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石材防護劑的研究與應(yīng)用進展
華瑞石材 HXCARVE （2013-10-08） 來源："中國石材網(wǎng)"
目前被廣泛應(yīng)用于商用及民用建筑裝飾的石材，具有眾多實用性優(yōu)勢。石材作為一種重要的建筑裝飾材料，一直受到人們的喜愛和重視。
從歐洲中世紀金碧輝煌的宮殿到現(xiàn)代高聳入云的大廈，無處不見石材的蹤影。一方面由于石材具有很高的強度和良好的理化性能，被廣泛應(yīng)用于建筑的各個領(lǐng)域；另一方面石材有靚麗多彩的色調(diào)和神奇變幻的紋理，在外觀上也能滿足人們的審美要求。石材的表面可分為磨光面和粗紋理表面，但因為石材是由多種礦物質(zhì)組成的且具有許多孔隙，易與其他化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)，無論是哪一種表面都會受到污染和侵蝕。
近年來，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，環(huán)境污染對石材的侵蝕越來越嚴重，嚴重影響的石材的外觀。人類逐漸意識到了石材養(yǎng)護的重要意義。人們想到很多辦法來保護石材免受破壞，在石材表面涂上養(yǎng)護劑則是石材養(yǎng)護領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的方法。石材養(yǎng)護劑明顯改善了裝飾材料的外觀，在石材養(yǎng)護領(lǐng)域有著重要的作用。1 石材病變及其原因分析
要想做到更好的養(yǎng)護石材，就必須了解石材病變及其原因，對癥養(yǎng)護，這樣才能做到事半功倍。
使石材病變的原因有很多種，總結(jié)起來主要分為物理病變、化學(xué)病變和生物病變?nèi)箢�，見�?。
表1 石材病變類型、表觀現(xiàn)象及產(chǎn)生原因
石材病變類型 表觀現(xiàn)象 表觀現(xiàn)象
化學(xué)病變 銹痕 一般石材原材含鐵量較高，與空氣中二氧化碳和水反應(yīng)形成銹斑；同時石材在開采、加工、運輸?shù)冗^程中，也易形成銹痕水斑 石材在裝飾施工過程中因水泥砂漿、水泥外加劑、酸雨環(huán)境等多種因素的作用而在石材的毛細孔形成了水泥硅酸凝膠體、鹽堿等吸濕性的物質(zhì)而形成水斑物理病變 泛堿 濕法鋪裝石材使用強堿性水泥中的強堿與空氣中的酸性溶液反應(yīng)生成的鹽類以結(jié)晶化的形式附著在石材表面可出現(xiàn)泛堿現(xiàn)象
龜裂 當環(huán)境溫度變化時，石材與粘接的水泥砂漿膨脹不均勻，易造成石材與粘接物間龜裂
生物病變 苔蘚破壞 苔蘚芽苞子飛降粘附在潮濕的石材后，其根部會分泌微量的H＋離子，這些H＋離子會轉(zhuǎn)換礦物中的金屬離子，成為茲生苔蘚的養(yǎng)份
2 石材養(yǎng)護劑發(fā)展歷程和防護機理
石材養(yǎng)護劑的使用歷史應(yīng)追溯至上世紀30 年代經(jīng)過80 多年的發(fā)展，石材養(yǎng)護劑已成為了石材行業(yè)中應(yīng)用技術(shù)增長最快，產(chǎn)品附加值最高的領(lǐng)域之一，本文將防護劑的歷史進程及防護機理進行了簡要總結(jié)。
3 石材養(yǎng)護劑的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用情況經(jīng)過新型石材防護劑防護后的石材應(yīng)具有以下七大特點：①防水；②防污；③抗紫外線；④抗凍，抗溶解性；⑤保持石材透氣性；⑥降低日常保養(yǎng)費用；⑦重復(fù)保養(yǎng)時施工方便。
3.1 石材養(yǎng)護的歷史在石材作為建筑材料上萬年漫長的歷史中，石材一直作為建筑的結(jié)構(gòu)材料和基礎(chǔ)材料使用，但人們并未有意識地對它進行防護。直到20 世紀30 年代，德國準備將首都由柏林遷至紐約堡，當時政府石材養(yǎng)護劑在國外的發(fā)展已有多年歷史，日本和歐美等國家石材養(yǎng)護劑的研發(fā)和應(yīng)用一直處于領(lǐng)先地位，已逐漸從溶劑型產(chǎn)品過渡到環(huán)保水性產(chǎn)品。
而我國的石材養(yǎng)護發(fā)展始于1993 年香港雅倫進入內(nèi)地，雅倫將廣州協(xié)和云石護理公司作為其在內(nèi)地的代理商，將其石材護理產(chǎn)品，石材翻新設(shè)備及材料在廣東及內(nèi)地推廣，并在國內(nèi)開展石材翻新業(yè)務(wù)。
