CN107383948B - 一种瓷质抛光砖表面防污修复剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种瓷质抛光砖表面防污修复剂，属于建筑材料技术领域。本发明制备的瓷质抛光砖表面防污修复剂由A、B双组分构成，A组分是由80～100份无水乙醇，5～15份正硅酸乙酯，3～5份偶联剂，10～20份纳米二氧化钛，5～10份纳米氧化锌组成，B组分是由80～100份水，0.6～0.8份乳化剂，8～10份硅酸三钙，2～4份石膏组成，且B组分中还可以添加聚乙烯醇，使用时先涂抹A组分，再涂B组分。本发明技术方案所得产品瓷质抛光砖表面防污修复剂使用后，可在抛光砖表面形成连续、平滑的耐磨防污层，可有效阻断各种污染物侵入砖体，且可有效降低表面对可见光的吸收与散射，提高砖体表面光泽度。
Description
技术领域
本发明公开了一种瓷质抛光砖表面防污修复剂，属于建筑材料技术领域。
背景技术
目前，瓷质抛光砖因其强度大、硬度高、耐磨性好、表面平整光亮、装饰图案丰富、仿石材效果逼真等特点，已被广泛地运用于各类现代建筑场所的装饰之中。但是，瓷质抛光砖的最大缺陷是在铺贴和使用过程中抗污性能差，尤其是被广大消费者青睐的超白抛光砖，在施工过程和日常使用中容易吸污，并且难以去除，从而影响其美观。抛光砖的防污问题一直困扰着生产厂家和光大用户。
瓷质抛光砖是以黏土、长石、石英等为主要原料，经过配料、造粒、成型、烧成、抛光等工序加工而成，矿物结构组成主要为石英、莫来石、玻璃相，其比例约为石英10~18%，莫来石12~40%，玻璃相35~40%，由于原料中存在有有机物和碳酸盐，抛光砖在高温烧成时会产生一定量的气体，并在产品内部和表面形成气孔，一般来说气孔率在3~10%之间，气孔尺寸在3~50μm之间。产品经过抛光加工后，表面的一些闭口气孔被破坏，成为开口气孔，普遍观点认为，表面开口气孔的存在，是抛光砖抗污性能差，容易吸污的主要原因。中国专利号“CN201610166925.2”公开了一种低成本抛光砖防污剂及其制备方法，是由硬脂酸、石蜡、溶剂、无水酒精调合而成，其主要是利用硬脂酸的表面活性作用渗透进入石材内部，利用具有疏水性能的石蜡覆盖在抛光砖表面，达到防止污水进入抛光砖微孔，起到防污效果的目的，该防污剂虽然成本低，使用方便，但石蜡覆盖层耐磨性能不佳，形成的防污层容易失效，使用过程中需要经常维护并重新涂膜，且因石蜡和硬脂酸皆为油溶性物质，因此产品对于油溶性污染物的防污效果较差。
因此，如何提高瓷质抛光砖的防污性能，并开发出更加有效的防污修复剂，使处理后的抛光砖具有优异、持久的防污性能，实现对抛光砖表面的完美修复，对于抛光砖的应用和后期维护具有重大现实意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统瓷质抛光砖采用的防污修复剂耐磨性差，形成的防污层易被磨损失效，需要重复维护，且形成的油性防污层对油溶性污染物防污效果不佳的问题，提供了一种瓷质抛光砖表面防污修复剂。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种瓷质抛光砖表面防污修复剂，是由A组分和B组分组成；
所述A组分是由以下重量份数的原料组成：80～100份无水乙醇，5～15份正硅酸乙酯，3～5份偶联剂，10～20份纳米二氧化钛，5～10份纳米氧化锌；
所述A组分具体配制过程为：按A组分原料配方称量各原料，先将无水乙醇和偶联剂搅拌混合均匀后，再加入纳米二氧化钛和纳米氧化锌，超声分散后，再加入正硅酸乙酯，继续搅拌混合均匀，即得A组分；
所述B组分是由以下重量份数的原料组成：80～100份水，0.6～0.8份乳化剂，8～10份硅酸三钙，2～4份石膏；
