CN107964372A - 一种石材晶面剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石材晶面剂，由以下组份及重量百分比组成：磨料8~20%，填充料2~5%，结晶硬化剂10~18%，改性剂1~3%，酸性调节剂0.5~3%，分散剂2~5%，可溶性钙盐0.5~3%，余量为水。填充料气相二氧化硅经剪切后有利于提高活性、填补石材孔洞或孔隙，并与氟硅酸盐协同作用，形成致密的结晶硬化保护层。磨料经有机硅改性后可提高分散性，不易团聚。本发明加入可溶性钙盐，可适用于各种石材，形成氟硅酸钙结晶硬化物质，具有抛光、修补、加硬、防滑等多重功效。

Description

一种石材晶面剂及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑石材领域，具体涉及到石材表面护理剂的制备技术。

背景技术

石材作为一种天然的高档建筑装饰材料，以其独特的花纹、质感和返璞归真的装饰效果，得到广泛的应用。所用石材品种也越来越多，除了常见的花岗岩和大理石外，板岩、砂岩，以及其他非金属矿物都在向装饰石材发展。但石材也容易受到污染和侵蚀而发生病变，这是由于其含有多种矿物且具孔隙多。常见的石材病症主要有：水斑、白华、盐析、泛碱、锈斑、泛黄、霜冻、表面腐蚀、色素污染（包括油污）、苔藓生长、磨损、失光及粉化剥落等。

在石材安装、使用之前做好防水、防污的预处理，从根本上杜绝石材与水分、污染物的接触才能预防这些问题的产生，保护石材的美观，延长使用寿命。在地板类石材表面处理中，石材护理剂一方面可以起到耐磨、防水，保护地板表面，延长地板的使用寿命，另一方面可提高表面光泽度，具有美观效果。

目前，大部分石材护理剂为蜡制产品，或者添加了部分蜡。蜡作为一种高分子有机物，主要目的是提供油状光泽度和更好的抛光性能。但是，也存在堵塞毛孔，透气性差；硬度低，易磨损；容易变色、泛黄；不防滑等问题。

石材晶面剂是一种新型产品，具有替代打蜡的趋势，目前国内外也有一些报道。专利CN 104119803 A公开了一种石材表面处理晶化剂，包括以重量计0.5-5％聚烯烃蜡，10-30％氟硅酸或氟酸硅盐，1-6％酸调节剂，0.5-5％快干剂，以及余量为水；专利CN104356827 A公开了一种含有氟硅酸盐、草酸盐、纯丙乳液、丙烯酸树脂、蜡等成分的双组份晶面剂；专利CN 104497731 A公开了一种多功能大理石晶面护理剂，含有磨料，成膜剂，蜡类，加硬剂，防沉降剂，酸，表面活性剂，附着力促进剂，偶联剂，缓冲剂，渗透剂，其余为去离子水。以上专利以氟硅酸盐作为硬化剂，蜡或者蜡乳液作为光亮剂，均没有完全消除蜡所带来的负面影响。

专利WO 1998038143 A1“乳状石材地板晶面组合物及方法”公开了一种不含草酸的乳状晶面剂，包含氟硅酸盐、C₁₆~C₂₂的脂肪酸、磨料、碱性中和剂、硅油和水。该专利含有硬脂酸、油酸或棕榈酸的高分子量的脂肪酸。

专利US 5490883 A“大理石表面清洁方法和方案”公开了一种大理石、水磨石等使用的清洁剂，其成分包含氟硅酸镁、草酸、磷酸和水。该方法仅为石材清洁剂，不含磨料，功能相对简单。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种石材晶面剂及其制备方法，用于装饰类石材的护理，提高表面硬度和光泽度，防止石材病变，提高耐久性。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种石材晶面剂，由以下组份及重量百分比组成：磨料8~20%，填充料2~5%，结晶硬化剂10~18%，改性剂1~3%，酸性调节剂0.5~3%，分散剂2~5%，可溶性钙盐0.5~3%，余量为水。

按照上述方案，所述磨料为氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化铈中的一种或多种，粒径5~15μm。

