[发明专利]水性硅基纳米杂化防污防腐剂的制备方法

说明书

技术领域：本发明属于高分子化学技术领域，具体涉及一种利用溶胶-凝胶法和水性纳米粒子的表面改性技术制备水性硅基纳米杂化防污防腐剂的方法。

背景技术：近年来，纳米科技迅速渗透到传统建材中，并取得了一些可喜的成绩。环境保护、REACH法规等技术贸易壁垒等迫切需要我们用高新技术改造传统建材，纳米技术是保证我国建材可持续发展的重要基础。

溶胶-凝胶法可在温和的反应条件下台成接近分子尺寸水平的有机/无机杂化材料，兼具有机与无机材料的优点如高硬度、耐磨性、热稳定性和耐久性，尤其是其显著的力学强度、优良的光学透明性和良好的附着力等。含硅有柑无机纳米杂化材料又是最重要的一类。有机硅具有较低的表面张力和优良的耐候性和稳定性，在防水抗污及室外环境中有着广泛的应用。目前市场上广泛使用的一类防污剂是烃类为溶剂的有机硅聚合物，在硬度耐磨性及操作安全性方面不尽人意；另一类是把两种简单的液体A液B液分先后处理抛光砖的防污技术，操作不便，性能有待改进。

发明内容：本发明的目的是针对上述现状而提出的一种利用有机硅的疏水性能和纳米硅溶胶的高硬度和耐候性，采用溶胶-凝胶和表面改性技术制备环保水基型的硅基纳米杂化防污防腐剂的方法。

本发明是这样来实现的：将酸性硅溶胶与有机硅烷前驱体按一定比例(杂化比，即固体SiO₂与有机硅烷的质量百分比)在搅拌下混合，升温反应4h，冷却，然后将一定量的功能性水性聚硅氧烷滴入其中，搅拌均匀，即得复合的水性硅基纳米杂化防污防腐剂。

将上述制得的硅基纳米杂化材料在干净平整的玻璃片上涂胶，振动让其自然流平，室温自然干燥1d，膜厚在2-3μm之间，于70℃干燥4h后再升温至110℃保温1h，冷却至室温制得疏水膜。

本发明方法制备的防腐剂具有优良的疏水防污性和防腐性能，在多种极性建材中有着广阔的应用前景。在石油资源日益紧缺的国际环境中，水性材料的成功开发和应用具有深远的意义。

具体实施方式：下面结合实施例对本发明加以进一步描述。

实施例：主要原料：硅溶胶(固含量30％，pH＝3-4)，正硅酸乙酯、无水乙醇等为分析纯试剂，甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、功能性水性聚硅氧烷。

将酸性硅溶胶与有机硅烷前驱体按一定比例(杂化比，即固体SiO₂与有机硅烷的质量百分比)在搅拌下混合，升温反应4h，冷却，然后将一定量的功能性水性聚硅氧烷滴入其中，搅拌均匀，即得复合的水性硅基纳米杂化防污防腐剂。将上述制得的硅基纳米杂化材料在干净平整的玻璃片上涂胶，振动让其自然流平，室温自然干燥1d，膜厚在2-3μm之间，于70℃干燥4h后再升温至110℃保温1h，冷却至室温制得疏水膜。

本实施例涂膜在各种外力破坏和生活化学污染介质腐蚀环境中仍能保持涂层的完整性，具有明显的防腐蚀性能，在多种不同表面粗糙度的无机基材如玻璃、陶瓷、文化石、天然石材的表面疏水防污处理及文物保护、金属表面防腐处理等方面有着广阔的应用前景。