張秉堅(jiān)
(浙江大學(xué)化學(xué)系物理化學(xué)研究所，杭州 310027)

1．前言

石材是應(yīng)用最廣泛的建筑材料，從古代的石窟、石橋、石塔、石亭到現(xiàn)代普遍使用的各種裝飾石材以及各種巖畫、雕像、壁刻和紀(jì)念碑等，這些使用的石材大部分暴露在自然界的風(fēng)化環(huán)境中，特別是近代工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染對(duì)石材腐蝕的威脅更加嚴(yán)重． 另外，不正確的安裝、維修、防護(hù)和使用也會(huì)造成破壞、污損或各種石材病。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們逐步認(rèn)識(shí)到正確地使用石材表面防護(hù)劑可以減緩石材的腐蝕和污損，并預(yù)防多種石材病。

近幾年來，國(guó)外石材表面防護(hù)劑進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，促進(jìn)了我國(guó)石材表面處理技術(shù)的發(fā)展。但是， 國(guó)外產(chǎn)品的防護(hù)效果參差不齊，價(jià)格較為昂貴。為了發(fā)展我國(guó)的石材化學(xué)和石材表面處理技術(shù)，推出質(zhì)量可靠和價(jià)格實(shí)惠的國(guó)產(chǎn)石材表面防護(hù)劑，浙江大學(xué)物理化學(xué)研究所進(jìn)行了一系列研究工作，包括石材的著色? 、清洗【 、加固bI和防護(hù)。對(duì)于石材的表面防護(hù)我們已開發(fā)出數(shù)種防護(hù)劑產(chǎn)品，其中有的已經(jīng)應(yīng)用于石材工程和石材產(chǎn)品，開始發(fā)揮社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

石材表面防護(hù)劑的種類很多，分類法不盡相同，具體有：

1．按材料物性可以分為：無機(jī)表面防護(hù)劑和有機(jī)表面防護(hù)劑；

2．按防護(hù)方式可分為：半永久性防護(hù)(如石蠟、硅油等)和久性防護(hù)(如樹脂涂料)；

3．按作用機(jī)制可分為：表面成膜型和滲透固結(jié)型? ? ；

4．按用途可分為：表面防護(hù)荊、底面防護(hù)劑等。

對(duì)于各種類型防護(hù)劑的發(fā)展和優(yōu)缺點(diǎn)我們已進(jìn)行過許多評(píng)述l4 J。最近， 我們對(duì)無機(jī)表面防護(hù)劑已有新的發(fā)展， 以后將有專文敘述。本文主要探討我們開發(fā)的幾種有機(jī)硅滲透型石材表面防護(hù)劑和一種聚丙烯酸脂滲透型石材底面防護(hù)劑的防護(hù)性能。這是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的品種。

2．實(shí)驗(yàn)

石材表面防護(hù)劑應(yīng)當(dāng)滿足許多基本要求：首先，應(yīng)具有較好的防護(hù)性．即能夠緩解或阻擋周圍環(huán)境的侵蝕、破壞和污損，例如抗酸雨，抗污染，耐堿洗，拒油等；另外，防護(hù)劑與石材應(yīng)具有較好的相容性，即防護(hù)劑本身及其作用過程不能對(duì)石材產(chǎn)生負(fù)作用，例如變黃，產(chǎn)生膨脹壓力，阻礙石材呼吸產(chǎn)生水力壓力等；再有， 防護(hù)劑應(yīng)具有較好耐候性和重涂性， 因?yàn)槭牡恼Ｓ行勖h(yuǎn)長(zhǎng)于普通有機(jī)防護(hù)劑的壽命．防護(hù)劑的耐候性越好重涂的次數(shù)越少，重涂性越好，說明防護(hù)劑失效后對(duì)石材的負(fù)影響越小。

以上述要求為目標(biāo)，三年來我們結(jié)合石質(zhì)文物的保護(hù)和裝飾石材的保養(yǎng)，進(jìn)行了一系列有機(jī)合成和復(fù)配研究， 目前初步成型的幾種有機(jī)石材表面防護(hù)劑的名稱、產(chǎn)品代號(hào)、主要成分、性狀、應(yīng)用對(duì)象、功能和成膜性質(zhì)見表1．。

為了較全面地考察這些有機(jī)石材表面防護(hù)劑，我們進(jìn)行了多方面的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。這些防護(hù)劑涂覆石材后的表面光澤度增加值、吸水率減小值、憎水性、耐酸性、耐堿性、耐鹽性、拒油性、防污性和滲透性等性質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果見表2，檢測(cè)方法的說明和參照(參考)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如表3。

為了檢測(cè)保護(hù)劑的壽命，保護(hù)劑失效后對(duì)石材的影響以及保護(hù)劑的重涂性(多次涂覆后的效果)，我們參考國(guó)標(biāo)GB1865-80，進(jìn)行了人工酸雨加速老化和重涂性實(shí)驗(yàn)。將涂好防護(hù)劑(ZDS一01，ZDS一02．ZDS-03)的大理石石樣置于500W 紫外線高壓汞燈老化箱內(nèi)，距紫外燈管25czn，溫度75℃ ，每天用5％的稀硫酸噴涂?jī)纱危?以模擬酸雨環(huán)境，定期檢測(cè)外觀和憎水性。經(jīng)與室外屋頂同樣樣品對(duì)照，在該老化箱內(nèi)100小時(shí)約相當(dāng)于室外一年。石材表面防護(hù)劑的耐候性和重涂性的檢測(cè)結(jié)果見表4．。ZDS—O1、ZDS一2和ZDS—O3三種保護(hù)劑均未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)黃現(xiàn)象和影響重涂的現(xiàn)象。作為參照物的醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚脂樹脂和丙烯酸樹脂都不同程度地變黃．前三者還在石面形成殼層，無重涂意義。

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