本發(fā)明涉及石材防護技術(shù)，具體涉及一種石材防堿背涂材料，還涉及石材防堿背涂材料的制備方法。
背景技術(shù)：
天然石材因其高檔典雅、富麗堂皇的裝飾效果在建筑裝飾材料領(lǐng)域一直占有非常重要的地位，但是大多數(shù)天然石材存在不致密、有微孔的先天缺陷，導(dǎo)致其在某些應(yīng)用場合出現(xiàn)各種各樣的問題，比如濕度高的場合容易出現(xiàn)泛堿白化，地面鋪貼時開裂、翹起等，產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因主要是因為天然石材的背面存在較大的孔隙，且天然石材本身與鋪設(shè)面的性能不同導(dǎo)致的；目前最常用的解決方案是在石材背面涂刷有機氟、有機硅、有機氟硅等防護劑，這些防護劑通過石材表面的微小裂縫滲透進入石材內(nèi)部形成憎水防水層。石材底面防護劑可以將石材底面的吸水率降低95%以上，可有效防止水和堿滲入石材。但這樣會引起另一個問題，那就是水泥砂漿粘結(jié)力的降低，因為水泥對石材的輕微滲入形成“錨固”作用是粘結(jié)石材的主要原因，水若無法滲入石材，水泥便損失了對石材的滲入錨固，粘結(jié)力的降低就不可避免了，日后石材的空鼓也就隨之而來了。
因此，發(fā)明一種既能防水防堿，又能提高石材背面粘結(jié)強度的新型石材防堿背涂材料對石材防護技術(shù)領(lǐng)域具有積極的意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題，針對目前最常用的石材防堿解決方案是在石材背面涂刷有機氟、有機硅、有機氟硅等防護劑，但是這些防護方法會導(dǎo)致水泥難以入滲石材失去錨固作用，導(dǎo)致石材背面粘結(jié)強度下降的缺陷，提供了一種石材防堿背涂材料及其制備方法。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
一種石材防堿背涂材料，包括改性粉體和混合乳液，其特征在于：所述的改性粉體是由多孔羥基磷灰石經(jīng)硅酸鈉溶液和植物精油改性所得。
所述的多孔羥基磷灰石是由以下方法制得的：
稱取200～300g羥基磷灰石浸入沼氣池中的沼液底部，靜置浸泡3～5天后取出，并立即用液氮噴淋冷凍2～4min，將冷凍后的羥基磷灰石粉碎20～30min并過200目篩，收集過篩物得到多孔羥基磷灰石粉末。
所述的多孔羥基磷灰石經(jīng)硅酸鈉溶液和植物精油改性的方法是：
（1）將多孔羥基磷灰石粉末和硅酸鈉溶液以及硅烷偶聯(lián)劑kh550混合后超聲振蕩處理，過濾，分離得到濾渣；
（3）將上述所得濾渣和植物精油按等質(zhì)量比混合后得到混合物，將混合物放入發(fā)酵罐中，再向發(fā)酵罐中加入綠膿桿菌菌懸液，攪拌均勻后，密封發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后，過濾，分離得到發(fā)酵濾渣，烘干后得到改性粉體。
所述的植物精油為薰衣草精油、檸檬精油、桂花精油、洋甘菊精油、百合精油、茉莉精油、玫瑰精油、紫羅蘭精油、檀香精油、茶樹精油、香橙精油、康乃馨精油、雪蓮精油、姜花精油、薄荷精油、郁金香精油、玉蘭花精油、風(fēng)信子精油中的一種或多種的混合物，混合時按任意比例進行配比。
步驟（1）中所述的多孔羥基磷灰石粉末和硅酸鈉溶液以及硅烷偶聯(lián)劑kh550的質(zhì)量比為10:50:1，硅酸鈉溶液的質(zhì)量分數(shù)為40%，超聲振蕩功率為100～200w，頻率為30～40khz，超聲振蕩時間為1～2h。
步驟（2）中所述的綠膿桿菌菌懸液濃度為106cfu/ml，加入量為混合物質(zhì)量的1%，密封發(fā)酵溫度為30～40℃，密封發(fā)酵時間為7～9天。
所述的混合乳液是由按重量份數(shù)計的以下組分混合所得：30～40份硅溶膠、30～40份氟碳乳液和20～40份滅菌發(fā)酵濾液以及5～10份異丁基三乙氧基硅烷。