所述B组分具体配置过程为：按B组分原料配方称量各原料，先将水、乳化剂和硅酸三钙高速搅拌混合30～60min，再加入石膏，继续搅拌混合均匀，即得B组分；
将A组分和B组分分开封装，即构成瓷质抛光砖表面防污修复剂。
所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的任意一种。
所述纳米二氧化钛为球形纳米二氧化钛。
所述纳米氧化锌为片状纳米氧化锌。
所述乳化剂为乳化剂OP-10、吐温-60或斯潘-80中的任意一种。
所述石膏为生石膏、熟石膏或硬石膏中的任意一种。
所述B组分中还可以添加水质量3～6%的聚乙烯醇。
本发明的有益效果是：
（1）本发明技术方案采用A组分和B组分配合使用，在使用过程中，首先涂覆A组分，A组分中的球形纳米二氧化钛具有较强的渗透性能，可以在无水乙醇帮助下快速渗透进入抛光砖微小的孔洞及裂隙间进行填充修补，同时纳米二氧化钛活性较高，可在孔洞及裂隙间聚集，反应生成具有一定强度结合紧密的固态物质，再配合片状的纳米氧化锌，在抛光砖表面形成一层片状耐磨层，再通过涂抹B组分，B组分中的水分与A组分孔隙结构中的正硅酸乙酯接触后，使正硅酸乙酯发生水解，水解产生的纳米二氧化硅可实现对片状纳米氧化锌及球形纳米二氧化钛孔隙的进一步填充，从而与抛光面一起形成连续、致密的光洁表面，降低砖体表面的粗糙度，提高表面光泽度和耐磨性能，防止各种污染物残留于砖体表面和通过气孔、裂隙进入砖体内部，使抛光砖具有长效防污性能；
（2）本发明通过在B组分中加硅酸三钙和石膏，在乳化剂作用下，硅酸三钙和石膏渗透进入抛光砖较大孔隙和裂缝中，石膏的加入可促进硅酸三钙的水化过程进行，硅酸三钙在水化过程中，可融入抛光砖中的玻璃相中，提高抛光砖与表面形成的防污耐磨层的结合强度，且硅酸三钙在水化产物可有效提高防污耐磨层的硬度，进一步提升其耐磨性能，避免因磨损失效而重复维护；
（3）本发明技术方案中，聚乙烯醇的加入，可提高产品涂膜后的保水性能，使体系中铝酸三钙充分水化，从而进一步提高形成的防污耐磨层的强度和耐磨性能。
具体实施方式
按质量比为1：8～1：10，将碱式碳酸锌和氯化钠混合倒入球磨罐中，按球料质量比为15：1～25：1加入氧化锆球磨珠，球磨混合2～4h，得球磨料，并将所得球磨料移入马弗炉中，以6～8℃/min速率程序升温至820～850℃，保温煅烧2～4h后，得煅烧料，并将煅烧料趁热倒入温度为0～4℃的冰水中，用玻璃棒搅拌混合10～15min后，过滤，得滤渣，并用无水乙醇洗涤滤渣3～5次，再将洗涤后的滤渣转入烘箱中，于温度为60～65℃条件下，干燥8～10h，得片状纳米氧化锌；随后按重量份数计，依次取80～100份无水乙醇，5～15份正硅酸乙酯，3～5份偶联剂，10～20份球形纳米二氧化钛，5～10份片状纳米氧化锌，先将无水乙醇和偶联剂倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10～15min后，再向烧杯中加入球形纳米二氧化钛和片状纳米氧化锌，并将烧杯移入超声分散仪，于超声频率为45～50kHz条件下，超声分散30～45min，得分散液，再向分散液中加入正硅酸乙酯，用玻璃棒搅拌混合10～20min，即得A组分；再按重量份数计，依次取80～100份水，0.6～0.8份乳化剂，8～10份硅酸三钙，2～4份石膏，先将水、乳化剂和硅酸三钙倒入混料机中，并向混料机中加入水质量3～6%的聚乙烯醇，于转速为1400～1600r/min条件下高速搅拌混合30～60min，再向混料机中加入石膏，继续搅拌混合10～20min，出料，即得B组分，将所得A组分和B组分分开封装，即构成瓷质抛光砖表面防污修复剂。所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的任意一种。所述乳化剂为乳化剂OP-10、吐温-60或斯潘-80中的任意一种。所述石膏为生石膏、熟石膏或硬石膏中的任意一种。
