CN110511600A - 用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法 - Google Patents

用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110511600A
CN110511600A CN201910976885.1A CN201910976885A CN110511600A CN 110511600 A CN110511600 A CN 110511600A CN 201910976885 A CN201910976885 A CN 201910976885A CN 110511600 A CN110511600 A CN 110511600A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fumed silica
coating material
preparation
cultural relic
modification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910976885.1A
Other languages
English (en)
Inventor
杨进
李佳钰
宋浩杰
贾晓华
李永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi University of Science and Technology
Original Assignee
Shaanxi University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi University of Science and Technology filed Critical Shaanxi University of Science and Technology
Priority to CN201910976885.1A priority Critical patent/CN110511600A/zh
Publication of CN110511600A publication Critical patent/CN110511600A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

本发明公开一种用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法，包括如下步骤：1)量取气相二氧化硅分散在乙醇和异丙醇混合溶液中，得到气相二氧化硅分散液；2)量取全氟辛基三氯硅烷及正硅酸四乙酯加入步骤1)得到的分散液中，形成均匀的白色溶液；3)在白色溶液中滴加氨水形成均匀悬浮液；4)溶液超声分散并搅拌均匀的改性气相二氧化硅涂层材料；通过用正硅酸四乙酯和全氟辛基三氯硅烷改性气相二氧化硅，并将改性气相二氧化硅分散于乙醇中喷涂，即可形成透明超疏水超疏油涂层，制备方法简单快速，制备成本低，制备的产品具有优异的超疏水超疏油性能，透光性能，自清洁性能和耐久性的特点。

