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同步進行研磨、涂布和LED 紫外線固化來處理脆性顆粒的方法紫外線固化聚氨酯-硅雜合體系的合成及性能哈哈光固化技術在建筑保護中的應用全文共計2198字，根據聯合國教科文組織的數據，當今全世界在167個國家和地區一共有832處世界文化遺產。

而這些世界文化遺產中，相當一部分都是建筑物，或者包含建筑物在這些建筑物中，粘土磚是被廣泛采用的一種建筑材料，也是最古老的建筑材料之一對于這些建筑物的修復和保護工作，其中很大一部分就是對這些粘土磚的修復和保護。

　　意大利是當今擁有最多世界遺產的國家，中國緊跟其后為了保護粘土磚，意大利都靈理工大學(Politecnico di Torino)的Simonetta Lucia Pagliolico等人研究開發了采用光固化技術對粘土磚進行保護的方法。

圖1 全球世界遺產數量列表(截止2017年7月，僅列出擁有了10個和以上遺產的國家)　　Simonetta等人采用了透明的有機-無機雜合水性涂料來對粘土磚進行保護該工藝通過基于水性丙烯酸樹脂采用紫外線固化這種環境友好工藝，以及對烷氧基硅烷先驅體進行溫和熱處理來在位反應得到納米二氧化硅，兩相結合的方法來得到納米復合材料涂膜。

這種雜合涂料同時是一個中等的憎水劑，也不會引起粘土磚美學外觀的明顯變化，特別是在處理后沒有光澤和顏色的改變　　長期直接暴露于各種天氣條件以及空氣污染，會對磚石建筑造成嚴重的破壞對于貼面磚最為廣泛的破壞是裂隙、粉化、起層、破裂、風化、起垢、結殼，以及磚層間砂漿的溶解和流失等。

圖2 貼面磚的破損情況：(a)風化，(b)裂隙和起層，(c)起垢和結殼　　凝結水是材料老化破壞最為熟知的主要原因之一，因此阻止水的滲透和多孔陶瓷材料的保護密切相關保護材料不受天氣和污染影響的成功方法之一就是對涂料技術的應用。

涂料可以防止水的滲透、抵擋污染物，并增加可清潔性但同時涂料又不能將磚里的孔結構封閉住而使得水不能蒸發，因為這將導致磚產生云紋或者散裂涂料需要能夠產生涂層，但又不能阻塞孔結構，從而保持磚墻體的良好呼吸性　　涂料和原始材質之間的相容性是一個重要指標，而且處理技術應該是僅對原始材質性能的輕微改變，使得處理后的材料和未處理的底層材料相近。

對于多孔材料所使用的涂料，需要能夠提供對液態水的不透性，對水蒸氣的透過性，憎油性，無顏色變化，化學惰性，環境穩定性以及節能　　由于丙烯酸樹脂的透明性及功能多樣性，它被保護者們廣泛用于保護陶瓷材料不過最近人們發現基于聚氨酯的成膜材料可以用來作為建筑材料的憎水劑。

和其他樹脂材料相比，聚氨酯可以提供良好的光澤和更好的持久性，附著力和機械性能，因此可以被用于防腐涂料以及木器涂料中　　聚氨酯體系的齊聚體結構可以被功能化為可交聯的結構，對采用(甲基)丙烯酸酯結構封端的聚氨酯在自由基光引發劑存在的情況下可以用光來進行固化。

依賴于紫外(UV)照射的工藝通常被稱為紫外(紫外線)固化，不過同時也有對可見光敏感的引發系統，這意味著在太陽光照射下的固化都是可能的光固化(包括紫外和可見光照射下)使得材料的整體聚合可以在很短時間(數秒的照射，而不是熱固化的數小時)之內完成，這使得其在市場上有各種廣泛的應用方式變化。

　　Simonetta等人采用可紫外線固化的有機-無機雜合納米二氧化硅水性聚氨酯樹脂(OIH)處理了四個樣板OIH樹脂的制備，是通過將氨水溶液滴加到水性離子型聚氨酯二丙烯酸酯(商品名UCECOAT 6558，分子量10,000)中，直到體系最后的pH值為9。

20%的四乙氧基硅烷(TEOS)和3%的光引發劑Darocur 1173在充分攪拌情況下被加入到混合物中

涂料采用刮棒(200微米刮棒)對磚采用濕對濕方式進行3到4次的涂布然后將磚在60℃條件下烘30分鐘來使得水份蒸發，最后在氮氣氛下采用功率25mW/cm2的中壓汞燈紫外線照射兩分鐘　　固化涂層中單個二氧化硅納米顆粒具有40-50納米的平均直徑。

最后得到的有機-無機納米結構網絡中，所形成的納米二氧化硅結構預計可以增加涂層對于含有石英成分的磚體結構的化學相似性

圖3 未處理磚體的掃描電鏡圖：(a)表面粗糙度(正視圖，500倍)，(b)開孔形態(5000倍)

圖4 OIH樹脂的透射電鏡圖：采用聚氨酯二丙烯酸酯+30%TEOS涂布到玻璃板上制得的樣板　　整個處理完成后涂布到磚體上的OIH樹脂平均量為63g/m2，這比其他研究者所進行的類似工作中的涂布量要低一些。

圖5 磚體的掃描電鏡圖 (a)和(b) OIH處理后(50倍)；(c) OIH處理后的開孔狀態(15,000倍)；(d) 孔壁的放大圖 (50,000倍)　　從圖5b中可以看出，樹脂滲透到磚體中的平均深度是730 ± 44微米，而且樹脂被完全固化了。

事實上，當將樣品進行氯仿提取時，可溶解的部分幾乎可以忽略，而且幾乎觀察不到滲透深度的差別(平均深度值為682 ± 52微米)這說明被磚體所吸收的樹脂通過輻照之后進行了聚合，而且固化非常完全，不能夠被溶劑提取出來。

處理過樣品的接觸角得到了明顯提高，超過90度，這說明處理過后的表面是高度憎水的添加憎水官能團，增加OIH樹脂配方中納米二氧化硅的含量，以及優化納米顆粒尺寸分布，和改變滲透的深度都可以提高涂料的保護功能。

圖6 未處理和處理過后磚體樣板的毛細吸水量(插入圖中的測試時間更長)　　數據顯示，涂料降低了吸水性，涂布處理過樣板的吸收系數值更低同時處理并沒有影響到粗糙度，光澤沒有變化，也沒有觀察到顏色的變化不過在涂層存在的情況下，L*和a*值有少許變動，這意味著樣品變得輕微的更灰和更紅。

　　紫外線固化的水性聚氨酯屬于是環境友好型材料，而且被證明對于建筑材料(比如金屬和木材)來說是良好的保護涂層和憎水劑Simonetta等人的實驗表明，這種涂層可以被應用到磚體表面達到100微米深度而不會阻塞孔結構，并且不會形成一個連續的外部致密層。

磚體樣品的表面潤濕性被顯著地降低，而且吸水性也被延緩了相信這種光固化的有機-無機雜合材料在傳統建筑物的保護中，可以有更廣泛的應用，從而發揮更大的功能延伸閱讀功能性紫外線單體-ACMO丙烯酰嗎啉快速固化紫外線 LED樹脂FSP8370

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