CN100413811C - 一种用于抛光砖成膜的纳米黏土改性硅化合物组合物及制备方法 - Google Patents

一种用于抛光砖成膜的纳米黏土改性硅化合物组合物及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于抛光砖成膜，具高亮、抗污、抗菌之纳米黏土改性硅化合物组合物制备方法，所述的组合物由以下的组份和含量所组成：100重量份有机/无机复合型硅化合物黏结剂，1.0～20重量份的层状硅酸盐纳米黏土，7～15重量份的表面活性剂，1.0～20重量份的纳米氧化物。这种组合物与一般抛光砖防污剂或硬质蜡相比，具有优异的光泽度、抗污、抗菌、耐磨、耐化学腐蚀性能。可用于抛光砖表面镀膜使用，基本解决以往抛光砖防污材料所未能克服或达到的性能。

Description

一种用于抛光砖成膜的纳米黏土改性硅化合物组合物及制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于抛光砖成膜，具高亮、抗污、抗菌之纳米黏土改性硅化合物组合物，本发明还涉及该组合物的制备方法。
背景技术
我国目前生产抛光砖无论在产量、生产技术、花色变化及出口量来说，在国内及国外市场上都占有较大的份额及较高的生产水平，但是抛光砖抗污性不足的问题一直是国内外生产厂商长久以来欲克服却又无有效对策的梦靥。抛光砖是家庭装修常用的地材，它表面光洁、明亮、质感好，尤其是用在宽敞的大厅，效果更好。一般现行的作法在抛光砖出厂之前，通常都会先抹上一层地板蜡或防污剂，以防止吸污。这些地板蜡有效时间短，易在铺贴过程中被磨耗、对抛光砖的光泽度无有效的增进作用，铺贴后日复一日，抛光砖不断受到踩踏，污染元素以及来自日常生活中的茶渍、菜汤、清洁剂、酱油、果汁等污染，时间一长，污染物则会侵入抛光砖表层微孔部分而烙下难以清除的痕迹，并失去原有的光泽。
抛光砖组成的矿物成分相当复杂，化学分析表明：它们的化学成份主要是二氧化硅(SiO2)、三氧化二铝(Al2O3)、其次还有氧化铁(Fe2O3)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化钠(Na2O)和氧化钾(K2O)等，它们的结构基本的构造单元还是由硅氧四面体及铝氧八面体所组成。
而市售之防污剂及地板蜡，其通常所能达到的防污有效时间很短，并且在抛光砖的光泽度提高上没有显著的作用，降低了抛光砖铺贴后所呈现的美感以及质感。
有机/无机复合型硅化物黏结剂，由于其具有抛光砖构造基本单元硅氧(Si-O)之类似结构，对于渗入抛光砖表面微孔以及与基本单元之结合、形成结构性抗污层并因镀膜之打磨过程中提高了抛光砖20～30度的光泽度(光泽度可达90以上，一般抛光砖约为60)，此结构性抗污层并具有远超过市售抗污剂或地板蜡的耐磨性及硬度，因此在性能上有绝对优势的差异。
而近年来之研究发现，在材料复合过程中，若其中一相或几相复合物能在基体中形成超微分散即纳米分散，则复合物更可能强化或表现出许多特殊性能，这引起了人们极大的关注。以至于在科学界和工业界很快形成研究开发纳米复合材料的热潮。其中插层复合是制备纳米复合物的一种有效手段，它是将聚合物插层在具有层状结构的无机材料如石墨、层状硅酸盐纳米黏土等。这些层状硅酸盐纳米材料的片层厚度一般在1nm左右，片层间距在0.8～2.5nm之间。聚合物藉由插入这些片层结构之间，并使这些片层剥离，均匀分散在聚合物基体时就可以形成纳米分散之聚合物，有机/无机纳米聚合物。这方面比较成功的如尼龙/黏土、环氧树脂/黏土、聚苯乙烯/黏土等到纳米复合物。
发明内容
本发明的目的在提供一种用于抛光砖成膜，具高亮、抗污、抗菌之纳米黏土改性硅化合物组合物。
本发明之目的还在于提供一种用于抛光砖成膜，具高亮、抗污、抗菌之纳米黏土改性硅化合物组合物的制备方法。
本发明通过在制备过程中加入纯化之层状硅酸盐纳米黏土，藉由硅化合物在黏土层中原位插层聚合形成有机/纳米黏土复合物；此复合物经手工或机械打磨涂布过程，在抛光砖表面形成一层具高亮、抗污、抗菌、高硬度耐磨耗之薄膜，从而实现本发明之实用目的。
