甲基硅酸盐石材防护剂及制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种甲基硅酸盐石材防护剂及制造方法，有一种甲基硅酸盐，加入量为聚合物总重量的8-20％；至少一种硅烷偶联剂，加入量为聚合物总重量的1-5％；至少一种聚乙二醇，加入量为聚合物总重量的0-5％；至少一种水，加入量为聚合物总重量的70-91％。本发明制造方法，按上述比例将聚乙二醇溶解于少量热水中，之后在搅拌状态下依次向其中加入甲基硅酸钠和硅烷偶联剂，最后补水至100％即可。本发明水性环保，无毒不挥发，无污染，固化时间短，化学性能稳定，施工操作简便灵活，安全，造价低廉。它适用于各种天然石材和人造石材等的防水防潮。特别是对孔洞较大的石材，例如砂岩，洞石等，也能起到极佳的防水效果，同时不影响上述石材的透气效果。
【专利说明】甲基硅酸盐石材防护剂及制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种甲基硅酸盐石材防护剂及制造方法。
【背景技术】 [0002]石材作为一种重要的建筑装饰材料，正日益受到人们的喜爱和重视，一方面由于石材具有很高的强度和良好的其他理化性能，被广泛的应用于建筑界各个领域；另一方面，由于其绚丽多姿的色彩，在外观上能满足人们的审美要求。但由于石材本身的多孔性质，使石材容易受到外部环境的影响而发生诸多病变，进而影响石材的美观和使用寿命，因此，在施工前对石材进行防护剂的喷涂是很重要的步骤。
[0003]由于石材占地面积大，而且通常是在露天涂防护剂，每种防护剂都有一定的固化时间，因此，防护剂的固化时间也是重要指标参数。目前市面上有机硅防水剂的品种繁多，使用效果也各不相同。其中甲基硅醇(酸)盐作为第一代有机硅防水剂，是一种刚性有机硅防水材料，使用时能与基材表层及空气中大量的二氧化碳及水产生化学反应，生成憎水的聚甲基硅氧r膜。其优点是价格低廉，使用方便，不易燃，对环境没有污染等。但是其与空气中的二氧化碳反应较慢，固化时间较长(一般需24h以上)，由于固化时间长，易被雨水冲刷掉，严重影响到了防护剂的保护效果，同时由于其固化时间较长也影响石材的防水剂的涂装效率。另外还会在石材表面生成白色粉末，影响石材天然外观等。
[0004]如200910032710.1《水性有机硅防水剂》公开了一种以甲基硅醇钠为主要原料的建材用有机硅防水剂以甲基硅醇钠，硅烷偶联剂，脂肪醇聚氧乙烯醚丁二酸半酯磺酸盐，明帆，磷酸，聚乙二醇和水为原料的防水剂。现有技术中的产品用于石材防护上仍未克服第一代有机硅防水剂甲基硅醇(酸)钠所存在的缺陷，固化时间较长。种种缺陷已经影响到石材的各种使用问题。因此，仍需对甲基硅醇(酸)钠防水剂进行改进。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种甲基硅酸盐石材防护剂，一种以甲基硅酸钠为主要原料的石材用水性有机硅防水剂，不影响石材的天然外观。
[0006]本发明的另一目的是提供所述的甲基硅酸盐防护剂的制备方法。
[0007]为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下:
[0008]一种甲基硅酸盐石材防护剂，所述的防水剂聚合物组成，其聚合物单体及重量百分比例为:
[0009]a、至少有一种甲基硅酸盐，加入量为聚合物总重量的8-20% ；
[0010]b、至少有一种硅烷偶联剂,加入量为聚合物总重量的1-5% ；
[0011]C、至少有一种聚乙二醇，加入量为聚合物总重量的0-5% ；
[0012]d、水，加入量为聚合物总重量的70-91%。
[0013]所述的甲基硅酸盐是甲基硅酸钠，是一种市售工业品，为产品防水性的主要成分；8-20%的含量比较合适，既能保持防护效果也不会改变石材外观。[0014]所述的硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂选自Y _氨丙基二乙氧基硅烷、Ν_( β -氨乙基)_ Y-氨丙基二甲(乙)氧基硅烷和Y _ (2, 3_环氧丙氧)丙基二甲氧基硅烷中的一种，硅烷偶联剂一方面能快速水解促进甲基硅酸盐聚合，另一方面与石材表面结合更牢固。
