一种石材防护剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及了一种石材防护剂及其制备方法，属于石材防护领域。本发明专利技术加入加固防护剂与原石材有很好的相容性和结合力，对石材表层进行硬化加固保护；加入自修复添加剂在受到外力导致胶膜破损时，肟键的可逆性能与防护成膜层中的高分子链形成重新交联愈合，重新形成修复保护层，进行石材表面的自修复；加入渗透活性剂，使得防护剂能进入快速渗入石材毛细管，进行修复加固；最后加入成膜添加剂将防护剂各组分固着在石材表面，通过硅醇脱水形成‑Si‑O‑Si‑稳定的化学键连接，与聚氨酯端基共缩合，并引入笼型结构提高了胶膜的机械性能，而使得成膜后具有较好的耐磨性能。本发明专利技术解决了目前石材防护剂保护膜破损后难以修复、防护效果差的问题。

A stone protective agent and its preparation method

The invention relates to a stone protective agent and a preparation method thereof, belonging to the field of stone protection. The method has good compatibility and bonding force with the original stone, hardening and strengthening the surface layer of the stone, and the reversibility of oxime bond and the polymer chain in the protective film layer form Re-crosslinking and Healing when the self-repairing additive is added to the film which is damaged by external force, forming a repairing protective layer, and self-repairing the stone surface by adding permeability. The protective agent can penetrate into the capillary of stone quickly and repair and reinforce it. Finally, film-forming additives are added to fix the components of the protective agent on the surface of stone and form a stable chemical bond through dehydration of silicone alcohol. The protective agent can co-condensate with the end group of polyurethane, and the cage structure is introduced to improve the mechanical properties of the film, so that the film has better wear resistance. Yes. The invention solves the problems of difficult repair and poor protection effect of the protective film of the present stone protective agent after being damaged.

【技术实现步骤摘要】
一种石材防护剂及其制备方法
本专利技术涉及石材防护领域，尤其涉及一种石材防护剂及其制备方法。
技术介绍
石材作为一种重要的建筑装饰材料，一直受到人们的喜爱和重视。从欧洲中世纪金碧辉煌的宫殿到现代高耸入云的大厦，无处不见石材的踪影。一方面由于石材具有很高的强度和良好的理化性能，被广泛应用于建筑的各个领域；另一方面石材有靓丽多彩的色调和神奇变幻的纹理，在外观上也能满足人们的审美要求。石材的表面可分为磨光面和粗纹理表面，但因为石材是由多种矿物质组成的且具有许多孔隙，易与其他化学物质反应，无论是哪一种表面都会受到污染和侵蚀。近年来，随着工业的迅速发展，环境污染对石材的侵蚀越来越严重，严重影的石材的外观。人类逐渐意识到了石材养护的重要意义。人们想到很多办法来保护石材免受破坏，在石材表面涂上养护剂则是石材养护领域应用最广泛的方法。石材养护剂明显改善了装饰材料的外观，在石材养护领域有着重要的作用。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；按照防护方式可分为：半永久性防护和永久性防护；按作用机制可分为：表面成膜型和渗透结晶型，按用途可分为：表面防护剂、底面防护剂等。