实例1
按质量比为1：10，将碱式碳酸锌和氯化钠混合倒入球磨罐中，按球料质量比为25：1加入氧化锆球磨珠，球磨混合4h，得球磨料，并将所得球磨料移入马弗炉中，以8℃/min速率程序升温至850℃，保温煅烧4h后，得煅烧料，并将煅烧料趁热倒入温度为4℃的冰水中，用玻璃棒搅拌混合15min后，过滤，得滤渣，并用无水乙醇洗涤滤渣5次，再将洗涤后的滤渣转入烘箱中，于温度为65℃条件下，干燥10h，得片状纳米氧化锌；随后按重量份数计，依次取100份无水乙醇，15份正硅酸乙酯，5份偶联剂，20份球形纳米二氧化钛，10份片状纳米氧化锌，先将无水乙醇和偶联剂倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15min后，再向烧杯中加入球形纳米二氧化钛和片状纳米氧化锌，并将烧杯移入超声分散仪，于超声频率为50kHz条件下，超声分散45min，得分散液，再向分散液中加入正硅酸乙酯，用玻璃棒搅拌混合20min，即得A组分；再按重量份数计，依次取100份水，0.8份乳化剂，10份硅酸三钙，4份石膏，先将水、乳化剂和硅酸三钙倒入混料机中，并向混料机中加入水质量6%的聚乙烯醇，于转速为1600r/min条件下高速搅拌混合60min，再向混料机中加入石膏，继续搅拌混合20min，出料，即得B组分，将所得A组分和B组分分开封装，即构成瓷质抛光砖表面防污修复剂。所述偶联剂为硅烷偶联剂。所述乳化剂为乳化剂OP-10。所述石膏为生石膏。
实例2
按重量份数计，依次取100份无水乙醇，15份正硅酸乙酯，5份偶联剂，20份球形纳米二氧化钛，10份球形纳米氧化锌，先将无水乙醇和偶联剂倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15min后，再向烧杯中加入球形纳米二氧化钛和球形纳米氧化锌，并将烧杯移入超声分散仪，于超声频率为50kHz条件下，超声分散45min，得分散液，再向分散液中加入正硅酸乙酯，用玻璃棒搅拌混合20min，即得A组分；再按重量份数计，依次取100份水，0.8份乳化剂，10份硅酸三钙，4份石膏，先将水、乳化剂和硅酸三钙倒入混料机中，并向混料机中加入水质量6%的聚乙烯醇，于转速为1600r/min条件下高速搅拌混合60min，再向混料机中加入石膏，继续搅拌混合20min，出料，即得B组分，将所得A组分和B组分分开封装，即构成瓷质抛光砖表面防污修复剂。所述偶联剂为硅烷偶联剂。所述乳化剂为乳化剂OP-10。所述石膏为生石膏。
实例3
按质量比为1：10，将碱式碳酸锌和氯化钠混合倒入球磨罐中，按球料质量比为25：1加入氧化锆球磨珠，球磨混合4h，得球磨料，并将所得球磨料移入马弗炉中，以8℃/min速率程序升温至850℃，保温煅烧4h后，得煅烧料，并将煅烧料趁热倒入温度为4℃的冰水中，用玻璃棒搅拌混合15min后，过滤，得滤渣，并用无水乙醇洗涤滤渣5次，再将洗涤后的滤渣转入烘箱中，于温度为65℃条件下，干燥10h，得片状纳米氧化锌；随后按重量份数计，依次取100份无水乙醇，5份偶联剂，20份球形纳米二氧化钛，10份片状纳米氧化锌，先将无水乙醇和偶联剂倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15min后，再向烧杯中加入球形纳米二氧化钛和片状纳米氧化锌，并将烧杯移入超声分散仪，于超声频率为50kHz条件下，超声分散45min，得分散液，即为A组分；再按重量份数计，依次取100份水，0.8份乳化剂，10份硅酸三钙，4份石膏，先将水、乳化剂和硅酸三钙倒入混料机中，并向混料机中加入水质量6%的聚乙烯醇，于转速为1600r/min条件下高速搅拌混合60min，再向混料机中加入石膏，继续搅拌混合20min，出料，即得B组分，将所得A组分和B组分分开封装，即构成瓷质抛光砖表面防污修复剂。所述偶联剂为硅烷偶联剂。所述乳化剂为乳化剂OP-10。所述石膏为生石膏。