Description

用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备 方法
技术领域
本发明属于文物保护领域，具体涉及一种用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法。
背景技术
有机/无机材料新材料领域有着广阔的应用前景，在涂料、薄膜、纳米复合材料方面都有着广泛的应用。但在文物保护领域，特别是硅酸盐质文物的保护领域少有报道和公布的专利。目前的保护材料往往容易受到水的侵蚀，机械强度低，而且抗老化和湿热能力差。气相二氧化硅具有良好的耐高温、化学稳定性、耐酸碱腐蚀等特点，而氟化物有着良好的热稳定性、机械性能以及疏水疏油特性，将二者结合起来可以充分发挥有机/无机材料的优势。
研究指出要使得涂层具有优异的透光性能，需要严格控制表面凸起尺寸，使得其粗糙度不超过可见光波长的1/4。因此，需要制备过程中严格控制好表面凸起结构的尺寸。一方面，超疏水超疏油性能的形成需要在表面形成较大的粗糙度，另一方面较大的粗糙度又会降低透光率，因此，在制备过程中有效控制表面凸起结构的尺寸，调控表面粗糙度至关重要。
喷涂法具有操作简单、易于实现、对涂覆的基体没有特殊要求、适用于室温下大面积涂层制备、现场应用性强等特点，是最适用于用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法。因此，改性气相二氧化硅涂层可以在不改变硅酸盐基体本身原始形态及信息的前提下实现对其进行科学合理的保护，成为目前硅酸盐类文化遗产保护的杂化纳米材料亟需解决的问题。
发明内容
本发明目的在于提出一种的用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法，制备方法简单、快速，成本低，制备的产品喷涂在硅酸盐物质上形成的涂层具有优异的超疏水超疏油性能，透光性能，自清洁性能和耐久性的特点。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
1)一次量取气相二氧化硅分散在混合溶剂中，得到浓度为1～10mg/mL的气相二氧化硅分散液；
2)按全氟辛基三氯硅烷与气相二氧化硅分散液的体积比为1：20，全氟辛基三氯硅烷与正硅酸四乙酯体积比为5：1，量取全氟辛基三氯硅烷及正硅酸四乙酯加入步骤1)得到的分散液中，磁力搅拌后形成均匀的白色溶液；
3)在步骤2)的白色溶液中滴加质量分数为25％～28％的氨水，边滴加边搅拌，滴加完毕之后再继续搅拌10～15min，边超声边搅拌至形成均匀悬浮液；
4)将步骤3)中的溶液超声分散并搅拌10～15min获得均匀的改性气相二氧化硅涂层材料。
进一步，所述步骤3)中滴加的氨水与步骤2)加入的全氟辛基三氯硅烷体积比为4：1。
进一步，所述步骤1)中混合溶剂为乙醇和异丙醇，且体积比为1：1。
进一步，所述步骤2)中磁力搅拌时间为20-30min。
进一步，所述步骤3)中搅拌时间为6h。
进一步，所述步骤1)中气相二氧化硅分散在混合溶剂中，超声震荡15-20min充分分散，得到气相二氧化硅分散液。
进一步，所述步骤2)及步骤3)搅拌处理过程在室温25～30℃条件下进行。
本发明用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法，选用气相二氧化硅提供粗糙结构，选用全氟辛基三氯硅烷提供低表面能，正硅酸四乙酯作为耦合剂，氨水作为水解促进剂，乙醇作为溶剂，在锥形瓶中形成凝胶，将分散均匀的凝胶通过喷涂法直接在玻璃基片上即可形成透明超疏水超疏油涂层。通过用正硅酸四乙酯和全氟辛基三氯硅烷改性气相二氧化硅，并将改性气相二氧化硅分散于乙醇中喷涂，即可形成透明超疏水超疏油涂层，制备方法简单快速，制备成本低，制备的产品具有优异的超疏水超疏油性能，透光性能，自清洁性能和耐久性的特点。
附图说明
图1为本发明实施例2中涂层的水的接触角
图2为本发明实施例2中涂层的十六烷的接触角
图3a为本发明实施例2中涂层的断面图
图3b为本发明实施例2中涂层的粗糙度三维图
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
实施例1
1)一次量取200mg气相二氧化硅分散在10mL乙醇和10mL异丙醇中，置于超声机中超声15min，得到10mg/mL的均匀分散液；
2)量取1mL全氟辛基三氯硅烷及200μL正硅酸四乙酯加入步骤1)中的溶液，置于磁力搅拌器上搅拌20min，形成均匀的白色溶液；
3)在步骤2)的溶液中滴加4mL质量分数为25％～28％的氨水，边滴加边搅拌，滴加完毕之后再继续搅拌10min，边超声边搅拌，至形成均匀悬浮液，搅拌6h；
4)将步骤3)中的溶液，超声分散10min，并搅拌获得均匀的改性气相二氧化硅涂层材料；
5)将3ml步骤4)中的涂层材料喷涂5层在玻璃基片上，即可形成薄的透明超疏水超疏油涂层。
实施例2
1)一次量取100mg气相二氧化硅分散在10mL乙醇和10mL异丙醇中，置于超声机中超声20min，得到5mg/mL的均匀分散液；
2)量取1mL全氟辛基三氯硅烷及200μL正硅酸四乙酯加入步骤1)中的分散液的溶液，置于磁力搅拌器上搅拌30min，形成均匀的白色溶液；
3)在步骤2)的所有白色溶液中滴加4mL质量分数为25％～28％的氨水，边滴加边搅拌，滴加完毕之后再继续搅拌10min，边超声边搅拌，至形成均匀悬浮液，搅拌6h；
4)将步骤3)中所有溶液，超声分散12min，并搅拌获得均匀的改性气相二氧化硅涂层材料；
5)将3mL步骤4)中的涂层材料喷涂3层在玻璃基片上，即可形成薄的透明超疏水超疏油涂层。
图1中涂层的水的接触角为156.2°，体现了良好的超疏水性质。图2中十六烷的接触角为152.6°，表明该涂层达到超疏油的效果。图3a为本发明实施例2中涂层的断面图,图3b为本发明实施例2中涂层的粗糙度三维图，实施例2制备的超疏水超疏油涂层具有较大的粗糙度，粗糙度越大，表面留住的空气越多，固液接触面积越小，油或水接触角也越大。
实施例3
1)一次量取20mg气相二氧化硅分散在10mL乙醇和10mL异丙醇中，置于超声机中超声18min，得到1mg/mL的均匀分散液；
2)量取1mL全氟辛基三氯硅烷及200μL正硅酸四乙酯加入步骤1)中的分散液的溶液，置于磁力搅拌器上搅拌25min，形成均匀的白色溶液；
3)在步骤2)的所有白色溶液中滴加4mL质量分数为25％～28％的氨水，边滴加边搅拌，滴加完毕之后再继续搅拌15min，边超声边搅拌，至形成均匀悬浮液，搅拌6h；
4)将步骤3)中的溶液，超声分散15min，并搅拌获得均匀的改性气相二氧化硅涂层材料；
5)将4mL步骤4)中的涂层材料喷涂3层在玻璃基片上，即可形成薄的透明超疏水超疏油涂层。
表1透明超疏水超疏油涂层的润湿性和透明性
表1为本发明实施例1,2,3中涂层的润湿性和透明性比较。实施例1中制备的涂层原子力显微镜(AFM)为132±15nm，透明度75.6％；实施例2中原子力显微镜(AFM)为104±26nm，透明度82.3％，实施例3中原子力显微镜(AFM)为61±13nm，透明度84.2％。AFM越大，粗糙度越大，导致涂层的透明度越小，而实施例2和3的透明度相近。实施例3的油(正十六烷)和水接触角分别为150.8°和153.5°，均低于实施例2制备的涂层152.6°和156.2°，而滚动角相差不大，结果表明，透明度不变的条件下，粗糙度越大，其接触角也就越大。
最后应该说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (7)

