CN103073995A

CN103073995A - 一种乳液型陶瓷防污剂

Info

Publication number: CN103073995A
Application number: CN2012105825923A
Authority: CN
Inventors: 冯竞浩; 麦荣顺; 陈爽
Original assignee: Guangdong Eding Industrial Co Ltd
Current assignee: Foshan Dingshun Technology Co., Ltd.
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2013-05-01

Abstract

本发明公开了一种乳液型陶瓷防污剂，这种乳液型陶瓷防污剂由高分子有机硅材料、乳化剂、固化剂、酸类抑制剂和水组成。其中所述的原料的基本组成和质量分数为：含氢硅油5～20%、甲基硅油2～10%、羟基硅油0.5～5%、107硅橡胶2～10%，乳化剂0.5～3%，固化剂为0.2～1%，酸类抑制剂0.2～1%，其余为水。本发明将高分子有机硅材料、乳化剂和助剂等共混，加水乳化得到一种稳定的水包油体系，并采用了胺类固化剂和酸类抑制剂，在保证乳液稳定的前提下，大大地提高了防污性能，可代替石油溶剂型防污剂使用，具有广阔的应用前景。

Description

一种乳液型陶瓷防污剂

技术领域

本发明涉及一种乳液型陶瓷防污剂。

背景技术

近年来，瓷质抛光砖广泛地应用于家庭居室和公共场所的地面装修上。但由于瓷质抛光砖在铺贴和使用过程中易被污垢沾附在砖表面，渗入砖体表面微孔中造成污染，影响抛光砖的外观。针对这一问题，2005开始，行业内创立了一种“超洁亮技术”。“超洁亮技术”是利用机械压力在陶瓷抛光砖表面形成一层具有特殊防护功能且结构稳定的纳米级保护层的新工艺技术，最后涂上一层高分子有机硅类的陶瓷防污剂。这样不仅大大地提高了抛光砖表面的光泽度，而且还使砖面形成一种疏水疏油结构，提高其防污性能。

目前市面上所使用的有机硅陶瓷防污剂多数是以石油溶剂为溶剂、高分子有机硅类为主体原料的基本配方，其中石油溶剂的质量分数约占70～90%。这种防污剂存在以下缺点：(1)防污剂涂抹到抛光砖表面后，石油溶剂迅速挥发到空气中，仅仅起到一种载体作用，这对资源造成了很大的浪费；(2)石油溶剂作为一种紧缺性资源，且价格昂贵，不符合国家提倡的节能降耗政策，且会大大地提高产品成本；(3)石油溶剂挥发到空气中，会对空气造成一定的污染；(4)石油溶剂属于一种易燃易爆类危险品，会对产品的运输和使用造成很大的安全隐患。

因此，近两年来行业内开始研发一种新型的乳液型防污剂，其完全使用水作溶剂，用乳化剂将高分子有机硅材料分散在水中制得，而不使用任何有机溶剂。用水来代替石油溶剂，不仅节省了大量的生产成本，而且还完全解决了产品在运输和使用时的安全隐患问题。现在已有部分厂家使用该类新型防污剂，但从市场的反映情况来看，存在以下问题：(1)稳定性问题。稳定性问题主要归结为两方面，一方面是指乳液本身的乳化问题，由于该类防污剂配方比有机溶剂型防污剂复杂得多，由高分子有机硅材料和多种助剂组成，容易在存放和使用过程中导致破乳分层，影响防污剂的使用效果；另一方面是指该类乳化剂主要使用硅烷偶联剂作为固化剂来提高其防污性能，但硅烷偶联剂的化学性质活泼，且在水中会发生水解反应，从而大大地缩短了乳液的保质期，使之不能长期稳定的使用。(2)防污性能问题。由于水的表面张力较大，且渗透力比石油溶剂小，不利于防污剂的活性物质渗透到砖面的微孔上，因此造成防污性能不达标，使其使用受到了极大的限制。(3)使用性问题。对于某些微晶砖来说，乳液型防污剂涂在砖面上后，容易在砖面发生收缩现象，致使其在砖面上分布不均匀，易发生“粘砖”现象；对于砖质较差的抛光砖来说，一般的乳液防污剂很难达到防污要求；乳液的用量控制是非常重要的，过多或过少都会极大地影响其使用效果。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种以水作溶剂，稳定性和防污性能优异且具有普遍使用性的乳液型防污剂。

