CN104046244B - 一种改性锆硅溶胶陶瓷抛光液制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性锆硅溶胶陶瓷抛光液制备方法，按以下步骤进行，1）：在粒径为5-20nm、PH=9.5-10.5、二氧化硅的质量分数为10-30%的硅溶胶中加入含氟表面活性剂，形成体系A，其中硅溶胶的质量分数为95-99.9%；2）：搅拌体系A并升温至50-100℃，加入PH=2-9、粒径为10-20nm、氧化锆的质量分数为10-20%的锆溶胶和氟硅酸盐，形成体系B，A体系、锆溶胶和氟硅酸盐的重量比为98-99.45、0.5-1和0.05-1；3）：搅拌B体系，同时加入重量为B体系的0.1-3%的防水剂，调节pH至9.5-11。本发明生产成本低、储存稳定时间长、硬度较强、抛光效果好。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷材料制造技术领域，具体涉及一种改性锆硅溶胶陶瓷抛光液制备方法。
背景技术
粗陶瓷地板砖釉面有许多小的凹凸不平现象，造成陶瓷砖釉面的粗糙度大，但是实际实用中要求陶瓷地板砖釉面的光泽度很高（90以上）。通过机械化学抛光的原理对陶瓷地板砖釉面进行抛光加工可达到所需光泽度要求。机械化学抛光利用机械摩擦和化学分解双重作用，如磨轮和抛光液相结合对陶瓷地板砖釉面进行研磨抛光，从而使釉面的光泽度达到90以上。所采用的抛光液含有磨粒、表面活性剂、硬度增强剂和防水剂，其中要求磨粒要均匀分散在溶液中，粒径范围是在纳米级别。
现有的用于陶瓷抛光的材料要么抛光效果差，要么成本高，要么不便于储存，如专利号为200810030197.8国内专利发明专利公开了一种陶瓷砖抛光方法，其中磨料为氧化铈粉体，氧化铈不溶于水且容易凝聚，在水中达不到均匀分布，同时氧化铈的价格比较贵，生产成本较高，不利于市场化。另外发明专利申请号201310460945.7公开了一种高效陶瓷抛光液，硅溶胶其pH值3.0-9.0，然而pH值在4.0-7.0之间，硅溶胶储存稳定时间短，容易凝胶，不利于加工处理。
发明内容
本发明的任务是提供一种生产成本低、储存稳定时间长、硬度较强、抛光效果好的改性锆硅溶胶陶瓷抛光液制备方法。
本发明通过下述技术方案来实现：
一种改性锆硅溶胶陶瓷抛光液制备方法，其特征在于：按以下步骤进行，
1）：在粒径为5-20nm的硅溶胶中加入含氟表面活性剂，形成体系A；硅溶胶中二氧化硅的质量分数为10-30%，硅溶胶的PH=9.5-10.5；
按重量计算，硅溶胶的含量为体系A的95-99.9%，含氟表面活性剂的含量为体系A的0.1-5%；
2）：搅拌体系A并升温至50-100℃，分别向其中加入锆溶胶和氟硅酸盐，形成体系B，体系B中形成有硅锆键合的锆硅溶胶；锆溶胶的PH=2-9，锆溶胶的粒径10-20nm，锆溶胶中的氧化锆的质量分数为10-20%；
按重量比计算，A体系：锆溶胶：氟硅酸盐=98-99.45：0.5-1：0.05-1；
3）：搅拌B体系，同时加入重量份为B体系的0.1-3%的防水剂将pH值调节至9.5-11，得到陶瓷抛光液。
本发明进一步的改进方案包括：
所述防水剂为甲基硅酸钠或甲基硅酸钾。
所述含氟表面活性剂为水溶性含氟表面活性剂。
所述含氟表面活性剂为阴离子含氟表面活性剂或非离子含氟表面活性剂。
所述阴离子含氟表面活性剂包括AC-703、silok100、zonyl-1033D、RB-802，非离子含氟表面活性剂包括HaisenTM FN-6810 、RB-5100、FY-4902、FY-4903、silok120、AKS/4046、7250氟硅表面活性剂。
所述氟硅酸盐为氟硅酸铵、氟硅酸钠、氟硅酸铝、氟硅酸锌、氟硅酸钾和氟硅酸镁中的任意一种或多种。
所述步骤2）包括先搅拌所述体系A并升温至50℃-70℃，再分别加入所述锆溶胶和所述氟硅酸盐。
