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專(zhuān)家指導:納米防護劑在石材領(lǐng)域中的應用

【字體: 】 發(fā)布日期:2014-07-02 14:41:46  點(diǎn)擊次數:2236

納米是人們認識世界的客觀(guān)領(lǐng)域內容之一,納米是尺度單位之一,1納米=10m=10A。納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍或同它們作為基本單元構成的,同時(shí)具有特殊物理化學(xué)性質(zhì)的材料,通常其具有四大效應,即小尺寸效應、宏觀(guān)量子隧道效應、表面效應和界面效應,從而在光學(xué)、力學(xué)、電學(xué)等性能上具有奇特的變化。納米材料及其技術(shù)是我國高技術(shù)發(fā)展計劃(863計劃)新材料領(lǐng)域的重要內容,納米材料正式成為科學(xué)是在八十年代末、九十年代初。目前納米材料科學(xué)是當今世界科學(xué)技術(shù)的前沿和熱點(diǎn).世界各國均把它作為高新技術(shù)研究計劃的重要內容。著(zhù)名物理學(xué)家錢(qián)學(xué)森1991年曾預言:納米左右和納米以下的結構將是下一階段科技發(fā)展的重點(diǎn),是一次技術(shù)革命,將是21世紀又一次革命。

近年來(lái),我國納米材料和納米結構課題組首席科學(xué)家助理、中科院化學(xué)研究所江雷教授首次提出的"二元協(xié)同納米界面材料"新概念,將功能材料研究提到了一個(gè)新高度,并取得了一些十分有意義的成果。納米防護劑正是以此為理論基礎,利用納米材料所特有的納米效應,特別是納米表面效應,研制而成的一種新型超雙疏性界面材料,納米防護劑通常能提高所防護物質(zhì)的各種表面性能。目前國內針對金屬、塑料、化纖織物等物質(zhì)的面表性能.已經(jīng)研制成功納米金屬表面防護劑、塑料表面防護劑及織物表面防護劑,特別是納米織物表面防護劑在領(lǐng)帶上的成功應用,表現出納米表面防護劑的種種特異性能。中科院化學(xué)所在對石材表面研究的基礎上,與有關(guān)的石材企業(yè)合作研制成功環(huán)保型納米石材多功能防護劑,并著(zhù)力實(shí)現產(chǎn)業(yè)化。經(jīng)過(guò)納米防護劑防護后的石材,在強度、耐磨性、防污性(防水性、油性污染物)、防石材病變、防風(fēng)化、耐老化等性能方面都有了顯著(zhù)的提高,同時(shí)顯示出抗菌、抗霉等特殊性能。這種新型的納米石材防護劑必將在裝飾石材及相關(guān)產(chǎn)品中得到廣泛應用。

一、防護機理

納米防護劑是以納米材料為主要成份,經(jīng)過(guò)納米技術(shù)特殊處理研制而成的水性、環(huán)保型石材處理劑,對人體無(wú)毒、無(wú)害。該產(chǎn)品的防護機理:以水為載體,其主體納米活性成份能滲人多微孔石材內部{孔隙大小分布在納米級到微米級),能修補石材天然細微孔洞和裂紋,滲透到石材內部的納米材料能與石材基體中的硅酸鹽、碳酸鹽等礦物形成一個(gè)牢固的整體,同時(shí)由于納米效應,經(jīng)納米石材多功能防護劑處理后的石材與傳統石材相比,表現出許多優(yōu)異的性能:高強度、高耐磨性、自清潔性、防污性、防風(fēng)化性(抗氧化、耐酸堿作用)、抗菌性、防各種石材病變等。應用該防護劑處理后的石材仍然保持透氣性和天然的表面裝飾效果。

二、性能特點(diǎn)

以裝飾石材中容易受污染的希臘雅士白大理石為例進(jìn)行防護劑效果的性能測試。首先對需要防護的石材制品進(jìn)行干燥、表面潔凈。然后使用噴灑、刷涂方法,把防護劑將要護理的表面噴溫或涂溫,表面層要保持一定量的防護液lO—l5分鐘,陰干,不需涂第二遍。經(jīng)過(guò)防護后的石材表現出以下幾點(diǎn)優(yōu)越性能:

1、高強、高硬、高耐磨:納米材料的力學(xué)效應,使經(jīng)防護劑處理后的石材抗彎曲強度增加20%以上。見(jiàn)表所示。

2、防水防油防污染:由于納米表面效應,經(jīng)防護劑處理后的石材疏水、疏油,對水性物質(zhì)如食用醋、醬油、紅茶、果汁等,以及油性物質(zhì),如食用色拉油、機油等均具有卓越的防護和抗污染作用(附表所示)。本產(chǎn)品護理過(guò)的石材,隨時(shí)問(wèn)延長(cháng)其防水防污等性能更有效。

3、防風(fēng)化、耐老化:經(jīng)防護劑處理后的石材,其表面能耐酸、耐堿;同時(shí)由于防護劑中添加了對紫外線(xiàn)具有良好屏蔽作用的納米材料,該石材具備良好的抗風(fēng)化作用和保色作用,耐候性和保色性能長(cháng)達l5年以上。

4、防各類(lèi)石材病變:石材病變的根源在于石材發(fā)育的微孔而造成對各種污染物質(zhì)的強吸附性。經(jīng)防護劑處理的石材具備致密的表面,同時(shí),卓越的防污染性能和防風(fēng)化性能也從根源上防止了石材產(chǎn)生各類(lèi)病變。

5、抗菌性能:因納米材料具有高活性和獨特紫外光激活催化作用,經(jīng)防護后的石材在分解有機、有毒氣體、凈化空氣、抗茵抗霉等方面具有一定的作用。

三、結論

經(jīng)納米防護劑防護后的石材在力學(xué)、防污、耐候及防石材病變等性能方面得到明顯的提高。同時(shí)這種石材具有一定的抗茵、自清潔功能,這大大提高了石材的附加性能,拓寬了石材的應用范圍。該防護劑適用于各類(lèi)石材毛板、拋光板、斧擘!J板、石雕、未經(jīng)上釉的瓷磚以及混凝土等制品的防護,尤其推薦用于高要求的大理石制品、磨面瓷磚的全方位養護,如建筑外墻、文物保護、各類(lèi)臺面及室內其他方面的裝修??梢?jiàn)納米防護劑在石材防護方面具有廣泛的應用前景,但對于納米防護劑的性能表征,以及防護劑防護機理方面需要進(jìn)一步開(kāi)展工作。

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