本发明所述乳液型陶瓷防污剂以水作为溶剂，其基本组成和质量分数为：

含氢硅油：5～20%

甲基硅油：2～10%

羟基硅油：0.5～5%

107硅橡胶：2～10%

乳化剂：0.5～3%

胺类固化剂：0.2～1%

有机酸：0.2～1%。

乳液型防污剂的生产工艺如下：

先把高分子含氢硅油、甲基硅油、羟基硅油、107硅橡胶和乳化剂加入到乳化反应池中，加水乳化，最后再加入胺类固化剂和有机酸，得到成品。

本发明易于生产，各种性能优异，具有以下优点：

(1)采用多种不同功能的有机硅材料复配乳化，使乳液具有优良的防污性、稳定性和使用性。

在本发明的配方中，使用了多种具有不同性能的有机硅材料进行复配，达到多方面的功能。其中以含氢硅油为主，由于含氢硅油在胺类固化剂的催化作用下，低温可交联成膜，在抛光砖表面微孔形成一层防水防油膜，是防污剂的主要成分；羟基硅油由于其本身具有羟基基团，不仅可以在催化剂的作用下与含氢硅油反应，在砖面的微孔上形成一层保护膜，从而提高其防污性能，而且还可以起到助乳化作用，可明显提高乳液的稳定性和减少乳化剂的用量；107硅橡胶由于其具有高粘度和易成膜的特性，可以起到调节防污剂膜层的粘度和提高防污剂膜层的成膜性，从而有效地防止了乳污剂在作用过程中的“粘砖”现象，使防污剂具有较好的使用性；另外甲基硅油也对乳液的稳定性和防污性起着非常重要的作用。这些高分子有机硅材料就像一个有机的整体，在乳液型防污剂中发挥着各自的作用，缺一不可。

(2)采用了胺类固化剂，在保证乳液具有较长保质期的情况下，明显地提高了乳液的防污性能，而且还可以简化其生产工艺。

目前市场上主要使用硅烷偶联剂作为乳液型防污剂的固化剂，这类固化剂与含氢硅油的反应十分剧烈，而且其本身在水中会发生剧烈的水解反应，这就很容易导致乳液在生产或使用过程中形成凝胶。虽然可以在生产时添加大量的酸来抑制其反应，但酸的抑制作用只是暂时的。因此添加硅烷偶联剂的乳液保质期非常短，而且该固化剂的添加工序比较复杂，难以控制。也有部分厂家没有使用固化剂，但乳液的防污性较差。

针对以上问题，本发明创新地使用胺类固化剂，这种固化剂的活性较低，不但在空气和水溶液中十分稳定，而且该固化剂的添加工序比较简单，易控制。在生产乳液时，只需先用一定量的水把固化剂进行稀释，然后在生产的后段把固化剂的稀释液直接倒入到反应池中即可。添加了固化剂的乳液不仅明显地提高其防污性能，而且乳液可保证长时间的稳定：密封的瓶装样品在60℃的恒温烘箱中放置一个月、室外放置6个月均可保持稳定状态。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明的主要成分为水、含氢硅油、羟基硅油、甲基硅油、107硅橡胶、胺类固化剂、乳化剂和有机酸等，此外，还可以根据需要添加少量的防腐剂。本发明的溶剂最好选用去离子水。含氢硅油和羟基硅油的含氢量和羟基含量分别选用1.55～1.6%和6～9%为最佳，这样可使防污剂具有优异的防污性和稳定性。甲基硅油可选用100mm²·s^～1、或者350mm²·s^～1，或者500mm²·s^～1，或者1000mm²·s^～1，这4种粘度的甲基硅油均可保证防污剂的防污性和铺展性。107硅橡胶选用1000mm²·s^～1，或者3000mm²·s^～1，或者10000mm²·s^～1，或者20000mm²·s^～1，107硅橡胶的粘度过小，会影响防污剂的铺展性，而过大，会影响防污剂的防污性。固化剂是一种具有反应性基团的胺类有机物，加入这类固化剂不仅可保证防污剂的防污能力，而且还可以促进有机硅材料与砖面的附着力。乳化剂选用非离子型乳化剂，如脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、斯潘系列和吐温系列等。这些非离子乳化剂可单独使用，但最好复配使用，因为复配乳化剂在乳化和分散时具有效率高、用量少和效果好的优点。选择乳化剂时，既要考虑到乳化剂的亲水亲油平衡值，即HLB值，还要顾及乳化剂和分散相与分散介质的亲和性，HLB值以10～13为最佳。因为乳化剂具有一定的亲水性，会对乳液的防污效果产生不良影响，所以在防污剂体系中，在保证乳液的稳定性的前提下，乳化剂的用量越少越好。为减少乳化剂的用量，本发明还在乳化剂中可添加阴离子型乳化剂，如脂肪醇醚硫酸钠、直链烷基苯磺酸钠和脂肪醇硫酸钠等。在添加了少量的阴离子型乳化剂的情况下，使用少量的乳化剂就可生产出稳定的乳液。作为乳化剂的最佳配方，乳化剂最好由非离子型乳化剂和阴离子型乳化剂复合而成，其中，阴离子型乳化剂的用量在乳化剂中的质量分数为0.05～0.5%，而且非离子型乳化剂由两种非离子型乳化剂复合而成。非离子型乳化剂和阴离子型乳化剂复合后，在防污剂中的质量分数为0.5～3%。由于乳液中含氢硅油的含氢量直接影响其防污性能，因此本发明添加少量的酸来抑制含氢硅油中氢的损失。无机酸因其酸度较大，易对人和生产设备带来腐蚀作用，所以宜采用有机酸作为稳定含氢量的添加剂。