本发明具有以下优点：含氟表面活性剂的加入，增加了硅溶胶的分散性，使制得的陶瓷抛光液更均匀，抛光效果更好，陶瓷抛光液的大部分磨料为硅溶胶，硅溶胶价格便宜，降低陶瓷抛光液生产成本，抛光液中少量磨料为锆溶胶，具有硬度较强的优点，而且能其中的锆能与硅键合，进一步增加抛光液的硬度、提高抛光效率、增加抛光亮度，使石材釉面的光泽度达到95以上，防水剂的加入，增加了耐水性和耐磨性，使抛光液具有更好的抛光效果；陶瓷抛光液pH值控制在9.5-11，储存稳定性时间长达1年，不易凝胶。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明一种改性锆硅溶胶陶瓷抛光液制备方法 做进一步说明：
实施例1：
一种改性锆硅溶胶陶瓷抛光液制备方法 ，按以下步骤进行：
1）：在粒径为5-20nm的硅溶胶中滴加入含氟表面活性剂，形成体系A；硅溶胶中二氧化硅的质量分数为10-30%，硅溶胶的PH=9.5-10.5；
按重量计算，硅溶胶的含量为体系A的95-99.9%，含氟表面活性剂的含量为体系A的0.1-5%；
其中含氟表面活性剂优选为水溶性含氟表面活性剂，更优选为阴离子含氟表面活性剂或非离子含氟表面活性剂，如阴离子含氟表面活性剂AC-703、silok100、zonyl-1033D、RB-802，非离子含氟表面活性剂 HaisenTM FN-6810 、RB-5100、FY-4902、FY-4903、silok120、AKS/4046、7250氟硅表面活性剂；
含氟表面活性剂的加入，有利于提高硅溶胶的分散性。
2)：搅拌体系A并升温至50-100℃，分别向其中加入锆溶胶和氟硅酸盐，形成体系B，体系B中形成有硅锆键合的锆硅溶胶；锆溶胶的PH=2-9，锆溶胶的粒径10-20nm，锆溶胶中的氧化锆的质量分数为10-20%；优选搅拌体系A并升温至50-70℃，更优选为60℃。
按重量比计算，A体系：锆溶胶：氟硅酸盐=98-99.45：0.5-1：0.05-1；
其中氟硅酸盐优选为氟硅酸铵、氟硅酸钠、氟硅酸铝、氟硅酸锌、氟硅酸钾、氟硅酸镁中的一种或多种。
3)：搅拌B体系，同时加入重量份为B体系的0.1-3%的防水剂甲基硅酸钠或甲基硅酸钾，将pH值调节至9.5-11，得到陶瓷抛光液；甲基硅酸钠pH值在12-13之间，甲基硅酸钾的PH值为13左右，加入一定量的甲基硅酸钠或甲基硅酸钾使得整个体系的pH值就自动调整到9.5-11，它们既起到调节PH值的作用，也可以起到防水剂的作用。
在前述基础上，以下对本发明的优选方案进一步说明，优选方案包括但不限于以下几种：
方案一：
步骤1）中，含氟表面活性剂分别选用AC-703、zonyl-1033D、silok120、AKS/4046进行四组实验，每组的硅溶胶中二氧化硅的质量分数为10%，硅溶胶的含量为整个体系A的重量的95%，含氟表面活性剂的含量为整个体系A的重量的5%；
步骤2）中，氟硅酸盐选用氟硅酸铵，锆溶胶中的氧化锆的质量分数为10%；
A体系、锆溶胶和氟硅酸铵分别为整个体系B的重量的99.4%、0.5%和0.1%；
步骤3）中，防水剂选用甲基硅酸钠防水剂，防水剂用量分别为：0.1%，0.5%，1%，3%。
将前述四组实验以及硅溶胶陶瓷抛光液的数据进行对比，各组原料配比、参数及抛光结果如下表：
通过光泽度的对比可知，本发明制得的陶瓷抛光液相对于硅溶胶陶瓷抛光液具有更好的抛光效果。
方案二：
步骤1）中，含氟表面活性剂分别选用FY-4902（或FY-4903）、RB-802、 HaisenTM FN-6810、7250氟硅表面活性剂进行四组实验，每组的硅溶胶中二氧化硅的质量分数为20%，硅溶胶的含量为整个体系A的重量的97%，含氟表面活性剂的含量为整个体系A的重量的3%；
步骤2）中，氟硅酸盐选用氟硅酸钾，锆溶胶中的氧化锆的质量分数为15%；