本发明提供了一种用于抛光砖成膜，具高亮、抗污、抗菌之纳米黏土改性硅化合物组合物制备方法，所述的组合物由以下的组份和含量所组成：100重量份有机/无机复合型硅化合物黏结剂。1.0～20重量份的层状硅酸盐纳米黏土，7～15重量份的表面活性剂，1.0～20重量份的纳米氧化物。
本发明所用的有机/无机复合型硅化合物黏结剂可为水溶性或油溶性，PH酸碱值9～10，比重1.0～1.3，固含量3％～30％。
本发明所用的层状硅酸盐纳米黏土为一类含80％以上蒙脱土、膨润土、锂蒙脱石或蛭石、凹凸棒石、绢云母类型的层状硅酸盐提纯矿物，粒度200～1000目，比表面积700～800m2/g，层间有可交换性阳离子Li+、Na+、Ca2+和Mg2+等，离子交换容量(CEC值)50～200meq/100g，黏土层厚度为0.5～1.2nm，层间距为0.8～2.5nm。
本发明所用的表面活性剂为市售之阳离子型、阴离子型、两性表面活性剂。
本发明所用的纳米氧化物为纳米氧化钛(TiO2)、纳米氧化锌(ZnO)、纳米银(Ag)、纳米金(Au)以及市售可获得具有抗菌效果之纳米材料粉体及其分散溶液。
本发明提供的一种用于抛光砖成膜，具高亮、抗污、抗菌之纳米黏土改性硅化合物组合物制备方法，按如下步骤进行：
A、将100重量份有机/无机复合型硅化合物黏结剂，7～15重量份的表面活性剂，1.0～20重量份的纳米氧化物于常温下强烈搅拌30～150分钟，形成一稳定的悬浮液。
B、在搅拌下，加入1.0～20重量份的层状硅酸盐纳米黏土，室温搅拌形成一稳定的胶体分散体系。
制备方法中所使用的有机/无机复合型硅化合物黏结剂可为水溶性或油溶性，PH酸碱值9～10，比重1.0～1.3，固含量3％～30％。
制备方法中所使用的层状硅酸盐纳米黏土为一类含80％以上蒙脱土、膨润土、锂蒙脱石或蛭石、凹凸棒石、绢云母类型的层状硅酸盐提纯矿物，粒度200～1000目，比表面积700～800m2/g，层间有可交换性阳离子Li+、Na+、Ca2+和Mg2+等，离子交换容量(CEC值)50～200meq/100g，黏土层厚度为0.5～1.2nm，层间距为0.8～2.5nm。
制备方法中所使用的表面活性剂为市售之阳离子型、阴离子型、两性表面活性剂。
制备方法中所用的纳米氧化物为纳米氧化钛(TiO2)、纳米氧化锌(ZnO)、纳米银(Ag)、纳米金(Au)以及市售可获得具有抗菌效果之纳米材料粉体及其分散溶液。
本发明具有以下之优点：
本发明由于其具有抛光砖构造基本单元硅氧(Si-O)之类似结构，对于渗入抛光砖表面微孔以及与基本单元之结合、形成结构性抗污层并因镀膜之打磨过程中提高了抛光砖20～30度的光泽度(光泽度可达90以上，一般抛光砖约为60)及抗污性，此结构性抗污层并具有远超过市售抗污剂或地板蜡的耐磨性及硬度，纳米氧化物的添加也增加了其抗菌、抑菌作用，因此在性能上有绝对优势的差异。
具体实施方式
本发明用于抛光砖成膜的纳米粘土改性硅化合物组合物具体组份为：
100重量份水溶性或油溶性有机/无机复合型硅化合物黏结剂，其PH酸碱值9～10，比重1.0～1.3，固含量3％～30％
15重量份的层状硅酸盐纳米黏土，含80％以上蒙脱土、膨润土、锂蒙脱石或蛭石、凹凸棒石、绢云母类型的层状硅酸盐提纯矿物，粒度200～1000目，比表面积700～800m2/g，层间有可交换性阳离子Li+、Na+、Ca2+和Mg2+等，离子交换容量(CEC值)50～200meq/100g，黏土层厚度为0.5～1.2nm，层间距为0.8～2.5nm
10重量份的表面活性剂，为市售之阳离子型、阴离子型、两性表面活性剂
10重量份的纳米氧化物，为纳米氧化钛(TiO2)、纳米氧化锌(ZnO)、纳米银(Ag)、纳米金(Au)以及市售可获得的具有抗菌效果之纳米材料粉体及其分散溶液。
首先，将上述重量份有机/无机复合型硅化合物黏结剂，上述重量份的表面活性剂及10重量份的纳米氧化物于常温下强烈搅拌30～150分钟，形成一稳定的悬浮液；
在搅拌下，加入10重量份的层状硅酸盐纳米黏土，室温搅拌形成一稳定的胶体分散体系即可。