石材防护剂经历了从自然材料到人工合成材料、从单一到复杂的过程。第一代防护剂为植物材料防护剂，以天然树脂、树胶等为主，第二代防护剂为硬蜡或蜡液，这些都是初期防护剂，防护效果较差，只能起到临时性防护的作用，后来诞生了第三代非渗透性防护剂和第四代有机硅渗透性防护剂，其中有机硅防水剂作为一种透气型防护剂，是目前防护效果最佳的一类石材防护剂。有机硅防护剂的膜层除渗透入石材表层、浅表层外，极薄的膜层（约有3μm厚）还均匀分布着一些透气孔，这些透气孔的直径比水分子小，比水蒸气分子直径要大。所以，当石材装饰面内或背面产生水份，因温度升高、压力增大，石材内及石材底面水份会变为潮气-蒸气分子，从有机硅孔隙中释放出来，而由于有机硅薄层上的孔隙又小于外界水分子，进而外界水及含水的污物就无法进人石材内部，从而达到防水、防污、防油的目的。如专利申请号CN200910032710.1公开了一种以甲基硅醇钠为主要原料的水性有机硅防水剂，适用于多孔结构石材的防水处理，可有效提高石材疏水性能，又如专利申请号CN201110001005.2公开了一种含氟有机硅石材防污剂，使用该防污剂处理石材后，可使石材具有良好的表面水接触角、防墨水污染性、渗透性和表面不变色性。然而，尽管有机硅防护剂疏水性较好，但其涂覆在石材表面的防护剂膜一旦破损将难以修复，并且会在石材表面形成坑状腐蚀，不但无法保护石材，还会影响石材的美观。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前石材防护剂保护膜破损后难以修复、防护效果差的问题，提供一种石材防护剂及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种石材防护剂，包括加固防护剂、自修复添加剂、渗透活性剂、成膜添加剂；所述加固防护剂的制备方法为：取氧化钙按质量比2~5：20~40加入乙二醇，于60~70℃搅拌混合，得混合液a，取五氧化二磷按质量比1~4：30~40加入无水乙醇，再加入五氧化二磷质量2~5倍的正硅酸乙酯，于30~40℃搅拌混合，得混合液b，取混合液a按质量比3~5：2~7：1~3加入混合液b、聚二甲基硅氧烷，再加入混合液a质量1~4%的二月桂酸二丁基锡，超声，静置3~7天，取沉淀经去离子水洗涤，干燥，得干燥物，取干燥物于700~800℃保温，研磨粉碎过200目筛，收集过筛颗粒，即得加固防护剂。所述自修复添加剂的制备方法为：（1）按质量份数计，取40~50份聚乙二醇单甲醚、1~3份N-羟甲基酞酰亚胺、2~5份三苯基膦、50~100份二氯甲烷混合，通入氮气保护，于20~25℃搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比80~100：1~3加入偶氮二甲酸二异丙酯，于20~25℃搅拌混合，得混合物a，取混合物a按质量比3~7：10~20加入乙醚，于0~4℃搅拌混合，过滤，取滤饼经乙醚洗涤，干燥，得干燥物；（2）取干燥物按质量比1~3：10~30加入二氯甲烷，于0~4℃搅拌混合，加入干燥物质量2~5倍的盐酸肼，再加入干燥物质量10~20%的氢氧化钠，于20~25℃搅拌混合，过滤，取滤液经饱和食盐水洗涤，静置，取下层液旋转蒸发，收集旋转蒸发剩余物，取旋转蒸发剩余物按质量比2~5：40~50加入乙醚，静置，过滤，取滤渣干燥，即得自修复添加剂。所述渗透活性剂的制备方法为：取癸基聚氧乙烯醚按质量比1~3：3~5加入活性原料混合，得混合物b，取混合物b按质量比2~5：10~20加入四氢呋喃，升温至120~130℃搅拌混合，过滤，取滤液减压蒸馏，即得渗透活性剂。所述活性原料为：取N,N-二甲基脲按质量比5~10：2~5：1~3加入碳酰二胺脲、氨基脲混合，即得。所述成膜添加剂的制备方法为：S1.取二羟甲基丙酸按质量比2~5：10~40加入四氢呋喃，通入氮气保护，升温至70~80℃，加入四氢呋喃30~40%的反应活性剂搅拌混合，再加入四氢呋喃质量20~30%的4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯，于70~80℃搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比80~100：1~3加入二月桂酸二丁基锡，于70~80℃保温，得搅拌混合物a；S2.取扩链添加剂按质量比1~3：20~30加入四氢呋喃混合，得混合液，取搅拌混合物a按质量比60~90：3~8加入混合液，于70~80℃搅拌混合，得搅拌混合物b，取搅拌混合物b按质量比40~60：1~4：30~50加入三乙胺、四氢呋喃，于40~50℃搅拌混合，得混合液c，取混合液c按质量比10~30：2~5加入硅烷活性剂，于20~30℃搅拌混合，减压蒸馏，即得成膜添加剂。所述步骤S1中的反应活性剂为：取聚碳酸酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯、聚四氢呋喃醚二元醇、聚己二酸乙二醇酯中任意一种，即得。