基本信息
- 項目名稱：
- 新型氟硅石材養(yǎng)護劑的研制
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 以有機氟和有機硅作為功能單體對純丙溶液進行改性，采用乳液聚合的方式制備出新型環(huán)保石材養(yǎng)護劑，兼具了有機硅、有機氟和純丙的優(yōu)良性能，彌補了傳統(tǒng)石材養(yǎng)護劑使用范圍局限和防護效果不全面的缺陷，同時原料易得，工藝簡單，成本低，制得的石材養(yǎng)護劑性能優(yōu)良，具有一定的市場前景及推廣實用價值，并且解決了工業(yè)涂料中有機溶劑對大氣污染嚴重的問題，開辟了石材養(yǎng)護劑的新領域。
- 詳細介紹：
- 采用分子設計的原理，通過調節(jié)丙基三甲氧基硅烷（KH-570）、甲基丙烯酸三氟乙酯（G-03）有機改性單體以及甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸（AA）的單體比例，降低了氟單體的用量并且有效控制該聚合物產(chǎn)品的表面能、防水、防油性以及成本，通過大量的合成、性能測試，選取出性價比最低的配比。生產(chǎn)工藝簡單，質量穩(wěn)定，成本低廉，綠色污染。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 作品設計、目的： 為預防石材油斑、色斑、水斑、銹斑、白華、磨損、失光、粉化剝落以及表面腐蝕等“病變”的產(chǎn)生，改善石材裝飾后的種種病癥，增強石材性能，同時為彌補傳統(tǒng)石材養(yǎng)護劑防護范圍局限、防護效果差、污染嚴重等缺陷，研制氟硅改性石材養(yǎng)護劑，開辟石材養(yǎng)護劑的新途徑。 基本思路： 以γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷（KH-570）和甲基丙烯酸三氟乙酯（G-03）為有機改性單體，然后在十二烷基硫酸鈉(SDS) /辛基苯基聚氧乙烯醚(OP-10)復合乳化劑，過硫酸銨引發(fā)劑存在下,采用乳液聚合的方法將其與甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸（AA）進行乳液共聚,制備有機硅氟改性的丙烯酸酯乳液。氟硅丙單體加成反應采用含有雙鍵的有機硅單體和含雙鍵的氟烷基單體與丙烯酸單體共聚，在聚合物側鏈上同時引入有硅氧烷基和氟烷基。 創(chuàng)新點： 1、以全氟樹脂、非氟單體及功能性單體（有機硅樹脂）為原料制備氟硅石材養(yǎng)護劑，開辟了石材養(yǎng)護的新途徑。 2、研制氟硅石材養(yǎng)護劑的制備方法，制成的石材養(yǎng)護劑克服了傳統(tǒng)石材養(yǎng)護劑使用范圍局限、防護效果差、污染嚴重的缺點。 3、研究了不同填充量對氟硅石材養(yǎng)護劑性能的影響，獲得使氟硅石材養(yǎng)護劑各方面性能良好的原料配比。 技術關鍵： 制備過程須嚴格控制溫度和引發(fā)劑用量。 技術指標： 防水性大于50％、耐酸性大于40％、PH3-13。
科學性、先進性
- 作品科學性： 1、理論科學：采用分子設計的原理，通過調節(jié)KH-570、G-03有機改性單體以及MMA、BA和AA的單體比例，降低了氟單體的用量并且有效控制該聚合物產(chǎn)品的性能和成本，通過大量的合成、性能測試，選取出性價比最低的配比。 2、產(chǎn)品性能：在保持有機硅材料耐熱性、耐寒性同時，兼具耐候耐老化、耐溶劑和油等優(yōu)異性能和具有更低的表面能性能。 3、生產(chǎn)工藝：產(chǎn)品質量穩(wěn)定、工藝流程簡單、能耗低。通過引入部分非氟單體，更可提供材料更好的附著力，分散性。 作品先進性： 1、氟硅養(yǎng)護劑解決了傳統(tǒng)石材養(yǎng)護劑使用范圍局限、防護效果不全面、流程繁復性價比低的缺點。 2、本產(chǎn)品制備流程簡單，反應溫度易控制，聚合速率快；且制得的石材養(yǎng)護劑與傳統(tǒng)石材養(yǎng)護劑相比粘性更高，易于附著。 3、本產(chǎn)品是通過乳液聚合制備的水乳型養(yǎng)護劑，以水為溶劑，無毒無害，達到了“綠色”無污染。 4、將有機氟、有機硅單體共同作為原料，在達到優(yōu)良性能的同時降低了全氟養(yǎng)護劑的成本。
