spraying, rotational deposition, irrigation curtain or by any of these vacuum assisted methods. New limestone products according to claims X ... 2, 34, 5 and 9, characterized in that the hybrid sol-gel material contains functional hydrogen peroxide components. 10. Novos produtos de pedra calcária de acordo com a reivindicação 9 caracterizados por os componentes hidrofõfo.icos funcionais se basearem em organossílanos que possuem, pelo menos, um dos seguintes grupos funcionaist alquilo, lenilo, f1uoroalquilo, mereapto.New limestone products according to claim 9 characterized in that the functional hydrophobic components are based on organosilanes having at least one of the following alkyl, alkoxy, fluoroalkyl, or mercapto groups. 11. Novos produtos de pedra calcária de acordo com as reivi.ndícações 9 e 10 caracterizados por a formulação sol-gel possuir i® componente bidrofôbico funcional que pode: ser qu.imicameπte ligado à rede de sol - gel orgânica ou inorgânica,New limestone products according to claims 9 and 10 characterized in that the sol-gel formulation has a functional hydrophilic component which may be substantially bound to the organic or inorganic sol-gel network, 12. Novos produtos de pedra calcária, de acordo coro as reivindicações 9 e 10 carácterícados por a formulação sol -gel possuir um componente MárofdMco fuxicioual que é xião reativo com a matriz de sol-gel orgânica ou inorgânica.12. New limestone products according to claims 9 and 10 characterized in that the sol-gel formulation has a fused cyclodex component which is reactive with the organic or inorganic sol-gel matrix. 13. Novos produtos de. pedra calcária de acordo com as reivindicações 9, 10, XI, 12, earaeteriKadou por a formulação sol-gel ser constituída a base de s:i. 1 anos funcionalioados ....................corn acri lato e de uma rede de s I li cá {S .10;·) .13. New products from. limestone according to claims 9, 10, XI, 12, and wherein the sol-gel formulation is based on s. 1 years functional .................... with acri lato and a network of s I li ca. S .10; ·). 14 , Novos prochitos de pedra, calcária de acordo com as reivindicações 9, 10 , i 1, 12ca:racfc eri.sa.dos por a formulação sol-gel ser const.:!tuída à base de si 1 anos funcionalizados com epôxi e de uma rede de diôxido de t itânio (TiGj) &gt;New limestone stone flakes according to claims 9, 10, 11, 12, 12, 13, 13, 14, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, of a titanium dioxide network (TiGj) &gt; 15. Novos produtos de pedra calcária de acordo com as rei vi nd ieações 9, 10, 11., 1 Scar act erizados por a formulação sol-gel ser constituída a base de silanes funcionalízados com epóxi e de uma rede de díóxido de 2ireonio (ârOb ,15. New limestone products according to claims 9, 10, 11, 13, 13 characterized in that the sol-gel formulation is based on epoxy-functionalized silanes and a 2-ion dioxide network ( ârOb, 16. Novos produtos de pedra calcaria de acordo com as reivindicações .9, 10, 11, 12caracfcerisados por a formulação sol-gel ser constituída à base do grupo funcional isocianato e de uma rede de silica. (SiOs) ,New calcareous products according to claims 9, 10, 11, 12, 12 characterized in that the sol-gel formulation is based on the isocyanate functional group and a silica network. (SiOs), 17. Novos produtos de pedra calcária de acordo com as reivindícações 9 a 16 caracterízados por a formulação sol-gel híbrida ser aplicada sobre um material de pedra porosa na qua..1 a cura é efetuada hõ intervalo de temperatura.s 60 °C a 200 «C. Ave iro, 18 de março de 2 015New limestone products according to claims 9 to 16 characterized in that the hybrid sol-gel formulation is applied to a porous stone material in which the cure is effected over a temperature range of 60 ° C to 200 ° C. Ave., March 18, 2015
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