CN113337162A - 一种古建筑修复用涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及古建筑物修复的领域，具体公开了一种古建筑修复用涂料及其制备方法。古建筑修复用涂料由以下组分组成：颜料、苯丙乳液、硅丙乳液、纳米电气石粉、成膜助剂、填料、增稠剂、pH调节剂和消泡剂；其制备方法包括以下步骤：步骤（1），将颜料、填料和纳米电气石粉混合，搅拌均匀，得到预混合物；步骤（2），将预混合物与部分硅丙乳液混合均匀，研磨分散，得到颜料色浆；步骤（3），在颜料色浆中加入剩余的硅丙乳液、苯丙乳液、成膜助剂和pH调节剂，搅拌均匀，接着加入增稠剂，搅拌均匀，得到古建筑修复用涂料。本申请的涂料其具有抵抗外界环境腐蚀的能力较佳的优点；另外，本申请的制备方法具有使得各组分之间混合更加均匀的优点。

Description

一种古建筑修复用涂料及其制备方法

技术领域

本申请涉及古建筑物修复的领域，更具体地说，它涉及一种古建筑修复用涂料及其制备方法。

背景技术

我国古建筑历史悠久、结构独特、工艺精湛且文化内涵深厚，在物质文化遗产中占有重要的地位，但古建筑受到自然或者人为因素的影响，容易受到损坏甚至毁灭现象，为了更好地保护那些遗留下来的古建筑，使其持久地流传于世，需我们持续地对现存的古建筑进行维护。

木结构为主体的建筑是我国古代建筑的主流，也是当今古建筑维护的重要对象。

木结构的古建筑容易在水分或者霉菌等外界环境作用下而被腐蚀，现有技术中通常将涂料涂布于古建筑的表面，从而对古建筑起到较佳的保护作用，但是现有技术中的涂料抵抗外界环境的腐蚀能力不佳，难以对木结构的建筑物产生持续的保护作用，因此，还有改善空间。

发明内容

为了提供一种抵抗外界环境腐蚀能力较佳的涂料以更好地保护木结构的建筑物，本申请提供一种古建筑修复用涂料及其制备方法。

第一方面，本申请提供的一种古建筑修复用涂料，采用如下的技术方案：

一种古建筑修复用涂料，由以下质量份数的组分组成：

颜料5-10份

苯丙乳液60-70份

硅丙乳液30-40份

纳米电气石粉4-8份

成膜助剂11-17份

填料15-25份

增稠剂2-4份

pH调节剂0.2-0.3份

消泡剂1-2份。

通过采用上述技术方案，硅丙乳液和苯丙乳液作为涂料的主体材料，能够与木结构的建筑物表面以及毛细孔内形成憎水性较佳的网络结构，涂料稳定地附着在古建筑表面，使得古建筑物表面张力变得很低，可以减少古建筑的毛细孔对水的吸收而不影响古建筑物的透气性，使得古建筑的防水能力较佳，在一定程度上减少了苔藓、霉菌以及冻融循环等对古建筑的损害，通过在硅丙乳液和苯丙乳液中加入纳米电气石粉，纳米电气石粉的粒径较小，具有较高的表面活性，能够均匀地渗透进入古建筑表层，在古建筑表层持续放电，从而防止细菌和霉菌的滋生，使得外界环境中的细菌以及霉菌不易附着在古建筑物的表面，从而使得细菌以及霉菌分泌的腐蚀性物质不易腐蚀涂料以及古建筑物，使涂料能够保持较佳的防水防腐蚀的效果，从而使得涂料抵抗外界环境腐蚀能力提高，进而使得木结构的古建筑物的防护效果较佳。

此外，纳米电气石粉还具有较佳的吸附性，能够减少涂料中的刺激性气味，同时还具有较好地清新空气的作用，从而使得古建筑修复用涂料的使用舒适性提高。

优选的，所述纳米电气石粉的粒径为2000-5000目。

通过上述技术方案，粒径为2000-5000目的纳米电气石粉在涂料中具有较佳的分散稳定性，使得涂层的抗菌防腐蚀性能较佳。

优选的，所述pH调节剂为磷酸钾。

通过采用上述技术方案，通过加入特定比例的磷酸钾将涂料的pH调节为 7-8，使得各组分的分散效果较佳，从而使得纳米电气石份更好地分散在涂料中，使得涂膜的抗菌防腐蚀能力提高。