所述的滅菌發(fā)酵濾液是由以下方法制得：
將雞蛋黃、雞肝和雞骨粉碎，得到混合粉碎物，將所得混合粉碎物裝入發(fā)酵罐中，密封發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后，過濾分離得到發(fā)酵濾液，高溫滅菌后得到滅菌發(fā)酵濾液。
所述的雞蛋黃、雞肝和雞骨的質(zhì)量比為1:2:3，密封發(fā)酵溫度為35～45℃，空氣相對濕度為60～70%，密封發(fā)酵時間為15～20天。
所述的石材防堿背涂材料的具體制備方法是：按重量份數(shù)計，稱取30～40份混合乳液、40～50份改性粉體、3～5份松香酸鈣皂倒入膠體磨中，在70～80℃下以1000～2000r/min轉(zhuǎn)速混合研磨2～3h，出料后裝罐，即得石材防堿背涂材料。
本發(fā)明的有益效果是：
（1）本發(fā)明首先通過混合乳液中含有的硅溶膠、滅菌發(fā)酵濾液和氟碳乳液滲入石材的毛細孔中，在孔壁上與石材中的二氧化硅等成分反應(yīng)并吸收空氣中的二氧化碳反應(yīng)形成一層堅固的極化膜，這層膜由于硅、氟的存在，表面張力極低，因此高表面張力的水無法在這層極化膜的表面潤濕滲透，因此達到防水防堿目的；
（2）本發(fā)明所用的改性粉體，表面孔隙率高，經(jīng)硅酸鈉溶液和硅烷偶聯(lián)劑處理后，其表面的硅羥基數(shù)量增加，并且經(jīng)植物精油在微生物的作用下改性，使其表面的疏水性酯基基團數(shù)量也得以增加，因此防水效果好，而多孔的粉體層又能給水泥入滲提供空間，粉體表面的硅羥基和水泥表面的硅羥基可以發(fā)生脫水縮合反應(yīng)，形成鍵能極大的si-o-si鍵，鍵能的提高使得粉體層和水泥的粘結(jié)強度也得以提高，又解決了水泥難以入滲石材失去錨固作用，導(dǎo)致石材背面粘結(jié)強度下降的問題，具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實施方式
稱取200～300g羥基磷灰石裝入紗布袋中，扎緊袋口，將紗布袋浸入沼氣池中的沼液底部，靜置浸泡3～5天，浸泡結(jié)束后取出紗布袋，倒出羥基磷灰石，并立即用液氮噴淋冷凍2～4min，將冷凍后的羥基磷灰石放入氣流粉碎機中粉碎20～30min并過200目篩，收集過篩物得到多孔羥基磷灰石粉末；將上述多孔羥基磷灰石粉末和質(zhì)量分數(shù)為40%的硅酸鈉溶液以及硅烷偶聯(lián)劑kh550按質(zhì)量比為10:50:1混合后倒入超聲振蕩儀，在功率為100～200w，頻率為30～40khz的條件下超聲振蕩處理1～2h，超聲處理結(jié)束后過濾，分離得到濾渣；將上述所得濾渣和植物精油按等質(zhì)量比混合后得到混合物，將混合物放入發(fā)酵罐中，再向發(fā)酵罐中加入混合物質(zhì)量1%的濃度為106cfu/ml綠膿桿菌菌懸液，攪拌均勻后，密封發(fā)酵罐，在30～40℃下保溫發(fā)酵7～9天，發(fā)酵結(jié)束后過濾，分離得到發(fā)酵濾渣，放入烘箱，在105～110℃下干燥1～2h，出料，得到改性粉體；按質(zhì)量比為1:2:3將雞蛋黃、雞肝和雞骨放入膠體磨中粉碎1～2h，得到混合粉碎物，將所得混合粉碎物裝入發(fā)酵罐中，密封發(fā)酵罐，并將發(fā)酵罐移入溫度為35～45℃，空氣相對濕度為60～70%的溫室中，保溫發(fā)酵15～20天，發(fā)酵結(jié)束后，過濾分離得到發(fā)酵濾液，高溫滅菌后得到滅菌發(fā)酵濾液；按重量份數(shù)計，稱取30～40份硅溶膠、30～40份氟碳乳液和20～40份上述滅菌發(fā)酵濾液以及5～10份異丁基三乙氧基硅烷，放入混料機中攪拌混合1～2h，出料得到混合乳液；按重量份數(shù)計，稱取30～40份上述混合乳液、40～50份改性粉體、3～5份松香酸鈣皂倒入膠體磨中，在70～80℃下以1000～2000r/min轉(zhuǎn)速混合研磨2～3h，出料后裝罐，即得石材防堿背涂材料。所述的植物精油為薰衣草精油、檸檬精油、桂花精油、洋甘菊精油、百合精油、茉莉精油、玫瑰精油、紫羅蘭精油、檀香精油、茶樹精油、香橙精油、康乃馨精油、雪蓮精油、姜花精油、薄荷精油、郁金香精油、玉蘭花精油、風(fēng)信子精油中的一種或多種的混合物，混合時按任意比例進行配比。