[0015]所述的硅烷偶联剂优选Y-氨丙基三乙氧基硅烷(ΚΗ-550)，优选的量是1-5%，硅烷偶联剂按此比例加入可以使聚甲基硅醚网络结构更密实，而且可以作为附着力促进剂，使防护效果好，增强耐后性。
[0016]所述的聚乙二醇(PEG)可以采用PEG400-6000。优选PEG2000，聚乙二醇具有润湿作用并可取调节粘度的作用，更有利于提高制剂的稳定性，改善产品的耐候性。
[0017]一种甲基硅酸盐防护剂的制备方法按本发明配方比例，将聚乙二醇溶解于少量水中，之后在搅拌状态下依次向其中加入甲基硅酸钠和硅烷偶联剂，反应一段时间后补水至100%即可。
[0018]所述的甲基硅酸盐防护剂的制备方法优选的是，将聚乙二醇溶解于少量水中，之后在搅拌状态下依次向其中加入甲基硅酸钠和Y-氨丙基三乙氧基硅烷，反应一段时间后补水至100%即可。
[0019]所述的甲基硅酸盐石材防护剂制造方法，步骤一:将聚乙二醇完全溶解于少量水中充分搅拌，形成溶液。
[0020]所述的甲基硅酸盐石材防护剂制造方法，步骤二:在搅拌状态先向有机溶液加入甲基硅酸钠，充分搅拌均匀 。
[0021]所述的甲基硅酸盐石材防护剂制造方法，步骤三:加入Y-氨丙基三乙基硅烷，室温下搅拌混合均匀后补水至100%。
[0022]本发明产品用作石材表面防水处理，要求石材表面无蜡处理，防护前要清除石材表面污溃。
[0023]本发明产品的主要性能特点如下:
[0024]1、水性环保，无毒不挥发，无污染，完全符合健康环保的要求。
[0025]2、本发明防水剂产品喷涂在石材表面快速形成网络结构，耐雨水冲刷。比其它同类防水剂固化时间快，化学性能稳定，尤其对于雨季期间进行石材涂防水剂工作有很好的帮助。
[0026]3、本发明产品作为石材防护剂时，不改变石材颜色，保持石材的呼吸透气性。
[0027]4、本发明新型水溶性甲基硅酸盐石材防水剂，用本发明防水处理后能显著增大水在石材表面的接触角，适合各种天然石材，例如砂岩、大理石、花岗岩、洞石等的表面防水处理。特别是对孔洞较大的石材，例如砂岩，洞石等，能起到极佳的防水效果。
[0028]5、本发明产品的制备方法比较简单易于操作，而且所需时间较短，价格低廉。
[0029]本
【发明者】通过对甲基硅酸盐防水剂的改性，得到了各方面性能更为优异的产品。
【专利附图】
【附图说明】
图1为本发明防护剂与石材的反应机理式。
【具体实施方式】
[0030][0031]图1为防护剂与石材的反应机理式。
[0032]本发明防水剂由甲基硅酸钠、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、聚乙二醇400-6000、去离子水按一定比例混合在一起反应而成。
[0033]产品喷涂在石材表面快速形成网络结构，耐雨水冲刷。硅烷偶联剂一方面能快速水解促进甲基硅酸盐聚合，另一方面与石材表面结合更牢固。本发明产品作为石材防护剂时，不改变石材颜色，保持石材的呼吸透气性。
[0034]本发明产品用作石材表面防水处理，要求石材表面无蜡处理，防护前要清除石材表面污溃，无需干燥。
[0035]实施例1:
[0036]先于200mL的水中，搅拌状态下依次向其中加入120g甲基硅酸钠和14.2g硅烷偶联剂KH-550，室温下搅拌反应一段时间后，补水至1000mL。分别涂刷于大理石，花岗岩，砂岩和洞石，测接触角，记为例I。
[0037]实施例2:
[0038]先于200mL的水中，搅拌状态下依次向其中加入120g甲基硅酸钠和21.1g硅烷偶联剂KH-550，室温下搅拌反应一段时间后，补水至1000mL。分别涂刷于大理石，花岗岩，砂岩和洞石，测接触角，记为例2。
[0039]实施例3:
[0040]先将IOg聚乙二醇(PEG 2000)溶解于200mL的去离子水中，搅拌状态下依次向其中加入86g甲基硅酸钠和28g硅烷偶联剂KH-550，均匀后加水至1000mL。分别涂刷于大理石，花岗岩，砂岩和洞石，测接触角，记为例3。