优选的，所述成膜助剂为酯醇-12和1,3-丙二醇中的一种或者两种复配。

酯醇-12有利于提高涂料中各组分的分散性，影响成膜速度并改善成膜性能，1,3-丙二醇在涂料中可提高各组分在苯丙乳液和硅丙乳液的分散性，在施工后又能从漆膜中挥发至大气中，对涂料的黏度有一定的影响，通过同时加入酯醇-12和1,3-丙二醇，从而调控涂料的成膜速度，有利于提高涂料干燥后形成涂层的稳定性，使得涂料发挥较佳的耐环境腐蚀的效果。

优选的，所述成膜助剂为酯醇-12和1,3-丙二醇按照质量比为1：(0.7-2.5) 组合。

通过酯醇-12与1,3-丙二醇以特定的比例配合，有利于提高纳米电气石粉的分散性，使得纳米电气石粉不易团聚，并且在该成膜速度下而涂料前期的黏度不易急剧增加，使得纳米电气石粉保持一定的流动性，粒径较小的纳米电气石粉得以充分渗透进行古建筑内，有利于提高古建筑的抗菌抗腐蚀的能力，同时由于涂料中的各组分也部分渗透进入古建筑表层，有利于提高涂料在古建筑表面的附着性，使得涂料在土建筑表面形成稳定的漆膜层，使得涂料抵抗外界环境腐蚀能力较佳。

优选的，所述填料为二氧化钛、硅粉和沉淀硅酸铝中的一种或多种的复配。

通过加入二氧化钛、硅粉和沉淀硅酸铝，有利于提高涂料的密实度，使得涂层的强度以及防水性能提高。

优选的，所述填料为二氧化钛、硅粉和沉淀硅酸铝的质量比为1：(0.4-0.6)：(0.4-0.6)的复配。

通过二氧化钛、硅粉和沉淀硅酸铝以特定的比例配合，使得涂料中不易出现沉淀以及分层的现象，使得涂层的密实度较佳，从而使得涂层的防水效果较佳，同时有利于提高涂料的抗菌防腐蚀效果，使得木结构建筑物表面不易与细菌或者霉菌接触，有利于提高对木结构建筑物表面的保护效果。

优选的，增稠剂为羧甲基纤维素钠。

通过加入羧甲基纤维素钠，有利于提高各组分在硅丙乳液和苯丙乳液的分散稳定性，有利于形成稳定性较佳涂料体系，使得涂层稳定地发挥防水抗菌的效果。

优选的，所述消泡剂为有机硅消泡剂。

通过采用上述技术方案，有机硅消泡剂能够快速分散在涂料中，能够较好地降低各组分之间的表面张力，从而产生较佳的消泡效果。

第二方面，本申请提供一种古建筑修复用涂料的制备方法，采用如下的技术方案：

一种古建筑修复用涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)，将颜料、填料、增稠剂和纳米电气石粉混合，搅拌均匀，得到预混合物；

步骤(2)，将预混合物与部分硅丙乳液混合均匀，研磨分散，得到颜料色浆；

步骤(3)，在颜料色浆中加入剩余的硅丙乳液、苯丙乳液、成膜助剂和pH 调节剂混匀，得到古建筑修复用涂料。

通过采用上述技术方案，有利于提高涂料中各组分的混合效果，从而有利于涂料形成稳定且均匀的分散体系，使得涂料涂抹后稳定地渗透进行木结构的建筑物中，从而使得涂料稳定地发挥防水抗菌的效果。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用硅丙乳液和苯丙乳液以特定比例配合作为主体材料，使得涂料与木材的附着性能提高，同时使得涂料的防水性能提高，同时加入了纳米电气石粉，纳米电气石粉的粒径较小，且具有较佳的抗菌防霉的效果，能够与涂料的中的各组分配合，使得纳米电气石粉渗透进入木结构建筑物的表层，使得涂料与木结构建筑物均不易受到细菌和霉菌的腐蚀，使得涂料防水抗腐蚀以及抗菌防腐蚀的能力同时提高，从而使得涂料抵抗外界环境的腐蚀能力提高。