獲獎情況及鑒定結果
- 本作品于2011年4月2日經(jīng)遼寧省電子技術情報所查新檢索，證明：沒有與本作品相同的文獻報道。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 技術合作或有償轉讓
作品可展示的形式
- 1、 實物、產(chǎn)品 2、 現(xiàn)場演示 3、 圖片 4、 樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明： 與涂料用法相似，直接涂抹于石材表面。 技術特點和優(yōu)勢： 以水為稀釋劑，采用乳液聚合的方式制備，綠色無污染，且制備工藝簡單，生產(chǎn)能耗低。 適用范圍及推廣前景的技術說明： 氟硅石材養(yǎng)護劑的使用可明顯改善石材裝修后存在的種種病癥，是預防石材發(fā)生各種病害最有效的措施，也可有效的保護石材，延長使用壽命，增強裝飾效果?？蓮V泛應用于建筑裝修、石質文物和廣場鋪石等石材的養(yǎng)護、保新，隨著人們對石質文物的日益重視，其發(fā)展前景十分廣闊。 市場分析和經(jīng)濟效益預測： 本產(chǎn)品是通過乳液聚合制備的水乳型養(yǎng)護劑，質量穩(wěn)定、能耗低，以水為溶劑，無毒無害，具有“綠色”無污染的特性，符合當前綠色環(huán)?；だ砟?。而由于其生產(chǎn)流程制作工藝簡單，大大降低了生產(chǎn)成本，可直接投入到實際生產(chǎn)中。且石材養(yǎng)護劑是新興行業(yè)，所以其經(jīng)濟效益不可低估。
同類課題研究水平概述
- 鑒于傳統(tǒng)石材養(yǎng)護劑使用范圍局限、防護效果差、污染嚴重及合成工藝復雜等缺點，各國進行了大量改性工作，通過查閱文獻歸納起來主要有以下幾種： Ⅰ 養(yǎng)護機理的改進 傳統(tǒng)的石材養(yǎng)護劑大都是非滲透性膜層涂料，其透氣性、抗紫外線、耐老化性和持久性差，從而使石材產(chǎn)生“病變”；針對這一問題，各國相繼研制了滲透性石材養(yǎng)護劑，其能很好的滲入被保護物的內部微孔，形成納米級球狀結晶保護層，抗紫外線能力強、耐老化性和持久性，防護時間更長，可達30-50年，孫高霞等人利用石材“可滲透”的特性，將滲透性有機硅涂料涂覆于石材表面，很好的組織了外界腐蝕介質的進入。Ⅱ 合成工藝的改進 Shilpa K. Thanawala和Manoj K. Chaudhury采用硅氫加成法，將有機硅油、聚四氟乙烯及烯丙基聚氧乙烯聚氧乙烯醚進行共聚合，制備了一系列有機氟硅聚合物；Andreas F. Thu nemann和Rimantas H. Kublickas以全氟烷、丁烷、含氨乙基和氨丙基的功能單體及硅油等為原料采用自組裝技術制備氟硅涂料；以上合成工藝復雜，影響產(chǎn)品性質的穩(wěn)定性。近期，我國郭均平等人采用乳液共聚合法制備了稀釋穩(wěn)定性、耐寒耐熱穩(wěn)定性均較好且乳膠粒分布較為均一的氟硅丙烯酸酯共聚乳液，合成工藝相對簡便。近年來，我國石材養(yǎng)護劑的高性能產(chǎn)品主要依賴國外進口，客觀地說，我國在石材養(yǎng)護這一領域與國外相比，仍然存在一定的差距。目前，關于含氟硅水溶性高性能石材養(yǎng)護劑的研制在國內鮮有文獻報道。