[0041]实施例4:
[0042]先将IOg聚乙二醇(PEG 2000)溶解于200mL的水中，搅拌状态下依次向其中加入86g甲基硅酸钠和28g硅烷偶联剂KH-792，均匀后加水至1000mL。分别涂刷于大理石，花岗岩，砂岩和洞石，测接触角，记为例4。
[0043]实施例5:
[0044]先将IOg聚乙二醇(PEG 2000)溶解于200mL的水中，搅拌状态下向其中加入86g甲基硅酸钠，均匀后加水至1000mL。分别涂刷于大理石，花岗岩，砂岩和洞石，测接触角，记为例5。
[0045]实施例6:
[0046]先将IOg聚乙二醇(PEG 2000)溶解于200mL的水中，搅拌状态下依次向其中加入120g甲基硅酸钠和38g硅烷偶联剂KH-550，均匀后加水至1000mL。分别涂刷于大理石，花岗岩，砂岩和洞石，测接触角，记为例6。
[0047]接触角测试方法现有通常有两种:其一为外形图像分析方法；其二为称重法。后者通常称为润湿天平或渗透法接触角仪。但目前应用最广泛，测值最直接与准确的还是外形图像分析方法。
[0048]外形图像分析法的原理为，将液滴滴于固体样品表面，通过显微镜头与相机获得液滴的外形图像，再运用数字图像处理和一些算法将图像中的液滴的接触角计算出来。计算接触角的方法通常基于一特定的数学模型如液滴可被视为球或圆椎的一部分。然后通过测量特定的参数如宽/高或通过直接拟合来计算得出接触角值。[0049]以上六种试验均按本发明在所规定的配比(质量％ )的原料配置范围内配置而成:
[0050]六种防水性能实验:
[0051]选大理石、砂岩、花岗岩以及洞石四种石材，自然干燥并用布擦干净后，用刷子将实施例中配得的防护剂涂于石材表面上，室温放置15h以上。并测水珠与石材表面的接触角，接触角越大则防水效果越好。
[0052]上述六种防护实验结果如表1所示:
[0053]表1水在本发明防护剂处理过的不同石材上的接触角
[0054]
【权利要求】
1.一种甲基硅酸盐石材防护剂，其特征在于:聚合物单体及重量百分比为: a、至少有一种甲基硅酸盐,加入量为聚合物总重量的8-20%； b、至少一种硅烷偶联剂,加入量为聚合物总重量的1-5%； C、至少一种聚乙二醇，加入量为聚合物总重量的0-5% ； d、至少一种水，加入量为聚合物总重量的70-91 %。
2.根据权利要求1的甲基硅酸盐石材防护剂，其特征在于:所述聚乙二醇(PEG)可以采用 PEG 400-6000。
3.根据权利要求1或2的甲基硅酸盐石材防护剂，其特征在于:所述聚乙二醇(PEG)优选 PEG2000。
4.根据权利要求1的甲基硅酸盐石材防护剂，其特征在于:所述的硅烷偶联剂选自Y_氛丙基二乙氧基硅烷、Y -环氧丙基二乙氧基硅烷和环氧丙氧基甲基二乙氧基硅烷中的一种。
5.根据权利要求4的甲基硅酸盐石材防护剂，其特征在于:硅烷偶联剂优选Y-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)。
6.一种如权利要求1所述的甲基硅酸盐石材防护剂制造方法，其特征在于:其聚合步骤为:甲基硅酸盐、硅烷偶联剂、聚乙二醇和水按容积配比加在一起聚合，反应一段时间后补水至100%。
7.—种如权利要求6所述的甲基硅酸盐石材防护剂制造方法，其特征在于:步骤一，将聚乙二醇完全溶解于少量水中形成有机溶液，充分搅拌。
8.根据要求6或7所述的甲基硅酸盐石材防护剂制造方法，其特征在于:步骤二，在搅拌状态先向有机溶液加入甲基硅酸钠，充分搅拌均匀。
9.根据要求6或7或8所述的甲基硅酸盐石材防护剂制造方法，其特征在于:步骤三，加入Y-氨丙基三乙氧基硅烷，室温下搅拌混合均匀后补水至100%。
【文档编号】C08G77/26GK103571327SQ201210287146
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月5日 优先权日:2012年8月5日
【发明者】郭亚莹, 程洁 申请人:厦门诺恩斯科技有限公司