[发明专利]一种无机非金属建材防水防油防污处理剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种无机非金属建材防水防油防污处理剂及其制备方法，属于建筑材料表面处理技术领域。这种处理剂以甲基硅酸盐颗粒为核、氟硅烷膜为壳的核壳结构包覆物为主要成分，经乙醇、水或者醇水混合溶剂分散而得。这种处理剂物理、化学性质稳定，能够与水互溶，可直接用水进行开稀然后喷涂于建材的表面即可，使用方法简便；处理后的建材同时具有持久的防水防油防污效果。所述制备方法以氟硅烷和甲基硅酸盐为主要原料，以乙醇和水为溶剂和分散剂，通过氟硅烷与甲基硅酸盐复合反应而得，价廉物美；该方法原材料易得、无毒无害，制备过程简单，条件温和，工艺参数严格可控，产品产量大、收率高、成本低，生产过程安全、环保，适合大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种无机非金属建材防水防油防污处理剂及其制备方法，属于建筑材料表面处理技术领域。

背景技术

水泥、石材、砖瓦和混凝土等无机非金属建材是现代建筑的基础结构材料。在实际应用中，这些建材因暴露在外，容易受到水、酸性或碱性物质、盐、尘土、植物或微生物等的浸蚀，不但会导致建材自身的强度下降，危及建筑物的安全，而且还会导致建筑物表面污染，影响建筑物的美观，甚至还可能导致建筑物的渗漏，降低建筑物的寿命。

有机硅防水剂因与无机非金属建材具有相似性质的无机基团，在建材表面具有很好的渗透性，同时其有机基团具有疏水特性，因此具备优异的防水、抗风化和耐化学腐蚀性能，作为第一代建筑物防水材料，广泛用于水泥、石材、砖瓦和混凝土等无机非金属建材的保护。目前，有机硅防水剂有以下类型：甲基硅醇、有机硅树脂、有机硅胶乳液和烷基烷氧基硅烷。甲基硅醇具有低挥发性物质(VOC)释放、低成本和使用方便的特点。但是，甲基硅醇可与一氧化碳(CO)反应，长时间作用后其水溶性增强，这会导致涂层容易脱落，防水耐久性变差。此外，甲基硅醇受到高碱度物质浸蚀时会导致墙面泛黄等，影响墙面质量和美观。有机硅树脂是一种中性树脂，在使用时必须溶解于醇类溶剂中；但是，醇类溶剂易燃有安全隐患，且易挥发而污染环境。有机硅胶乳液与有机硅树脂相比，对环境更友好，但有机硅乳液的稳定性差限制了其推广使用。烷基烷氧基硅烷耐久性和耐酸碱性好，广泛用于各种硅酸盐基建材表面防护；但是其烷基过大时，这种防水剂在建材表面的渗透能力差，且在酸碱性条件下，烷氧基稳定性差，容易自交联，也影响其渗透能力。而且，这些材料都不具备防油性。

另一方面，甲基硅酸盐因其价格低廉、短期防护效果理想，成为我国目前主要使用的另一类无机非金属建材防水剂。而采用硅烷偶联剂作为建筑防水剂则具有操作简单、防水时效长、安全环保、对建筑物的下一步施工无影响等优点，是一种防水性能优异的高端绿色产品，尽管价格较高，目前在国外已经普遍采用；而我国由于对硅烷偶联剂用于建筑防水的研究起步较晚，国内生产和销售的基于硅烷偶联剂的防水产品还不多，因此硅烷偶联剂作为新型的防水产品在我国具有巨大的市场潜力。

总之，目前，水泥、石材、砖瓦和混凝土等无机非金属建材的防水处理已有很多的报道和产品，但普遍存在处理后的产品防水效果不持久，完全不防油或者防油性较差的问题，长时间下来，采用这些建材的建筑物很容易出现被脏污的问题。

氟硅烷因为含氟基团表面能低，具有既疏水又疏油的特点，涂覆在无机非金属建材表面，同时具有很好的防水、防油和防污性能，且具有防水效果持续时间长，防油、防污表面易清洁的特点。但是，氟硅烷价格较高，难于单独作为建材防水防油防污处理剂大规模使用。另一方面，甲基硅酸盐价格低廉，短期防水效果理想，但却不具备防油效果。如果能够结合二者的特长，设计出一款既能够同时防水、防油、防污，又价格低廉、能够大规模使用的建材防水防油防污处理剂产品将具有广泛的市场应用前景。然而，甲基硅酸盐易溶于水但不溶于乙醇，常用水开稀后直接使用，而氟硅烷不溶于水且易发生水解，通常用乙醇开稀后使用；因此，甲基硅酸盐和氟硅烷两者通常不能混合使用。