所述步骤S2中的扩链添加剂为：取1,4-丁二醇按质量比3~7：2~5加入2,2-二羟甲基丁醇混合，即得。所述步骤S2中的硅烷活性剂为：按质量份数计，取3~9份氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷、2~5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、10~15份氨丙基异丁基倍半硅氧烷混合，即得。该制备方法包括如下步骤：取自修复添加剂按质量比10~15：1~3：80~100加入交联活性剂、去离子水，于20~25℃搅拌混合，得搅拌混合物c，按质量份数计，取10~20份加固防护剂、20~40份搅拌混合物c、5~10份渗透活性剂、70~100份成膜添加剂、0.1~0.5份过硫酸钾混合，得基体物，取基体物按质量比100~150：1~3：5~10加入四甲基乙二胺、去离子水，通入氮气保护，于40~60℃搅拌混合，即得石材防护剂。所述交联活性剂为：按质量份数计，取3~9份N,N-二甲基丙烯酰胺、2~5份双丙酮丙烯酰胺、3~6份N-异丙基丙烯酰胺混合，即得。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术制备的加固防护剂是以氧化钙的乙二醇溶液和五氧化二磷的乙醇溶液作为前驱体，利用石材表面的活性羟基进行矿化诱导，加速成核速率并使晶体取向生长，对石材表层进行加固，在过程中引入正硅酸乙酯和聚二甲基硅氧烷，形成溶胶诱导碳酸钙在石材毛细孔隙中生长，与原石材有很好本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石材防护剂，其特征在于，包括加固防护剂、自修复添加剂、渗透活性剂、成膜添加剂；所述加固防护剂的制备方法为：取氧化钙按质量比2~5：20~40加入乙二醇，于60~70℃搅拌混合，得混合液a，取五氧化二磷按质量比1~4：30~40加入无水乙醇，再加入五氧化二磷质量2~5倍的正硅酸乙酯，于30~40℃搅拌混合，得混合液b，取混合液a按质量比3~5：2~7：1~3加入混合液b、聚二甲基硅氧烷，再加入混合液a质量1~4%的二月桂酸二丁基锡，超声，静置3~7天，取沉淀经去离子水洗涤，干燥，得干燥物，取干燥物于700~800℃保温，研磨粉碎过200目筛，收集过筛颗粒，即得加固防护剂。

【技术特征摘要】
1.一种石材防护剂，其特征在于，包括加固防护剂、自修复添加剂、渗透活性剂、成膜添加剂；所述加固防护剂的制备方法为：取氧化钙按质量比2~5：20~40加入乙二醇，于60~70℃搅拌混合，得混合液a，取五氧化二磷按质量比1~4：30~40加入无水乙醇，再加入五氧化二磷质量2~5倍的正硅酸乙酯，于30~40℃搅拌混合，得混合液b，取混合液a按质量比3~5：2~7：1~3加入混合液b、聚二甲基硅氧烷，再加入混合液a质量1~4%的二月桂酸二丁基锡，超声，静置3~7天，取沉淀经去离子水洗涤，干燥，得干燥物，取干燥物于700~800℃保温，研磨粉碎过200目筛，收集过筛颗粒，即得加固防护剂。2.根据权利要求1所述的石材防护剂，其特征在于，所述自修复添加剂的制备方法为：（1）按质量份数计，取40~50份聚乙二醇单甲醚、1~3份N-羟甲基酞酰亚胺、2~5份三苯基膦、50~100份二氯甲烷混合，通入氮气保护，于20~25℃搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比80~100：1~3加入偶氮二甲酸二异丙酯，于20~25℃搅拌混合，得混合物a，取混合物a按质量比3~7：10~20加入乙醚，于0~4℃搅拌混合，过滤，取滤饼经乙醚洗涤，干燥，得干燥物；（2）取干燥物按质量比1~3：10~30加入二氯甲烷，于0~4℃搅拌混合，加入干燥物质量2~5倍的盐酸肼，再加入干燥物质量10~20%的氢氧化钠，于20~25℃搅拌混合，过滤，取滤液经饱和食盐水洗涤，静置，取下层液旋转蒸发，收集旋转蒸发剩余物，取旋转蒸发剩余物按质量比2~5：40~50加入乙醚，静置，过滤，取滤渣干燥，即得自修复添加剂。3.根据权利要求1所述的石材防护剂，其特征在于，所述渗透活性剂的制备方法为：取癸基聚氧乙烯醚按质量比1~3：3~5加入活性原料混合，得混合物b，取混合物b按质量比2~5：10~20加入四氢呋喃，升温至120~130℃搅拌混合，过滤，取滤液减压蒸馏，即得渗透活性剂。4.根据权利要求3所述的石材防护剂，其特征在于，所述活性原料为：取N,N-二甲基脲按质量比5~10：2~5：1~3加入碳酰二胺脲、氨基脲混合，即得。5.根据权利要求1所述的石材防护剂，其特征在于，所述成膜添加剂的制备方法为：S1.取二羟甲基丙酸按质量比2~5：1...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷洪金，路芸，卢星，
申请(专利权)人：雷洪金，
类型：发明
国别省市：湖南,43