2、本申请中优选采用酯醇-12以及丙二醇配合作为成膜助剂，有利于提高涂层的防水性能以及抗菌效果，使得涂料抵抗外界环境腐蚀的效果更佳。

3、本申请优选采用二氧化钛、硅粉以及沉淀硅酸铝以特定的比例配合作为填料，使得涂料的防水效果和抗菌效果较佳，使得涂料在浸泡48h后涂层表面也不易出现发泡、起皱以及脱落的情况，使得涂料抵抗外界环境腐蚀的能力提高。

4、本申请的制备方法，有利于使得各组分的混合分散效果，从而使得各组分之间相互配合的效果较佳，获得防水和抗菌能力均较佳的古建筑修复用涂料。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例以及对比例使用的原料均可通过市售获得，其中，硅丙乳液的黏度为1000-5000s，苯丙乳液的黏度为1000-5000s，本申请实施例和对比例中，硅丙乳液购自郑州广杰化工有限公司，牌号为108896，苯丙乳液购自郑州广杰化工有限公司，牌号为10198，不同目数的纳米电气石粉均购自灵寿县经纬矿产品加工厂，有机硅消泡剂购自广州鸿泰新材料有限公司，型号为X-1008。

实施例1-8中各组分的用量详见表1，实施例9-13中各组分的用量详见表 2。

实施例1

一种古建筑修复用涂料，由以下质量份数的组分组成：苯丙乳液、硅丙乳液、纳米电气石粉、颜料、成膜助剂、填料、增稠剂、pH调节剂和消泡剂。其中，颜料为氧化铁红，成膜助剂为酯醇-12，填料为金红石型二氧化钛，增稠剂为羧甲基纤维素钠，pH调节剂为磷酸钾，消泡剂为有机硅消泡剂，纳米电气石粉的平均粒径为2000目，各组分的用量详见表1，用量的单位为kg。

一种古建筑修复用涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)，将氧化铁红、二氧化钛、纳米电气石粉和羧甲基纤维素钠在搅拌釜中混合，在40r/min的转速下搅拌5min，搅拌均匀，得到预混合物。

步骤(2)，将预混合物与硅丙乳液总量的40％混合，在100r/min的转速下搅拌2min，接着在研磨分散机中研磨30min，得到颜料色浆。

步骤(3)，将颜料色浆与剩余的硅丙乳液、苯丙乳液、酯醇-12和磷酸钾一起投入搅拌罐中，在转速为在100r/min的转速下搅拌10min，搅拌均匀，得古建筑修复用涂料。

实施例2-3

与实施例1的区别在于：各组分的投入量不同，各组分的用量详见表1，用量的单位为kg。

实施例4

与实施例3的区别在于：纳米电气石粉的平均粒径为500目，各组分的用量详见表1，用量的单位为kg。

实施例5

与实施例3的区别在于：纳米电气石粉的平均粒径为5000目，各组分的用量详见表1，用量的单位为kg。

实施例6-8

与实施例3的区别在于：成膜助剂为1,3-丙二醇和酯醇-12的复配，各组分的用量详见表11，用量的单位为kg。

实施例6-8的古建筑修复用涂料的制备方法如下：步骤(1)，将氧化铁红、二氧化钛、纳米电气石粉和羧甲基纤维素钠在搅拌釜中混合，在40r/min的转速下搅拌5min，搅拌均匀，得到预混合物；

步骤(2)，将预混合物与硅丙乳液总量的40％混合，在100r/min的转速下搅拌2min，接着在研磨分散机中研磨30min，得到颜料色浆。

步骤(3)，将颜料色浆与剩余的硅丙乳液、苯丙乳液、1,3-丙二醇、酯醇 -12和磷酸钾一起投入搅拌罐中，在转速为在100r/min的转速下搅拌10min，搅拌均匀，得古建筑修复用涂料。