本发明的乳液型防污剂可用下述方法制备：先把一定量的含氢硅油、羟基硅油、甲基硅油、107硅橡胶、乳化剂和助剂等加入到乳化反应池中，加水乳化，最后再加入胺类固化剂和有机酸，得到成品。其中乳化机采用常规悬挂式或管线式乳化机等均可。

本发明乳液型防污剂的使用方法可以是一边在陶瓷板材表面滴加乳液型防污剂，一边使用低转速低压力抛光机打磨，利用磨盘旋转，将防污剂更好地渗入表面毛孔,并且均匀一致。当水挥发掉以后，硅油有效物质停留在陶瓷板材表面，渗入未被纳米抛光液填满的细微毛孔，并在表面形成一层防水防油膜层，发挥防污的作用。

下面列举几种本发明乳液型防污剂的具体组成和制作方法：

实施例1：

取含氢硅油10%，羟基硅油3%，甲基硅油(350mm²·s^～1)4%，107硅橡胶(10000mm²·s^～1)2%，乳化剂烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)1%，脂肪醇醚硫酸钠0.03%加入到反应池里，在搅拌下分批缓慢加入水78.52%，最后加入固化剂乙二胺0.4%和柠檬酸1%，得到稳定的乳液。为了增加乳液的储存时间，可在乳液中加入防腐剂，其量为0.05%。

按以上方法制成的乳液型陶瓷防污剂在离心机以3000r/min离心20分钟不分层；密封的瓶装样品在60℃的恒温烘箱中放置一个月、室外放置6个月均可保持稳定状态。

实施例2：

取含氢硅油12%，羟基硅油2%，甲基硅油(500mm²·s^～1)5%，107硅橡胶(3000mm²·s^～1)3%，乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3和AEO-9分别为0.3和0.8%和十二烷基苯磺酸钠0.1%加入到反应池里，在搅拌下分批缓慢加入水75.75%，最后加入固化剂N-亚硝基二乙胺0.5%和柠檬酸0.5%，得到稳定的乳液。为了增加乳液的储存时间，可在乳液中加入防腐剂，其量为0.05%。

实施例3：

取含氢硅油7%，羟基硅油5%，甲基硅油(350mm²·s^～1)2%，107硅橡胶(3000mm²·s^～1)2%，107硅橡胶(10000mm²·s^～1)2%，Tween-80乳化剂0.4%，Span-80乳化剂0.8%和十二烷基苯磺酸钠0.2%加入到反应池里，在搅拌下分批缓慢加入水79.1%，最后加入N-亚硝基二乙胺0.45%和冰乙酸1%，得到稳定的乳液。为了增加乳液的储存时间，可在乳液中加入防腐剂，其量为0.05%。

Claims

1.一种乳液型陶瓷防污剂，其特征是：所述防污剂以水作溶剂，其基本组成和质量分数为：

含氢硅油：5～20%

甲基硅油：2～10%

羟基硅油：0.5～5%

107硅橡胶：2～10%

乳化剂：0.5～3%

胺类固化剂：0.2～1%

有机酸：0.2～1%。

2.如权利要求1所述的乳液型陶瓷防污剂，其特征是：所述含氢硅油的含氢量为1.55～1.6%。

3.如权利要求1所述的乳液型陶瓷防污剂，其特征是：羟基硅油的羟基含量为6～9%。

4.如权利要求1所述的乳液型陶瓷防污剂，其特征是：所述甲基硅油的粘度为100mm²·s^～1，或350mm²·s^～1，或500mm²·s^～1，或1000mm²·s^～1。

5.如权利要求1所述的乳液型陶瓷防污剂，其特征是：所述107硅橡胶的粘度为1000mm²·s^～1，或3000mm²·s^～1，或10000mm²·s^～1，或20000mm²·s^～1。

6.如权利要求1所述的乳液型陶瓷防污剂，其特征是：所述乳化剂由非离子型乳化剂和阴离子型乳化剂复合而成，其中，阴离子型乳化剂的用量在乳化剂中的质量分数为0.05～0.5%，非离子型乳化剂由两种非离子型乳化剂复合而成。

7.如权利要求1所述的乳液型陶瓷防污剂，其牲征是：所述胺类固化剂为乙二胺或N-亚硝基二乙胺。

8.如权利要求1所述的乳液型陶瓷防污剂，其特征是：所述有机酸为柠檬酸或冰乙酸。

9.如权利要求1所述的乳液型陶瓷防污剂，其特征是：所述乳化剂的亲水亲油平衡值在10～12之间。