石材防护剂的最新发展技术

一、氟改性石材防护剂

目前，用于石材防护剂的主要材料为石蜡、有机硅、有机氟、髙分子树脂等几大类，表24对比了这几类防护产品的性能。对于石材防护而言，每一种材料都有其优缺点，只是利和弊的比例不同而已，从当前的应用情况来看，想要用某一种材料来替代其他材料的可能性不大，不同材料的防护剂仍有各自的用途。正因为每一种材料都不可能十全十美，人们一直在不断地努力研究开发技术更先进、功能更齐全的石材防护产品。

从表24中我们看到，有机硅虽然防水(水的表面能为72mN/m)，但防油性能（油的表面能为20~30mN/m)很差，氟材料防油性和拨水性较好，但防水渗透性较差，其他材料虽然也能防水防油,但都是密封型，不透气，影响石材的呼吸，而且耐候性不佳。

氟材料的超低表面能和超强的耐候性引起了世人的广泛关注，是材料界的一大前沿和热门课题。有机氟高分子的优异特性与其结构密切相关，氟树脂高分子链上含有大量的C—F键，其键能达490kj/mol,相比较C—H键为415kJ/mol,C—0键为360kJ/mol,C—C键只有350kj/mol，其键能是最大的，因此氟树脂具有许多其他树脂无可比拟的特点:①耐候性优异;②抗水解;③耐化学介质良好;④耐溶剂性能好;⑤耐热性能好;⑥具有极低的表面张力，既拨水又抗油;⑦具有耐粘污性;⑧良好的水蒸气渗透性。但其缺点是防水性能不如有机硅材料,而且氟材料在介质中的分散或溶解比较困难，成本较高。因此，人们就想结合这两种材料的优点,采用分子设计、剪裁、接枝的原理，引人其他功能性单体,制造出性能更优异的石材防护剂。

二、有机硅双涂层大理石防护剂

该技术是近年来国外推广使用的一种覆膜型石材防护剂，主要原理是先在要防护的大理石表面涂上一层底涂层（主要原料为六氟硅酸化合物），再涂上一层表涂层（由三烷氧基硅烷与四烷氧基硅烷组成），形成一种比一般树脂、有机硅防护剂等涂层更加耐候、耐水、耐磨、耐紫外线、耐污染的防护涂膜。

该方法不同于以往的有机硅防护剂的使用之处是先以底涂剂与大理石中碳酸钙反应，同时六氟硅酸化合物侵人填充大理石微孔，形成坚固的结合层，之后,这层化合物与表涂层反应，形成防护膜与大理石紧密附着，有效地防止膜层脱落。因此，这种防护剂具有更优异的性能,经久耐用，能耐磨、耐热、耐老化、耐风化,能使大理石长期保持绚丽光泽。

三、纳米技术在装饰石材防护剂上的应用

纳米尺度的材料，又称纳米材料，其尺寸介于0.1~100nm。纳米材料在装饰石材上的应用已有报道，如果得到开发，必将对传统的装饰石材带来突破性的技术进步。其主要优点在于：

(1)渗透性和重涂性。在渗透型防护剂中，加入纳米级材料，会产生渗透力更强、防护剂附着力更强的效果。一般渗透型防护剂渗人深度在5左右，而加人纳米材料后可渗透10~20mm，这对耐候性和持久防护十分有利。经过纳米防护剂处理的石材，使用若干年防护失效后，其接受重涂性更为优越。

(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，因而先天存在着寄生各种微生物，如细菌、霉菌、酵母菌、藻类、植物、虫类、微型小动物的环境。利用纳米级材料制成的无机抗菌防护剂是消除这些影响的新技术，其主要途径是将银、铜、锌等氧化物或这类金属离子通过离子交换、吸附、包埋等方法负载到无机物上，如硅酸盐、碳酸盐载体上，涂刷到石材上后，通过纳米材料中不断释放的金属离子来杀菌，由于金属离子的正电子需要氧离子的不断补充，使细菌等微生物处于无氧状态和环境下，从而造成石材表面菌类和微生物死亡。

(3)自洁性。在石材防护剂中加人纳米级光触媒材料，光触媒材料吸收一定波长的光量子后,价带中的电子就会被激发到导电带，形成带负电的髙活性电子e\同时在价带中产生带正电的空穴V。空穴对电子的吸引作用形成了光触媒材料的特殊的氧化能力。电子与空气中的氧还可生成负氧离子，这种负氧离子也有很强的氧化能力。这样就能使多数有机污染物被光触媒材料氧化，使之分解成无害的CO2、H2O和矿物酸,从而起到自动清洁和净化环境的作用。