實例1
稱取200g羥基磷灰石裝入紗布袋中，扎緊袋口，將紗布袋浸入沼氣池中的沼液底部，靜置浸泡3天，浸泡結(jié)束后取出紗布袋，倒出羥基磷灰石，并立即用液氮噴淋冷凍2min，將冷凍后的羥基磷灰石放入氣流粉碎機中粉碎20min并過200目篩，收集過篩物得到多孔羥基磷灰石粉末；將上述多孔羥基磷灰石粉末和質(zhì)量分數(shù)為40%的硅酸鈉溶液以及硅烷偶聯(lián)劑kh550按質(zhì)量比為10:50:1混合后倒入超聲振蕩儀，在功率為100w，頻率為30khz的條件下超聲振蕩處理1h，超聲處理結(jié)束后過濾，分離得到濾渣；將上述所得濾渣和植物精油按等質(zhì)量比混合后得到混合物，將混合物放入發(fā)酵罐中，再向發(fā)酵罐中加入混合物質(zhì)量1%的濃度為106cfu/ml綠膿桿菌菌懸液，攪拌均勻后，密封發(fā)酵罐，在30℃下保溫發(fā)酵7天，發(fā)酵結(jié)束后過濾，分離得到發(fā)酵濾渣，放入烘箱，在105℃下干燥1h，出料，得到改性粉體；按質(zhì)量比為1:2:3將雞蛋黃、雞肝和雞骨放入膠體磨中粉碎1h，得到混合粉碎物，將所得混合粉碎物裝入發(fā)酵罐中，密封發(fā)酵罐，并將發(fā)酵罐移入溫度為35℃，空氣相對濕度為60%的溫室中，保溫發(fā)酵15天，發(fā)酵結(jié)束后，過濾分離得到發(fā)酵濾液，高溫滅菌后得到滅菌發(fā)酵濾液；按重量份數(shù)計，稱取30份硅溶膠、30份氟碳乳液和20份上述滅菌發(fā)酵濾液以及5份異丁基三乙氧基硅烷，放入混料機中攪拌混合1h，出料得到混合乳液；按重量份數(shù)計，稱取30份上述混合乳液、40份改性粉體、3份松香酸鈣皂倒入膠體磨中，在70℃下以1000r/min轉(zhuǎn)速混合研磨2h，出料后裝罐，即得石材防堿背涂材料。所述的植物精油為薰衣草精油、檸檬精油、桂花精油、洋甘菊精油、百合精油、茉莉精油、玫瑰精油、紫羅蘭精油、檀香精油、茶樹精油、香橙精油、康乃馨精油、雪蓮精油、姜花精油、薄荷精油、郁金香精油、玉蘭花精油、風(fēng)信子精油中的一種或多種的混合物，混合時按任意比例進行配比。
實例2
稱取250g羥基磷灰石裝入紗布袋中，扎緊袋口，將紗布袋浸入沼氣池中的沼液底部，靜置浸泡4天，浸泡結(jié)束后取出紗布袋，倒出羥基磷灰石，并立即用液氮噴淋冷凍3min，將冷凍后的羥基磷灰石放入氣流粉碎機中粉碎25min并過200目篩，收集過篩物得到多孔羥基磷灰石粉末；將上述多孔羥基磷灰石粉末和質(zhì)量分數(shù)為40%的硅酸鈉溶液以及硅烷偶聯(lián)劑kh550按質(zhì)量比為10:50:1混合后倒入超聲振蕩儀，在功率為150w，頻率為35khz的條件下超聲振蕩處理1h，超聲處理結(jié)束后過濾，分離得到濾渣；將上述所得濾渣和植物精油按等質(zhì)量比混合后得到混合物，將混合物放入發(fā)酵罐中，再向發(fā)酵罐中加入混合物質(zhì)量1%的濃度為106cfu/ml綠膿桿菌菌懸液，攪拌均勻后，密封發(fā)酵罐，在35℃下保溫發(fā)酵8天，發(fā)酵結(jié)束后過濾，分離得到發(fā)酵濾渣，放入烘箱，在108℃下干燥1h，出料，得到改性粉體；按質(zhì)量比為1:2:3將雞蛋黃、雞肝和雞骨放入膠體磨中粉碎1h，得到混合粉碎物，將所得混合粉碎物裝入發(fā)酵罐中，密封發(fā)酵罐，并將發(fā)酵罐移入溫度為40℃，空氣相對濕度為65%的溫室中，保溫發(fā)酵18天，發(fā)酵結(jié)束后，過濾分離得到發(fā)酵濾液，高溫滅菌后得到滅菌發(fā)酵濾液；按重量份數(shù)計，稱取35份硅溶膠、35份氟碳乳液和30份上述滅菌發(fā)酵濾液以及8份異丁基三乙氧基硅烷，放入混料機中攪拌混合1h，出料得到混合乳液；按重量份數(shù)計，稱取35份上述混合乳液、45份改性粉體、4份松香酸鈣皂倒入膠體磨中，在75℃下以1500r/min轉(zhuǎn)速混合研磨2h，出料后裝罐，即得石材防堿背涂材料。