实例4
按质量比为1：10，将碱式碳酸锌和氯化钠混合倒入球磨罐中，按球料质量比为25：1加入氧化锆球磨珠，球磨混合4h，得球磨料，并将所得球磨料移入马弗炉中，以8℃/min速率程序升温至850℃，保温煅烧4h后，得煅烧料，并将煅烧料趁热倒入温度为4℃的冰水中，用玻璃棒搅拌混合15min后，过滤，得滤渣，并用无水乙醇洗涤滤渣5次，再将洗涤后的滤渣转入烘箱中，于温度为65℃条件下，干燥10h，得片状纳米氧化锌；随后按重量份数计，依次取100份无水乙醇，15份正硅酸乙酯，5份偶联剂，20份球形纳米二氧化钛，10份片状纳米氧化锌，先将无水乙醇和偶联剂倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15min后，再向烧杯中加入球形纳米二氧化钛和片状纳米氧化锌，并将烧杯移入超声分散仪，于超声频率为50kHz条件下，超声分散45min，得分散液，再向分散液中加入正硅酸乙酯，用玻璃棒搅拌混合20min，即得A组分；再按重量份数计，依次取100份水，0.8份乳化剂，4份石膏，先将水、乳化剂和硅酸三钙倒入混料机中，并向混料机中加入水质量6%的聚乙烯醇，于转速为1600r/min条件下高速搅拌混合60min，再向混料机中加入石膏，继续搅拌混合20min，出料，即得B组分，将所得A组分和B组分分开封装，即构成瓷质抛光砖表面防污修复剂。所述偶联剂为硅烷偶联剂。所述乳化剂为乳化剂OP-10。所述石膏为生石膏。
实例5
按质量比为1：10，将碱式碳酸锌和氯化钠混合倒入球磨罐中，按球料质量比为25：1加入氧化锆球磨珠，球磨混合4h，得球磨料，并将所得球磨料移入马弗炉中，以8℃/min速率程序升温至850℃，保温煅烧4h后，得煅烧料，并将煅烧料趁热倒入温度为4℃的冰水中，用玻璃棒搅拌混合15min后，过滤，得滤渣，并用无水乙醇洗涤滤渣5次，再将洗涤后的滤渣转入烘箱中，于温度为65℃条件下，干燥10h，得片状纳米氧化锌；随后按重量份数计，依次取100份无水乙醇，15份正硅酸乙酯，5份偶联剂，20份球形纳米二氧化钛，10份片状纳米氧化锌，先将无水乙醇和偶联剂倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15min后，再向烧杯中加入球形纳米二氧化钛和片状纳米氧化锌，并将烧杯移入超声分散仪，于超声频率为50kHz条件下，超声分散45min，得分散液，再向分散液中加入正硅酸乙酯，用玻璃棒搅拌混合20min，即得A组分；再按重量份数计，依次取100份水，0.8份乳化剂，10份硅酸三钙，先将水、乳化剂和硅酸三钙倒入混料机中，并向混料机中加入水质量6%的聚乙烯醇，于转速为1600r/min条件下高速搅拌混合60min，再向混料机中加入石膏，继续搅拌混合20min，出料，即得B组分，将所得A组分和B组分分开封装，即构成瓷质抛光砖表面防污修复剂。所述偶联剂为硅烷偶联剂。所述乳化剂为乳化剂OP-10。
实例6