Claims (6)

1. 一种用于抛光砖成膜的纳米黏土改性硅化合物组合物，其特征在于，所述的组合物由以下的组份和含量所组成：100重量份有机/无机复合型硅化合物黏结剂1.0～20重量份的层状硅酸盐纳米黏土7～15重量份的表面活性剂，1.0～20重量份的纳米氧化钛或纳米氧化锌。
2. 根据权利要求1所述的用于抛光砖成膜的纳米黏土改性硅化合物组合物，其特征在于，所述有机/无机复合型硅化合物黏结剂为水溶性或油溶性，PH酸碱值9～10，比重1.0～1.3，固含量3％～30％。
3. 根据权利要求1或2所述的用于抛光砖成膜的纳米黏土改性硅化合物组合物，其特征在于，所述层状硅酸盐纳米黏土为含80％以上蒙脱土、膨润土、锂蒙脱石或蛭石、凹凸棒石、绢云母类型的层状硅酸盐提纯矿物，粒度200～1000目，比表面积700～800m2/g，层间有可交换性阳离子Li+、Na+、Ca2+和Mg2+，离子交换容量50～200meq/100g，黏土层厚度为0.5～1.2nm，层间距为0.8～2.5nm。
4. 一种制备权利要求1所述的用于抛光砖成膜的纳米黏土改性硅化合物组合物的制备方法，其特征在于，它是按如下步骤进行：
1)将100重量份有机/无机复合型硅化合物黏结剂，7～15重量份的表面活性剂，1.0～20重量份的纳米氧化物于常温下强烈搅拌30～150分钟，形成一稳定的悬浮液；
2)在搅拌下，加入1.0～20重量份的层状硅酸盐纳米黏土，室温搅拌形成一稳定的胶体分散体系。
5. 根据权利要求4所述的纳米黏土改性硅化合物组合物的制备方法，其特征在于，制备方法中所使用的有机/无机复合型硅化合物黏结剂为水溶性或油溶性，PH酸碱值9～10，比重1.0～1.3，固含量3％～30％。
6. 根据权利要求4或5所述的纳米黏土改性硅化合物组合物制备方法，其特征在于，制备方法中所使用的层状硅酸盐纳米黏土为含80％以上蒙脱土、膨润土、锂蒙脱石或蛭石、凹凸棒石、绢云母类型的层状硅酸盐提纯矿物，粒度200～1000目，比表面积700～800m2/g，层间有可交换性阳离子Li+、Na+、Ca2+和Mg2+，离子交换容量50～200meq/100g，黏土层厚度为0.5～1.2nm，层间距为0.8～2.5nm。
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