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基本信息

項(xiàng)目名稱：
新型氟硅石材養(yǎng)護(hù)劑的研制
小類：
能源化工
簡介：
以有機(jī)氟和有機(jī)硅作為功能單體對純丙溶液進(jìn)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(hù)劑，兼具了有機(jī)硅、有機(jī)氟和純丙的優(yōu)良性能，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)石材養(yǎng)護(hù)劑使用范圍局限和防護(hù)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(hù)劑性能優(yōu)良，具有一定的市場前景及推廣實(shí)用價值，并且解決了工業(yè)涂料中有機(jī)溶劑對大氣污染嚴(yán)重的問題，開辟了石材養(yǎng)護(hù)劑的新領(lǐng)域。
詳細(xì)介紹：
采用分子設(shè)計(jì)的原理，通過調(diào)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(jī)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(zhì)量穩(wěn)定，成本低廉，綠色污染。

作品圖片

  • 新型氟硅石材養(yǎng)護(hù)劑的研制

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

作品設(shè)計(jì)、目的： 為預(yù)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(qiáng)石材性能，同時為彌補(bǔ)傳統(tǒng)石材養(yǎng)護(hù)劑防護(hù)范圍局限、防護(hù)效果差、污染嚴(yán)重等缺陷，研制氟硅改性石材養(yǎng)護(hù)劑，開辟石材養(yǎng)護(hù)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(jī)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(fù)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(jìn)行乳液共聚,制備有機(jī)硅氟改性的丙烯酸酯乳液。氟硅丙單體加成反應(yīng)采用含有雙鍵的有機(jī)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(cè)鏈上同時引入有硅氧烷基和氟烷基。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1、以全氟樹脂、非氟單體及功能性單體（有機(jī)硅樹脂）為原料制備氟硅石材養(yǎng)護(hù)劑，開辟了石材養(yǎng)護(hù)的新途徑。 2、研制氟硅石材養(yǎng)護(hù)劑的制備方法，制成的石材養(yǎng)護(hù)劑克服了傳統(tǒng)石材養(yǎng)護(hù)劑使用范圍局限、防護(hù)效果差、污染嚴(yán)重的缺點(diǎn)。 3、研究了不同填充量對氟硅石材養(yǎng)護(hù)劑性能的影響，獲得使氟硅石材養(yǎng)護(hù)劑各方面性能良好的原料配比。 技術(shù)關(guān)鍵： 制備過程須嚴(yán)格控制溫度和引發(fā)劑用量。 技術(shù)指標(biāo)： 防水性大于50％、耐酸性大于40％、PH3-13。

科學(xué)性、先進(jìn)性

作品科學(xué)性： 1、理論科學(xué)：采用分子設(shè)計(jì)的原理，通過調(diào)節(jié)KH-570、G-03有機(jī)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(jī)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(zhì)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(jìn)性： 1、氟硅養(yǎng)護(hù)劑解決了傳統(tǒng)石材養(yǎng)護(hù)劑使用范圍局限、防護(hù)效果不全面、流程繁復(fù)性價比低的缺點(diǎn)。 2、本產(chǎn)品制備流程簡單，反應(yīng)溫度易控制，聚合速率快；且制得的石材養(yǎng)護(hù)劑與傳統(tǒng)石材養(yǎng)護(hù)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(hù)劑，以水為溶劑，無毒無害，達(dá)到了“綠色”無污染。 4、將有機(jī)氟、有機(jī)硅單體共同作為原料，在達(dá)到優(yōu)良性能的同時降低了全氟養(yǎng)護(hù)劑的成本。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

本作品于2011年4月2日經(jīng)遼寧省電子技術(shù)情報(bào)所查新檢索，證明：沒有與本作品相同的文獻(xiàn)報(bào)道。

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

技術(shù)合作或有償轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

1、 實(shí)物、產(chǎn)品 2、 現(xiàn)場演示 3、 圖片 4、 樣品

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

使用說明： 與涂料用法相似，直接涂抹于石材表面。 技術(shù)特點(diǎn)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(shù)說明： 氟硅石材養(yǎng)護(hù)劑的使用可明顯改善石材裝修后存在的種種病癥，是預(yù)防石材發(fā)生各種病害最有效的措施，也可有效的保護(hù)石材，延長使用壽命，增強(qiáng)裝飾效果?？蓮V泛應(yīng)用于建筑裝修、石質(zhì)文物和廣場鋪石等石材的養(yǎng)護(hù)、保新，隨著人們對石質(zhì)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(jì)效益預(yù)測： 本產(chǎn)品是通過乳液聚合制備的水乳型養(yǎng)護(hù)劑，質(zhì)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(dāng)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(shí)際生產(chǎn)中。且石材養(yǎng)護(hù)劑是新興行業(yè)，所以其經(jīng)濟(jì)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(hù)劑使用范圍局限、防護(hù)效果差、污染嚴(yán)重及合成工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)，各國進(jìn)行了大量改性工作，通過查閱文獻(xiàn)歸納起來主要有以下幾種： Ⅰ 養(yǎng)護(hù)機(jī)理的改進(jìn) 傳統(tǒng)的石材養(yǎng)護(hù)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(hù)劑，其能很好的滲入被保護(hù)物的內(nèi)部微孔，形成納米級球狀結(jié)晶保護(hù)層，抗紫外線能力強(qiáng)、耐老化性和持久性，防護(hù)時間更長，可達(dá)30-50年，孫高霞等人利用石材“可滲透”的特性，將滲透性有機(jī)硅涂料涂覆于石材表面，很好的組織了外界腐蝕介質(zhì)的進(jìn)入。Ⅱ 合成工藝的改進(jìn) Shilpa K. Thanawala和Manoj K. Chaudhury采用硅氫加成法，將有機(jī)硅油、聚四氟乙烯及烯丙基聚氧乙烯聚氧乙烯醚進(jìn)行共聚合，制備了一系列有機(jī)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(shù)制備氟硅涂料；以上合成工藝復(fù)雜，影響產(chǎn)品性質(zhì)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(hù)劑的高性能產(chǎn)品主要依賴國外進(jìn)口，客觀地說，我國在石材養(yǎng)護(hù)這一領(lǐng)域與國外相比，仍然存在一定的差距。目前，關(guān)于含氟硅水溶性高性能石材養(yǎng)護(hù)劑的研制在國內(nèi)鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。
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