A体系、锆溶胶和氟硅酸钾分别为整个体系B的重量的94.5%、3%和2.5%；
步骤3）中，防水剂选用甲基硅酸钾防水剂，防水剂用量分别为：0.1%，0.5%，1%，3%。
将前述四组实验以及硅溶胶陶瓷抛光液的数据进行对比，各组原料配比、参数及抛光结果如下表：
通过光泽度的对比可知，本发明制得的陶瓷抛光液相对于硅溶胶陶瓷抛光液具有更好的抛光效果。
方案三：
步骤1）中，含氟表面活性剂选用silok120，硅溶胶中二氧化硅的质量分数为30%，硅溶胶的含量为整个体系A的重量的99.9%,含氟表面活性剂的含量为整个体系A的重量的0.1%；
步骤2）中，氟硅酸盐选用氟硅酸镁，锆溶胶中的氧化锆的质量分数为20%；
A体系、锆溶胶和氟硅酸镁分别为整个体系B的重量的91%、5%和4%。
步骤3）中，防水剂选用甲基硅酸钾防水剂，防水剂用量：1%
将制得的陶瓷抛光液与硅溶胶陶瓷抛光液的数据进行对比，各组原料配比、参数及抛光结果如下表：
通过光泽度的对比可知，本发明制得的陶瓷抛光液相对于硅溶胶陶瓷抛光液具有更好的抛光效果。
Claims (6)
1.一种改性锆硅溶胶陶瓷抛光液制备方法，其特征在于：按以下步骤进行，
1）：在粒径为5-20nm的硅溶胶中加入含氟表面活性剂，形成体系A；硅溶胶中二氧化硅的质量分数为10-30%，硅溶胶的pH=9.5-10.5；
按重量计算，硅溶胶的含量为体系A的95-99.9%，含氟表面活性剂的含量为体系A的0.1-5%；
2）：搅拌体系A并升温至50-100℃，分别向其中加入锆溶胶和氟硅酸盐，形成体系B，体系B中形成有硅锆键合的锆硅溶胶；锆溶胶的pH=2-9，锆溶胶的粒径10-20nm，锆溶胶中的氧化锆的质量分数为10-20%；
按重量比计算，A体系：锆溶胶：氟硅酸盐=98-99.45：0.5-1：0.05-1；
3）：搅拌B体系，同时加入重量份为B体系的0.1-3%的防水剂将pH值调节至9.5-11，得到陶瓷抛光液。
2.根据权利要求1所述的一种改性锆硅溶胶陶瓷抛光液制备方法 ，其特征在于：所述防水剂为甲基硅酸钠或甲基硅酸钾。
3.根据权利要求1所述的一种改性锆硅溶胶陶瓷抛光液制备方法 ，其特征在于：所述含氟表面活性剂为水溶性含氟表面活性剂。
4.根据权利要求3所述的一种改性锆硅溶胶陶瓷抛光液制备方法 ，其特征在于：所述含氟表面活性剂为阴离子含氟表面活性剂或非离子含氟表面活性剂。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的一种改性锆硅溶胶陶瓷抛光液制备方法 ，其特征在于：所述氟硅酸盐为氟硅酸铵、氟硅酸钠、氟硅酸铝、氟硅酸锌、氟硅酸钾和氟硅酸镁中的任意一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种改性锆硅溶胶陶瓷抛光液制备方法 ，其特征在于：所述步骤2）包括先搅拌所述体系A并升温至50℃-70℃，再分别加入所述锆溶胶和所述氟硅酸盐。
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Denomination of invention: Preparation method of modified zirconium silica sol ceramic polishing liquid Effective date of registration: 20180817 Granted publication date: 20150722 Pledgee: China Co truction Bank Corp Dongguan Dongkeng branch Pledgor: Guangdong Well-Silicasol Co., Ltd. Registration number: 2018440000239 |