实施例9

与实施例7的区别在于：填料为二氧化钛和硅粉的复配，各组分的用量详见表2。

实施例9的古建筑修复用涂料的制备方法，步骤(1)中，硅粉和氧化铁红、二氧化钛、纳米电气石粉和羧甲基纤维素钠一起加入搅拌釜中，搅拌均匀。

实施例10

与实施例7的区别在于：填料为二氧化钛和沉淀硅酸盐的复配，各组分的用量详见表2。

实施例10的古建筑修复用涂料的制备方法，步骤(1)中，沉淀硅酸盐、氧化铁红、二氧化钛、纳米电气石粉和羧甲基纤维素钠一起加入搅拌釜中，搅拌均匀。

实施例11

与实施例7的区别在于：填料为沉淀硅酸盐和硅粉的复配，各组分的用量详见表2。

实施例11的古建筑修复用涂料的制备方法，步骤(1)中，沉淀硅酸盐和氧化铁红、二氧化钛、纳米电气石粉和羧甲基纤维素钠一起加入搅拌釜中，搅拌均匀。

实施例12

与实施例7的区别在于：填料为10kg二氧化钛、6kg沉淀硅酸盐和4kg硅粉的组合，各组分的用量详见表2。

实施例12的古建筑修复用涂料的制备方法中，步骤(1)中，沉淀硅酸盐和氧化铁红、二氧化钛、纳米电气石粉和羧甲基纤维素钠一起加入搅拌釜中，搅拌均匀。步骤(1)，将氧化铁红、二氧化钛、纳米电气石粉和羧甲基纤维素钠在搅拌釜中混合，在40r/min的转速下搅拌5min，搅拌均匀，得到预混合物；

步骤(2)，将预混合物与硅丙乳液总量的30％混合，在100r/min的转速下搅拌2min，接着在研磨分散机中研磨30min，得到颜料色浆。

步骤(3)，将颜料色浆与剩余的硅丙乳液、苯丙乳液、1,3-丙二醇、酯醇 -12和磷酸钾一起投入搅拌罐中，在转速为在100r/min的转速下搅拌10min，搅拌均匀，得古建筑修复用涂料。

表1

表2

对比例1

与实施例3的区别在于：

步骤(3)中，苯丙乳液的用量为90kg，硅丙乳液的用量为10kg。

对比例2

与实施例3的区别在于：

步骤(3)中，苯丙乳液的用量为10kg，硅丙乳液的用量为90kg。

对比例3

与实施例3的区别在于：

步骤(1)中，采用二氧化钛等量替代纳米电气石粉。

实验1

防水性测试

将各实施例及对比例制备的涂料分别涂覆于木板上，在室温下干燥成膜，养护7天待涂抹干透，制得试样，将试样放入雨水中浸泡48h，观察试样是否出现起泡、发皱、脱落的情况，从而判断涂料的防水等级，防水等级共分为10级。若无起泡、发皱、脱落的情况，则为0级，若试样起泡、发皱、脱落的总面积占木板总面积小于10％，则为1级，起泡、发皱、脱落的面积占木板总面积每提升10％，防水等级则提升1级。

实验2

抗菌测试

根据HG/T 3950-2007《抗菌涂料》测定各实施例及对比例制备的涂料对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌的抗细菌率(％)以及黑曲霉、土曲霉的防霉等级。

实验1-2的检测结果见表3。

表3

	防水等级	金黄色葡萄球菌	大肠埃希氏菌	黑曲霉	土曲霉
						实施例1	2	92.8	90.2	0	0
实施例2	2	93.4	90.8	0	0
						实施例3	2	93.7	90.9	0	0
实施例4	2	86.4	84.4	0	0
						实施例5	2	96.6	96.1	0	0
实施例6	1	97.6	95.3	0	0
						实施例7	1	98.2	95.8	0	0
实施例8	1	91.3	90.6	0	0
						实施例9	1	98.6	95.4	0	0
实施例10	1	98.1	96.1	0	0
						实施例11	1	97.8	94.6	0	0
实施例12	0	99.8	99.2	0	0
						对比例1	10	8.3	6.3	2	2
对比例2	8	5.6	2.4	2	2
						对比例3	9	28.2	26.1	2	2

