[发明专利]一种高渗透性石材防护剂材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种高渗透性石材防护剂材料的制备方法，属于石材防护技术领域。本发明技术方案以正辛基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、低聚羟基硅油混合硅烷为防水活性成分，由水相乳液聚合，在普通搅拌速度下、敞开反应体系中，可以制得分散良好、胶粒稳定的硅氧烷乳液，通过乳液复合溶胶材料，有效渗透至石材内部孔隙中，经孔隙填充和包覆，有效在石材表面和石材孔隙中形成有效的包覆层，进一步改善包覆防护剂材料的防护效果，且本发明技术方案中，通过纳米颗粒填充溶胶后，发挥改性功能，增强大理石基体结构，提高耐候性，阻止水分浸人和其它有害物的侵蚀，防止因冻融而引起的裂纹，使其耐磨、防水、防尘性显著提高。

技术领域

本发明涉及一种高渗透性石材防护剂材料的制备方法，属于石材防护技术领域。

背景技术

天然石材是古老的建筑材料之一。由于资源丰富、抗压强度高、耐久性、耐磨性及装饰性好，被广泛用于建筑装饰材料、基础和墙身等砌筑材料以及混凝土的骨料。石材的分类方式多种多样，但基本上按地质形成条件不同，通常可分为三大类，即岩浆岩、沉积岩和变质岩。岩浆岩又称火成岩，它是因地壳变动，熔融的岩浆由地壳内部上升后冷却而成。岩浆岩根据岩浆冷却条件的不同，又分为深成岩、浅成岩、喷出岩和火山岩，如花岗岩属于深成岩，是火成岩中分布最广的岩石，其主要的矿物组成为长石，石英和少量的云母。它耐磨性好，抗风化性好及耐久性高，耐酸性好。沉积岩又称水成岩。沉积岩是由原来的母岩风化后，经过搬运、沉积等作用形成的岩石。与火成岩相比，其特性是结构致密性较差，密度较小，孔隙率及吸水率均较大，强度较低，耐久性也较差。根据生成条件，沉积岩分为以下三类机械沉积岩、化学沉积岩和生物沉积岩，如石灰岩属于沉积岩，主要由方解石组成。变质岩是由原生的岩浆岩或沉积岩，经过地壳内部高温、高压等变化作用后而形成的岩石。沉积岩变质后，性能变好，结构变得致密，坚实耐久而岩浆岩变质后，性质反而变差。其碎块可用于道路或作混凝土的集料。如大理岩属于副变质岩，由石灰岩或白云岩变质而成，主要矿物组成为方解石和白云石。需要指出的是，生活中通常所指的花岗石和大理石只是天然石材的两种产品名称，与岩石学中的概念是不同的。这里所说的花岗石并非花岗岩是指具有装饰功能，并可以磨平、抛光的各种岩浆类岩石。所谓大理石并非大理岩，则是指具有装饰功能，并可以磨平，抛光的各种碳酸盐类岩石及某些含有少量碳酸盐的硅酸盐类岩石。因此，石材的品种并不局限于纯花岗岩和纯大理岩，尚待开发和利用的其它岩种还是很多的，石材工业的发展有着丰富的资源基础。在物理结构上，石材晶体之间有着微小的缝隙称之为微孔，它们大小不一，大约分布在几纳米到几十微米之间，这些本身存在的微孔使石材具有着天然的透气性。微孔透气性对于石材使用是至关重要的，保持石材这些微孔的畅通，石材底部的湿气才会挥发出来，石材在潮湿的环境中出现问题的机会就会比较少。但是，正是石材这些微孔产生的毛细作用，使石材有着不同的吸水率。石材的吸水量与时间成正比，即吸水量随着时间的增长而增大。石材除了通过这种毛细现象吸收水分之外，还能够通过冷凝机理来吸收气态水分。即当周围环境里的空气湿度较大，温度降低就会使空气里的这些湿气凝结在石材的表面上。空气中相对湿度越大，降温越快，这种冷凝现象就越明显。此外，石材的微孔里不同程度地存在着一些可溶性的盐，这些盐分也具有程度不同地吸湿性。总之，石材具有吸水性是天然石材不同于人造石或瓷砖等建筑材料的最明显特征之一，这使得天然石材与其它建筑材料相比更容易遭受外界水环境的影响而产生病变”。石材的物理“病变”堤指因物理原因，使石材在加工、安装、使用、维修中出现的冻损、应力、渗水、粘色等对石材的破坏性，它是仅次于化学原因对石材造成破坏的另一重要原因，也是近年研究的新课题。特别是对于孔隙率较高的大理岩和砂岩，外界环境中存在的各种液体雨水，混凝土砂浆，各种石材的化学处理剂，外界污染物等在毛细作用下容易渗透进入石材的微孔中，随着昼夜和季节的更替而不断的温度变化经历各种相态变化，体积的膨胀与收缩会造成空隙越来越大，逐渐形成石材冻损开裂甚至破碎，加速了风化的进程。特别是与某些化学病变结合起来，造成石材由内而外的病变，使其失去观赏价值和使用价值。石材的生物“病变”提指具有生命的植物、微生物产生新陈代谢及活动对石材造成的损失，它相对于物理、化学对石材造成的侵蚀要弱一些，但其作用通常是长期性的，一旦发生则极不容易清除。目前严重的石材生物“病变”，主要发生在一些古老的石材建筑上，对生物“病变”的防治也是石质文物保护中的重要课题。