[发明专利]基于改性纳米二氧化钛水溶胶的渗透成膜型石材防护剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种基于改性纳米二氧化钛水溶胶的渗透成膜型石材防护剂及其制备方法和应用，包括以下重量百分比组分：改性纳米二氧化钛水溶胶30‑55％、琉基改性硅油16‑22％、十七氟癸基三甲氧基硅烷5‑10％、氟硅改性丙烯酸酯乳液20‑30％、乳化剂0.5‑2％、成膜助剂3‑5％、硅烷偶联剂KH560 0.5‑1％；所述改性纳米二氧化钛水溶胶由可溶性钛盐水解产生的白色沉淀TiO(OH)₂与纳米二氧化硅溶胶、金属氧化物掺杂剂在酸性条件下共同反应制得。本发明利用二氧化钛纳米微粒的强渗透性填补石材的毛细孔和裂纹，进行补强，并对孔隙间的污垢和细菌进行光解和清除，利用氟硅改性丙烯酸酯乳液优异的成膜性在石材表面形成致密保护层，提高石材的耐腐蚀性、防水性、防污性。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种基于改性纳米二氧化钛水溶胶的渗透成膜型石材防护剂及其制备方法和应用。

背景技术

石材防护剂是一种专门用来保护石材的液体，主要由溶质(有效成份)、溶剂(稀释剂)和少量添加剂组成，采取刷、喷、涂、滚、淋和浸泡等方式，使其均匀分布在石材表面或渗透到石材内部，形成一种保护，使石材具有防水、防污、耐酸碱、抗老化、抗冻融、抗生物侵蚀等功能，从而达到提高石材使用寿命和装饰性能的效果。

纳米二氧化钛具有极高的催化活性和优异的半导体性质，在环境、化工和新能源领域有着广泛应用。相比于纳米二氧化钛粉体形式，纳米二氧化钛水溶胶化学稳定性更高，不易失活，便于施工、应用。近年来，由于纳米二氧化钛在光催化、自清洁、减反射、抗菌、屏蔽、补强、减磨、防水等方面有着突出表现，纳米二氧化钛水溶胶是化工领域和材料领域的研究热点。如申请号为CN201510995768.1的专利，公开一种基于纳米二氧化钛水溶胶的环境净化整理剂的制备方法；如申请号为CN201810018554.2的专利，公开一种用于低压气体放电汞灯的纳米二氧化钛水溶胶涂料的制备方法；如申请号为CN201611171799.6的专利，公开一种以多孔陶瓷为载体的光触媒空气净化材料，以多孔陶瓷为载体，吸附纳米稀土镧水溶胶和纳米二氧化钛水溶胶制出的。

鉴于以上所述，将纳米二氧化钛水溶胶应用于石材防护剂对于提升防护剂品质及性能具有重要意义，进而使石材的自清洁、防污性、抗菌性、抗渗性、耐候性等得到大幅度提高。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于改性纳米二氧化钛水溶胶的渗透成膜型石材防护剂及其制备方法和应用。

本发明的技术方案概述如下：

一种基于改性纳米二氧化钛水溶胶的渗透成膜型石材防护剂，包括以下重量百分比组分：改性纳米二氧化钛水溶胶30-55％、琉基改性硅油16-22％、十七氟癸基三甲氧基硅烷5-10％、氟硅改性丙烯酸酯乳液20-30％、乳化剂0.5-2％、成膜助剂3-5％、硅烷偶联剂KH560 0.5-1％；

所述改性纳米二氧化钛水溶胶由可溶性钛盐水解产生的白色沉淀TiO(OH)₂与纳米二氧化硅溶胶、金属氧化物掺杂剂在酸性条件下共同反应制得。

优选的是，所述乳化剂为十二烷基磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚、聚乙烯醇、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种。

优选的是，所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇、丙二醇甲醚醋酸酯、十二碳醇酯中的一种或多种。

优选的是，所述改性纳米二氧化钛水溶胶的制备方法如下：将可溶性钛盐溶解于18-25％氨水溶液中，搅拌水解至不再产生TiO(OH)₂白色沉淀时，离心并水洗除去酸根阴离子，与金属氧化物掺杂剂混合后，共同加入15-20％盐酸溶液中，60-80℃水浴解胶，并滴加纳米二氧化硅溶胶，持续搅拌反应3h，中和，蒸发浓缩至二氧化钛含量为8-12％后，即得所述改性纳米二氧化钛水溶胶。

优选的是，所述可溶性钛盐包括四氯化钛、四溴化钛、氯化氧钛、硫酸钛、硫酸氧钛中的一种或多种。