通过表3中对比例1-3与实施例3的数据对比可得，通过加入特定比例的苯丙乳液和硅丙乳液，使得涂料的防水等级、抗细菌率以及防霉等级均提高，证明苯丙乳液和硅丙乳液在特定的比例配合下，能够在木材表面形成憎水网络结构，使得涂料的防水抗腐蚀能力提高，使得涂层在浸泡后不易从木板基材上脱离，也不易出现起皱、发泡的现象，通过加入纳米电气石粉，涂料的抗细菌防霉能力提高，纳米电气石粉的粒径较小，同时在涂料体系中的分散性较佳而不易团聚，当涂料涂覆在木板表面时，纳米电气石粉易于渗透在木材表面的毛细孔内，使得木材的抗菌防腐蚀效果较佳。

通过表3中实施例3与实施例4-5对比可得，通过加入平均粒径为2000或 5000目的纳米电气石粉，涂料的抗菌效果明显提高，证明纳米电气石粉的粒径为2000-5000目时，涂料的抗菌防腐的效果较佳。

通过表3中实施例3与实施例6-8对比可得，通过加入特定比例的1,3-丙二醇和酯醇-12配合，涂料的以及防水等级以及抗细菌率提高，证明1,3-丙二醇和酯醇-12加入后能够较好地调节成膜速度，从而使得涂料涂覆后黏度不易急剧增长，有利于涂料中的各组分部分渗透进入木板的表层，从而使得木材在浸泡后不易出现起泡、发皱以及脱落的现象。

通过表3中实施例7与实施例9-12对比可得，通过加入特定比例的二氧化钛、硅粉以及沉淀硅酸盐，涂料的防水等级以及抗细菌率提高，证明二氧化钛、硅粉以及沉淀硅酸盐加入后能够提高涂层的密实度，使得涂层在浸泡后不易出现起皱、发泡、脱离等现象，由于涂料的抗菌效果较佳，使得细菌以及霉菌均不易附着在涂料表面，使得涂层不易收到细菌以及灭菌分泌的物质的腐蚀，从而使得涂层能够保持较佳的完整性，当涂料涂覆在木结构的古建筑表面后，能够较好地帮助木结构的古建筑物抵抗外界环境的腐蚀。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种古建筑修复用涂料，其特征在于：由以下质量份数的组分组成：

颜料5-10份

苯丙乳液60-70份

硅丙乳液30-40份

纳米电气石粉4-8份

成膜助剂11-17份

填料15-25份

增稠剂2-4份

pH调节剂0.2-0.3份

消泡剂1-2份。

2.根据权利要求1所述的古建筑修复用涂料，其特征在于：所述纳米电气石粉的粒径为2000-5000目。

3.根据权利要求1所述的古建筑修复用涂料，其特征在于：所述pH调节剂为磷酸钾。

4.根据权利要求1所述的古建筑修复用涂料，其特征在于：所述成膜助剂为酯醇-12和1,3-丙二醇中的一种或者两种复配。

5.根据权利要求4所述的古建筑修复用涂料，其特征在于：所述成膜助剂为酯醇-12和1,3-丙二醇按照1：（0.7-2.5）的质量比组合。

6.根据权利要求1所述的古建筑修复用涂料，其特征在于：所述填料为二氧化钛、硅粉和沉淀硅酸铝中的一种或多种的复配。

7.根据权利要求6所述的古建筑修复用涂料，其特征在于：所述填料为二氧化钛、硅粉和沉淀硅酸铝的质量比为1：（0.4-0.6）：（0.4-0.6）的复配。

8.根据权利要求1所述的古建筑修复用涂料，其特征在于：所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。

9.根据权利要求1所述的古建筑修复用涂料，其特征在于：所述消泡剂为有机硅消泡剂。

10.一种如权利要求1所述的古建筑修复用涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤（1），将颜料、填料、增稠剂和纳米电气石粉混合，搅拌均匀，得到预混合物；

步骤（2），将预混合物与部分硅丙乳液混合均匀，研磨分散，得到颜料色浆；

步骤（3），在颜料色浆中加入剩余的硅丙乳液、苯丙乳液、成膜助剂和pH调节剂混匀，得到古建筑修复用涂料。