所述的植物精油為薰衣草精油、檸檬精油、桂花精油、洋甘菊精油、百合精油、茉莉精油、玫瑰精油、紫羅蘭精油、檀香精油、茶樹精油、香橙精油、康乃馨精油、雪蓮精油、姜花精油、薄荷精油、郁金香精油、玉蘭花精油、風(fēng)信子精油中的一種或多種的混合物，混合時按任意比例進行配比。
實例3
稱取300g羥基磷灰石裝入紗布袋中，扎緊袋口，將紗布袋浸入沼氣池中的沼液底部，靜置浸泡5天，浸泡結(jié)束后取出紗布袋，倒出羥基磷灰石，并立即用液氮噴淋冷凍4min，將冷凍后的羥基磷灰石放入氣流粉碎機中粉碎30min并過200目篩，收集過篩物得到多孔羥基磷灰石粉末；將上述多孔羥基磷灰石粉末和質(zhì)量分數(shù)為40%的硅酸鈉溶液以及硅烷偶聯(lián)劑kh550按質(zhì)量比為10:50:1混合后倒入超聲振蕩儀，在功率為200w，頻率為40khz的條件下超聲振蕩處理2h，超聲處理結(jié)束后過濾，分離得到濾渣；將上述所得濾渣和植物精油按等質(zhì)量比混合后得到混合物，將混合物放入發(fā)酵罐中，再向發(fā)酵罐中加入混合物質(zhì)量1%的濃度為106cfu/ml綠膿桿菌菌懸液，攪拌均勻后，密封發(fā)酵罐，在40℃下保溫發(fā)酵9天，發(fā)酵結(jié)束后過濾，分離得到發(fā)酵濾渣，放入烘箱，在110℃下干燥2h，出料，得到改性粉體；按質(zhì)量比為1:2:3將雞蛋黃、雞肝和雞骨放入膠體磨中粉碎2h，得到混合粉碎物，將所得混合粉碎物裝入發(fā)酵罐中，密封發(fā)酵罐，并將發(fā)酵罐移入溫度為45℃，空氣相對濕度為70%的溫室中，保溫發(fā)酵20天，發(fā)酵結(jié)束后，過濾分離得到發(fā)酵濾液，高溫滅菌后得到滅菌發(fā)酵濾液；按重量份數(shù)計，稱取40份硅溶膠、40份氟碳乳液和40份上述滅菌發(fā)酵濾液以及10份異丁基三乙氧基硅烷，放入混料機中攪拌混合2h，出料得到混合乳液；按重量份數(shù)計，稱取40份上述混合乳液、50份改性粉體、5份松香酸鈣皂倒入膠體磨中，在80℃下以2000r/min轉(zhuǎn)速混合研磨3h，出料后裝罐，即得石材防堿背涂材料。所述的植物精油為薰衣草精油、檸檬精油、桂花精油、洋甘菊精油、百合精油、茉莉精油、玫瑰精油、紫羅蘭精油、檀香精油、茶樹精油、香橙精油、康乃馨精油、雪蓮精油、姜花精油、薄荷精油、郁金香精油、玉蘭花精油、風(fēng)信子精油中的一種或多種的混合物，混合時按任意比例進行配比。
對比例
將上述各實例所對應(yīng)的物料進行混勻，得到各實例相應(yīng)的背涂材料；將天然石材鋪設(shè)在水泥基底上，測量上述實例背涂材料對體系的粘結(jié)強度影響。
測量方式為在水泥基底上，以純水泥作為對比例的膠粘劑，再在膠粘劑上粘結(jié)天然石材；然后用建研式拉力機或zos-15型粘結(jié)強度儀測定粘結(jié)強度。
通過實驗得到粘結(jié)強度結(jié)果如表1所示：
表1
由表1可以看出，使用了本發(fā)明的背涂材料后，純水泥膠粘材料的28天、60天和90天粘結(jié)強度分別平均增加了23.8%，17.0%和14.2%，因此說明本發(fā)明的背涂材料增強了石材的粘結(jié)強度。
在測量粘結(jié)強度的同時，觀察粘結(jié)材料和天然石材界面，測量天然石材界面被腐蝕的厚度，測試結(jié)果如表2：
表2
由表2可看出，使用了本發(fā)明背涂材料后，大幅度減小了天然石材被水泥腐蝕的厚度，說明本申請涂料可起到阻斷水分遷徙、堿鹽擴散的作用，在天然石材用水泥基粘結(jié)材料粘結(jié)時可避免白化、水斑等病癥產(chǎn)生；因此說明采用本發(fā)明的背涂材料能有效地保護石材不被水分、堿鹽腐蝕。