1994 年，新加坡雅圖公司在北京地區(qū)進行石材護理翻新推廣。1995 年國家建材局蘇州非金屬廣業(yè)設(shè)計研究院將意大利石材翻新業(yè)務(wù)引進我國，并幫助盈龍實業(yè)有限公司在上海開展石材翻新業(yè)務(wù)，為廣大石材生產(chǎn)廠家經(jīng)銷商和用戶帶來福音。從此，國內(nèi)大陸石材領(lǐng)域翻開了新的一頁。
3.2 石材養(yǎng)護劑國外發(fā)展現(xiàn)狀石材養(yǎng)護劑主要分為涂膜型和滲透型兩種，滲透型又分水基型和溶劑型兩類。
涂膜型防護劑將石材完全密封，防止水，油，污物從石材空隙中滲入，這種方法由于阻止石材本身的“呼吸”通道，對石材本身很不利，因此不是石材養(yǎng)護劑發(fā)展的主要方向，國外很多國家已經(jīng)不再生產(chǎn)這種產(chǎn)品了。
滲透型養(yǎng)護劑通過對石材進行處理后降低石材的表面能，防止水、污物在石材表面潤濕并進一步防止污染物滲透到石材內(nèi)部。這種處理方式保持了石材的透氣性，是石材養(yǎng)護劑的發(fā)展方向。滲透型養(yǎng)護劑按材料細分為：
氟化物類石材養(yǎng)護劑，該類養(yǎng)護劑主要由含氟單體（甲基）丙烯酸氟烷基酯類、氟烷基乙烯基醚類和氟烯烴改性聚酯樹脂和丙烯酸樹脂，其主要特點是耐酸、耐堿、耐候性等。如：美國普特森公司生產(chǎn)的氟類石材養(yǎng)護劑PIC 系列是一種溶劑型防護劑，有超強的滲透力，有效避免水斑、白華、吐黃、銹斑等各種污染的產(chǎn)生，同時保持石材的天然透氣性，效果持久。
有機硅類石材養(yǎng)護劑，該類養(yǎng)護劑主要由有機硅類單體烷基類硅烷、烷氧基類硅烷和乙烯基類硅烷等來改性苯丙乳液、聚酯樹脂等，其主要特點防水、耐候性等。如：美國科寶公司生產(chǎn)的改性的有機硅氧烷石材養(yǎng)護劑K-66，能有效防止石材的水斑不干，白華，吐黃等各種病癥，該養(yǎng)護劑具有優(yōu)良的抗老化性，使用壽命長。
氟硅類石材養(yǎng)護劑主要由前面所述的含氟、硅類有機物改性丙烯酸樹脂和聚酯樹脂等，其主要特點有防水、防油、防污、抗老化等。如：美國思康化學(xué)生產(chǎn)的KY-60 氟硅全效防護劑是溶劑型產(chǎn)品，具有極強的滲透性能，有效滲入基材內(nèi)部，表面不留任何混跡，不改變石色，表面重涂性好，具有優(yōu)異的耐化學(xué)性，抗老化和耐候性，壽命達15 年，可以防油，防水，防潮，防凍，防污染，抗老化，和保色功能，無任何毒性，對人體無害。
3.3 國內(nèi)石材養(yǎng)護劑的研發(fā)近年來，國內(nèi)石材養(yǎng)護劑的發(fā)展十分迅速，已經(jīng)從原始的打蠟的方法保護石材，發(fā)展到使用滲透型石材養(yǎng)護劑的時代。
朱正柱等利用有機氟硅材料制備了石材防護劑，經(jīng)分析該石材防護劑具有良好的憎水性、附著力、硬度和耐候性等，是一種較好的石材防護劑。
戚鵬等以含氟丙烯酸酯為單體制備了含氟丙烯酸酯聚合物，并對石材表面進行了防護，結(jié)果表明含氟丙烯酸酯聚合物對石材是有優(yōu)異的防水，防油，耐油污，及耐酸堿性能，可用于對各種石材長效的防護。
尹曉康等以自制的環(huán)保型含氟單體丙烯酸酯類單體，用溶液聚合方法獲得的石材防護劑有較低的表面能，有良好的耐污特性，提高了耐水及耐酸堿特性。
曾繁杰、江雷等利用納米表面效應(yīng)，研制出一種以納米材料為主要成分，具有環(huán)保、無毒、無害的水性石材養(yǎng)護劑。
納米石材防護劑是基于中科院化學(xué)研究所江雷教授所提出的“二元協(xié)同納米界面材料”的新理論為基礎(chǔ)的，利用納米材料所特有的納米表面效應(yīng)，制成的一種新型石材防護材料。經(jīng)過納米防護劑防護后的石材有很好的耐磨性、防污性、防石材病變、防風(fēng)化、耐老化等。同時顯示出抗菌、抗霉等特性。
這種新型的納米石材防護劑必將在裝飾石材及相關(guān)產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。
4 研究展望石材防護劑的研究趨向于多功能有機硅樹脂，氟樹脂，氟硅樹脂共聚體方向發(fā)展。其中氟硅樹脂近年來發(fā)展迅速。硅樹脂，氟樹脂防護劑傾向于通過聚酯樹脂，丙烯酸樹脂等材料來改性制備新型防護劑。隨著研究的進行，有機硅樹脂。氟樹脂在石材領(lǐng)域的應(yīng)用前景相當可觀。通過對受損的石材的修復(fù)，光潔亮麗、毫無瑕疵的石材表面又展示在人們前面。但是石材養(yǎng)護劑作用畢竟是有限的，不能把所有的希望都寄托在石材養(yǎng)護劑上。要防止石材表面受損我們應(yīng)該從石材的開采、運輸、科學(xué)防護、及施工開始，只有這樣才能促進石材行業(yè)的快速發(fā)展。
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