有机-无机复合疏水型二氧化硅涂层制备及性能

摘要

为研究制作保护石质文物的加固材料,采用溶胶-凝胶法,以两种有机硅材料(正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES))为共同前驱体,少量正辛胺为催化剂,聚二甲基硅氧烷(PDMS)(方法1)或硅烷偶联剂KH-570(方法2)为有机改性剂,制备了有机-无机复合疏水型SiO2涂层.通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和水接触角(WCA)来表征在砖块表面形成的SiO2膜层化学组成、表面形貌以及疏水性能,然后再通过测试砖块加固前后外观、吸水性能和孔隙率的变化来验证实际加固效果.结果表明,两种方法均可以制备骨架带-CH3基团的SiO2溶胶.采用方法1(添加前驱体质量10％的PDMS)或者方法2(MTES/TEOS质量比为2),加固后的砖块对水接触角均超过140°,毛细吸水率降低到未处理时的1％～2％,并且砖块的色差和光泽度改变较小.通过耐候性能测试表明,方法2的保护效果相对较好,说明用此种方法合成的疏水性二氧化硅涂层可以作为砖块加固材料.