1、氟改性石材防護劑
目前,用于石材防護劑的主要材料為石蠟、有機硅、有機氟、高分子樹脂等幾大類,表1對比了這幾類防護產品的性能。對于石材防護而言,每一種材料都有其優缺點,只是利和弊的比例不同而已,從當前的應用情況來看,想要用某一種材料來替代其他材料的可能性不大,不同材料的防護劑仍有各自的用途。正因為每一種材料都不可能十全十美,人們一直在不斷地努力研究開發技術更先進、功能更齊全的石材防護產品。
從表10-1中我們看到,有機硅雖然防水(水的表面能為72mN/m),但防油性能(油的表面能為20-30mN/m)很差,氟材料防油性和撥水性較好,但防水滲透性較差,其他材料雖然也能防水防油,但都是密封型,不透氣,影響石材的呼吸,而且耐侯性不佳。
氟材料的超低表面能和超強的耐侯性引起了世人的廣泛關注,是材料界的一大前沿和熱門課題。有機氟高分子的優異特性與其結構密切相關,氟樹脂高分子鏈上含有大量的C-F鍵,其鍵能達490KJ/mol,相比較C-H為415KJ/mol,C-O為360KJ/mol,C-C只有350KJ/mol,其鍵能是最大的,因此,氟樹脂具有許多其他樹脂無可比擬的特點:①耐侯性優異;②抗水解;③耐化學介質良好;④耐溶劑性能好;⑤耐熱性能好;⑥具有極低的表面張力,既撥水又抗油;⑦具有耐粘污性;⑧良好的水蒸汽滲透性。但其缺點是防水性能不如有機硅材料,而且氟材料在介質中的分散或溶解比較困難,成本較高,因此,人們就想結合這兩種材料的優點,采用分子設計、剪裁、接枝的原理,引入其他功能性單體,制造出性能更優異的石材防護劑。
2、有機硅雙涂層大理石防護劑
該技術是近年來國外推廣使用的一種覆膜型石材防護劑,主要原理是先在要防護的大理石表面涂上一層底涂層(主要原料為六氟硅酸化合物),再涂上一層表涂層(由三烷氧基硅烷與四烷氧基硅烷組成)。形成一種比一般樹脂﹑有機硅防護劑等涂層更加耐侯﹑耐水﹑耐磨﹑耐紫外線﹑耐污染的防護涂膜。
該方法不同于以往的有機硅防護劑的使用,一是先以底涂劑與大理石中碳酸鈣反應,同時六氟硅酸化合物侵入填充大理石微孔,形成堅固的結合層,之后,這層化合物與表涂層反應,形成防護膜與大理石緊密附著,有效的防止膜層脫落。因此,這種防護劑具有更優異的性能,經久耐用,能耐磨﹑耐熱﹑耐老化、耐風化,能使大理石長期保持絢麗光澤。
3、納米技術在裝飾石材防護劑上的應用
納米尺度的材料,又稱納米材料,其尺寸介于0.1-100nm。納米材料在裝飾石材上的應用已有報道,如果得到開發,必將對傳統的裝飾石材帶來突破性的技術進步。其主要優點在于:
①滲透性和重涂性:在滲透型防護劑中,加入納米級材料,會產生滲透力更強,防護劑附著力更強的效果。一般滲透型防護劑滲入深度在5mm左右,而加入納米材料后可滲透10-20mm,這對耐侯性和持久防護十分有利。經過納米防護劑處理的石材,使用若干年防護失效后,其接受重涂性更為優越。
②防霉抗菌性:由于石材的天然性特征是多孔﹑有裂隙和吸水,因而先天存在著寄生各種微生物,如細菌﹑霉菌﹑酵母菌﹑藻類﹑植物﹑蟲類﹑微型小動物的環境。利用納米級材料制成的無機抗菌防護劑是消除這些影響的新技術,其主要途徑是將銀﹑銅﹑鋅等氧化物或這類金屬離子通過離子交換﹑吸附﹑包埋等方法負載到無機物上,如硅酸鹽﹑碳酸鹽載體上,涂刷到石材上后,通過納米材料中不斷釋放的金屬離子來殺菌,由于金屬離子的正電子需要氧離子的不斷補充,使細菌等微生物處于無氧狀態和環境下,從而造成石材表面菌類和微生物死亡。
③自潔性:在石材防護劑中加入納米級光觸媒材料,光觸媒材料吸收一定波長的光量子后,價帶中的電子就會被激發到導電帶,形成帶負電的高活性電子e—,同時在價帶中產生帶正電的空穴h+。空穴對電子的吸引作用形成了光觸媒材料的特殊的氧化能力。電子與空氣中的氧還可生成負氧離子,這種負氧離子也有很強的氧化能力。這樣就能使多數有機污染物被光觸媒材料氧化,使之分解成無害的CO2﹑H2O和礦物酸,從而起到自動清潔和凈化環境的作用。
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