1.用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)一次量取气相二氧化硅分散在混合溶剂中，得到浓度为1～10mg/mL的气相二氧化硅分散液；
2)按全氟辛基三氯硅烷与气相二氧化硅分散液的体积比为1：20，全氟辛基三氯硅烷与正硅酸四乙酯体积比为5：1，量取全氟辛基三氯硅烷及正硅酸四乙酯加入步骤1)得到的分散液中，磁力搅拌后形成均匀的白色溶液；
3)在步骤2)的白色溶液中滴加质量分数为25％～28％的氨水，边滴加边搅拌，滴加完毕之后再继续搅拌10～15min，边超声边搅拌至形成均匀悬浮液；
4)将步骤3)中的溶液超声分散并搅拌10～15min获得均匀的改性气相二氧化硅涂层材料。
2.根据权利要求1所述的用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中滴加的氨水与步骤2)加入的全氟辛基三氯硅烷体积比为4：1。
3.如权利要求1所述的用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中混合溶剂为乙醇和异丙醇，且体积比为1：1。
4.如权利要求1所述的用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中磁力搅拌时间为20-30min。
5.如权利要求1所述的用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中搅拌时间为6h。
6.如权利要求1所述的用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中气相二氧化硅分散在混合溶剂中，超声震荡15-20min充分分散，得到气相二氧化硅分散液。
7.根据权利要求1所述的用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)及步骤3)搅拌处理过程在室温25～30℃条件下进行。
CN201910976885.1A 2019-10-15 2019-10-15 用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法 Pending CN110511600A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910976885.1A CN110511600A (zh) 2019-10-15 2019-10-15 用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910976885.1A CN110511600A (zh) 2019-10-15 2019-10-15 用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110511600A true CN110511600A (zh) 2019-11-29

Family

ID=68634331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910976885.1A Pending CN110511600A (zh) 2019-10-15 2019-10-15 用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110511600A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113565986A (zh) * 2021-07-21 2021-10-29 华帝股份有限公司 旋塞阀阀芯防漏气装置及防止旋塞阀漏气的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109181536A (zh) * 2018-07-16 2019-01-11 武汉疏能新材料有限公司 透明超疏水超疏油SiO2纳米功能液的制备方法及应用
CN110079178A (zh) * 2019-03-08 2019-08-02 上海大学 透明疏水保护剂的制备方法及其在文物保护中应用
WO2019184792A1 (zh) * 2018-03-28 2019-10-03 江门市五邑大学建筑设计所 一种用于修复近代文物建筑装饰的泥灰

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019184792A1 (zh) * 2018-03-28 2019-10-03 江门市五邑大学建筑设计所 一种用于修复近代文物建筑装饰的泥灰
CN109181536A (zh) * 2018-07-16 2019-01-11 武汉疏能新材料有限公司 透明超疏水超疏油SiO2纳米功能液的制备方法及应用
CN110079178A (zh) * 2019-03-08 2019-08-02 上海大学 透明疏水保护剂的制备方法及其在文物保护中应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
俞蕙等: "《古陶瓷修复基础》", 30 September 2012, 复旦大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113565986A (zh) * 2021-07-21 2021-10-29 华帝股份有限公司 旋塞阀阀芯防漏气装置及防止旋塞阀漏气的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhao et al. Robust, transparent, superhydrophobic coatings using novel hydrophobic/hydrophilic dual-sized silica particles
Lu et al. One-step facile route to fabricate functionalized nano-silica and silicone sealant based transparent superhydrophobic coating
CN103408990B (zh) 一种纳米微粒超疏水自洁墙面漆及其制备方法
CN106811114A (zh) 一种水性超疏水/超双疏涂层的制备方法
CN108517154A (zh) 一种水性、无氟的超疏水涂料及制备方法
CN108822603A (zh) 一种涂层组合物的制备方法
CN102807775B (zh) 防水防油磁性SiO2/Fe3O4复合颗粒及其制备方法和应用
CN107266996A (zh) 一种含氧化硅气凝胶的透明隔热保温涂料及其制备方法
CN106978028B (zh) 一种具有光催化功能的聚合物水泥基防水涂料及其应用
CN109266057B (zh) 一种常温固化超耐候高硬耐磨水性无机纳米陶瓷涂料及其制备方法
CN107090197B (zh) 一种具有光催化降解甲醛功能的超双疏涂料及其制备方法和应用
CN109880408A (zh) 一种无机改性耐高温高发射率石墨烯涂料及其制备方法
CN107266997A (zh) 一种气凝胶水性隔热涂料及其制备方法
CN107227050A (zh) 超亲水自清洁防雾涂层及其制备方法
CN109575753A (zh) 一种用于钢表面水性环氧型防腐涂料及其制备方法
CN106634267A (zh) 超疏水、防覆冰透明涂料及其制备方法
CN107446093B (zh) 纳米氮化硅改性环氧丙烯酸酯乳液、水性防腐涂料及制备方法
CN109825179A (zh) 一种水性超亲水超疏油涂料及其制备方法和应用
CN106752424B (zh) 一种聚苯乙烯耐磨损一体化超疏水涂层及其制备方法
CN104059398A (zh) 一种柔韧性陶瓷不粘涂层组合物及其涂覆方法
CN107059469B (zh) 一种超疏水/超疏油纸及其制备方法
CN108178986A (zh) 一种字画防沾污用透明超疏水涂料及其制备方法与应用
CN110511600A (zh) 用于保护硅酸盐质文物的改性气相二氧化硅涂层材料的制备方法
WO2024046129A1 (zh) 一种仿荷叶结构的自清洁陶瓷涂料及其制备和施用方法
CN111925716A (zh) 载银多壁碳纳米管抗菌水性环氧树脂涂料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191129

RJ01 Rejection of invention patent application after publication