按质量比为1：10，将碱式碳酸锌和氯化钠混合倒入球磨罐中，按球料质量比为25：1加入氧化锆球磨珠，球磨混合4h，得球磨料，并将所得球磨料移入马弗炉中，以8℃/min速率程序升温至850℃，保温煅烧4h后，得煅烧料，并将煅烧料趁热倒入温度为4℃的冰水中，用玻璃棒搅拌混合15min后，过滤，得滤渣，并用无水乙醇洗涤滤渣5次，再将洗涤后的滤渣转入烘箱中，于温度为65℃条件下，干燥10h，得片状纳米氧化锌；随后按重量份数计，依次取100份无水乙醇，15份正硅酸乙酯，5份偶联剂，20份球形纳米二氧化钛，10份片状纳米氧化锌，先将无水乙醇和偶联剂倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15min后，再向烧杯中加入球形纳米二氧化钛和片状纳米氧化锌，并将烧杯移入超声分散仪，于超声频率为50kHz条件下，超声分散45min，得分散液，再向分散液中加入正硅酸乙酯，用玻璃棒搅拌混合20min，即得A组分；再按重量份数计，依次取100份水，0.8份乳化剂，10份硅酸三钙，4份石膏，先将水、乳化剂和硅酸三钙倒入混料机中，于转速为1600r/min条件下高速搅拌混合60min，再向混料机中加入石膏，继续搅拌混合20min，出料，即得B组分，将所得A组分和B组分分开封装，即构成瓷质抛光砖表面防污修复剂。所述偶联剂为硅烷偶联剂。所述乳化剂为乳化剂OP-10。所述石膏为生石膏。
抛光砖防污处理：将抛光砖表面清理干净，在砖表面滴加瓷质抛光砖表面防污修复剂A组分，通过高速纳米镀膜机打磨，待打磨结束，再涂覆瓷质抛光砖表面防污修复剂B组分，试验过程中，A组分与B组分用量体积比为5：1，其中A组分重复涂覆3次后，再用B组分涂覆2次；
将实例1至6所得产品瓷质抛光砖表面防污修复剂按上述操作分别进行防污处理，再进行防污性能测试，具体测试方法如下：
1.将墨水、酱油、茶水和机油搅拌混合均匀后施加在防污处理后的抛光砖表面，保留3~5h后，擦洗，考察抛光砖表面对各种污渍的防污效果；
2.将进行防污处理后的抛光砖进行10万人次的踩踏后，观察砖体表面情况（划痕、光泽度），并再次用测试方法1中的方法测试其防污性能。
具体检测结果如表1所示：
表1
由表1检测结果可知，本发明技术方案所得产品瓷质抛光砖表面防污修复剂使用后，可在抛光砖表面形成连续、平滑的耐磨防污层，可有效阻断各种污染物侵入砖体，且可有效降低表面对可见光的吸收与散射，提高砖体表面光泽度。
Claims (5)
1.一种瓷质抛光砖表面防污修复剂，其特征在于：是由A组分和B组分组成；
所述A组分是由以下重量份数的原料组成：80～100份无水乙醇，5～15份正硅酸乙酯，3～5份偶联剂，10～20份纳米二氧化钛，5～10份纳米氧化锌；所述纳米二氧化钛为球形纳米二氧化钛；所述纳米氧化锌为片状纳米氧化锌；
所述A组分具体配制过程为：按A组分原料配方称量各原料，先将无水乙醇和偶联剂搅拌混合均匀后，再加入纳米二氧化钛和纳米氧化锌，超声分散后，再加入正硅酸乙酯，继续搅拌混合均匀，即得A组分；
所述B组分是由以下重量份数的原料组成：80～100份水，0.6～0.8份乳化剂，8～10份硅酸三钙，2～4份石膏；
所述B组分具体配置过程为：按B组分原料配方称量各原料，先将水、乳化剂和硅酸三钙高速搅拌混合30～60min，再加入石膏，继续搅拌混合均匀，即得B组分；
将A组分和B组分分开封装，即构成瓷质抛光砖表面防污修复剂。
2.根据权利要求1所述的一种瓷质抛光砖表面防污修复剂，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种瓷质抛光砖表面防污修复剂，其特征在于：所述乳化剂为乳化剂OP-10、吐温-60或斯潘-80中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种瓷质抛光砖表面防污修复剂，其特征在于：所述石膏为生石膏、熟石膏或硬石膏中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种瓷质抛光砖表面防污修复剂，其特征在于：所述B组分中还添加水质量3～6%的聚乙烯醇。
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