有机硅树脂石材防护剂

各种石刻、石雕，石质文物大部分在自然界的风化环境中，特别是近代工业的发展、环境破坏和酸雨对石质文物古迹的侵蚀更严重。若不采取有效的保护措施，这些珍贵文物将不复存在。研究新型材料用于石质文物的保护与修复被广泛重视。

石材的风化作用比较复杂，既有物理风化，又有化学风化和微生物作用。在风化损坏中，水起着特别重要作用，水引起膨胀裂、冻融裂破坏及钢筋锈蚀而破坏强度；墙壁受潮后，影响隔热、保温性能；墙壁涂层黏结力降低；大气浸蚀（风化）、石灰浸蚀或水使盐类溶解和迁移，由于雨水中SO3的水使有害气体变成酸，腐蚀而产生不平的表面，损害强度和外观；由于雨水中的杂质或砖石内盐的浸出而产生各种脏斑；水促进微生物繁殖和生长，容易生长苔藓、地衣、霉菌而损害墙壁外观。基于水破坏原因，石材保护涂层应符合以下要求：

（1）涂层具有良好防水性，防止水对石刻的接触和渗入，同时具有一定透气性和渗透性，以便把石刻、石雕内部水、气排出，防止内部水、气引起涂层脱落。
（2）涂层必须是无色透明，不能遮盖石刻原来底色。
（3）涂层耐候性好，耐温热变化，要求至少十年以上不发生明显老化现象。
（4）涂料化学性质稳定，不与石刻基体发生反应，涂料渗透能力强，渗透深度保证不会与表面风化层一起成片脱落。

（3）表面成膜有机硅树脂 表面涂膜型树脂的防护原理是把有机硅树脂涂覆在预先处理的石材表面，形成一层光亮如镜的保护膜，与空气中的H2O、O2、CO2等隔离。该防水剂以独特憎水性、透气性及优良的耐候性，目前被认为是优异建筑防水剂。通过与建筑材料的化学反应，有机硅在砖石基材表面生成一层几个分子厚的不溶性防水树脂薄膜。主要有水溶液型、溶剂型等三种类型建筑防水剂表面涂膜有机硅树脂的优点是：在石材上形成的保护膜，耐热、耐蚀、耐候，而且有增亮效果。其缺点是：一旦膜破损，难以修复，造成更严重的腐蚀。

（4）渗透性有机硅树脂石材保护剂 渗透固结型树脂的防护原理是：通过石材表面渗透到石材内部5～15mm左右（甚至可达50mm），与石材成分中的SiO2反应固定在石材内，形成疏水性的保护层。

为满足人们对石材装饰的越来越高要求，特别是宾馆、饭店、所以及文物保护，既能防水、防脏，又能保持天然石材本身的色彩和历史文物的原貌。而目前常用的成膜有机硅防水剂由于其不可回避的“反光现象”和长期的热胀冷缩易造成整块脱落而使其应用也受到一定的限制。为此，研发高渗透性有机硅树脂保护剂。

此类树脂防护剂国内外有关文献对多孔石材的表面处理使用一种含烷氧基硅烷、水、有机溶剂和聚合催化剂的单相液体混合物，使其通过渗透进入石材微孔隙内聚合，不但提高了石材的整体机械强度，又耐腐蚀。

四乙氧基硅烷、化学式C7H18O3Si （CAS2031-67-6），化学式CH3Si(CH3O)3 （CAS1185-55-3）等硅烷类单体渗透性强，经水解后在石材内部聚合，形成的树脂耐候性能优良，经过硅烷处理后的石材憎水性大大增多，而其水解聚合挥发出乙醇，使防护处理后的石材具有一定的“呼吸”功能。将有机硅玻璃树脂与改性的丙烯酸、聚酯添硅烷偶联剂、湿气固化剂、分散剂、流平剂制成清澈如水的液体，然后渗透剂醋酸丁酯制备而成。此防护剂在石材表面所形成的水膜如同玻璃，透明晶亮，柔和。