按照上述方案，所述填充料为气相二氧化硅，比表面积150~380m²/g，粒径7~15nm。

按照上述方案，所述结晶硬化剂为氟硅酸镁、氟硅酸锌、氟硅酸钠、氟硅酸锆、氟硅酸铵中的一种或多种。

按照上述方案，所述改性剂为硅烷偶联剂KH560、KH570、KH792、KH171、KH172、KH602中一种或多种。

按照上述方案，所述的酸调节剂为草酸、磷酸、盐酸、醋酸、琥珀酸、柠檬酸、酒石酸中的一种或多种。

按照上述方案，所述的分散剂为聚丙烯酸或聚丙烯酸钠，平均分子量Mw为1000~6000。

按照上述方案，所述的可溶性钙盐为氯化钙、硝酸钙、甲酸钙、乙酸钙、碳酸氢钙、磷酸二氢钙中的一种或多种。按照上述方案，所述的一种石材晶面剂的制备方法，包括以下步骤：

1）按照上述质量百分比称取：水、磨料、填充料、结晶硬化剂、改性剂、酸调节剂、分散剂、可溶性钙盐；将水分成两份，备用；

2）向其中一份水中加入磨料、酸调节剂、改性剂，搅拌均匀，40~60℃水浴，反应4~8h，得到液体A；

3）向另一份水中加入填充料，用剪切机高速剪切，剪切速度4000~8000rpm，剪切时间20~50min，得到液体B；

4）将液体A和B混合，搅拌均匀，得到混合液C；

5）向混合液C中加入可溶性钙盐和分散剂，搅拌均匀，得到混合液D；

6）向混合液D中加入结晶硬化剂，搅拌均匀，即得到石材晶面剂。

本发明优选溶解度较高的氟硅酸锌或氟硅酸镁。所选的低分子量聚丙烯酸或聚丙烯酸钠具有阻垢、分散和成膜作用。

本发明采用纳米气相二氧化硅，并对其进行高速剪切以提高活性，有利于填补石材的孔洞和空隙，并与氟硅酸盐协同作用，形成致密的结晶硬化保护层。

本发明对磨料进行改性，可以解决磨料团聚问题，也可以阻止纳米气相二氧化硅凝胶化，保持其活性，进一步保持晶面剂的流动性。

本发明加入可溶性钙盐作为辅助沉淀剂，使本发明晶面剂适用于各种石材，包括不含碳酸钙类石材的护理，形成氟硅酸钙、氟化钙等结晶硬化物质，具有抛光、修补、加硬、防滑等多重功效。

本发明晶面剂的具体使用方法：清洗石材表面并且让其自然风干，将本发明晶面剂喷洒在石材表面，采用钢丝棉、红垫或白垫，配合低速晶面机，打磨至护理剂分散均匀、完全磨干，可重复2~3次，直至形成坚硬光亮保护膜。

具体实施例

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

一种石材晶面剂，由以下组份及重量百分比组成：磨料氧化铈18%，填充料气相二氧化硅2%，结晶硬化剂氟硅酸镁16%，改性剂KH570 2.5%，酸性调节剂醋酸3%，分散剂聚丙烯酸钠（Mw~5000）3.5%，硝酸钙3%，余量为水。

实施例2

一种石材晶面剂，由以下组份及重量百分比组成：磨料二氧化硅15%，填充料气相二氧化硅4%，结晶硬化剂氟硅酸镁10%和氟硅酸锌5%，改性剂KH792 2.5%，酸性调节剂琥珀酸2.5%，分散剂聚丙烯酸（Mw~5000）4.5%，氯化钙1.5%，余量为水。

实施例3

一种石材晶面剂，由以下组份及重量百分比组成：磨料二氧化硅10%，填充料气相二氧化硅2%，结晶硬化剂氟硅酸镁15%，改性剂KH560 1%，酸性调节剂草酸0.7%，分散剂聚丙烯酸（Mw~3000）2%，氯化钙1%，余量为水。

实施例4

一种石材晶面剂，由以下组份及重量百分比组成：磨料氧化铝10%，填充料气相二氧化硅3.5%，结晶硬化剂氟硅酸镁12%和氟硅酸钠2%，改性剂KH171 1.5%，酸性调节剂磷酸1%，分散剂聚丙烯酸钠（Mw~2000）2.5%，乙酸钙2%，余量为水。

实施例5

一种石材晶面剂，由以下组份及重量百分比组成：磨料二氧化硅14%，填充料气相二氧化硅3%，结晶硬化剂氟硅酸锌13%，改性剂KH570 2.5%，酸性调节剂磷酸1.2%，分散剂聚丙烯酸钠（Mw~2000）3%，磷酸二氢钙2.5%，余量为水。

根据以上配方，所述的一种石材晶面剂的制备方法，包括以下步骤：

1）按照上述质量百分比称取水、磨料、填充料、结晶硬化剂、改性剂、酸调节剂、分散剂、可溶性钙盐；将水分成两份，备用；

2）向其中一份水中加入磨料、酸调节剂、改性剂，搅拌均匀，40~60℃水浴，反应4~8h，得到液体A；

3）向另一份水中加入填充料，用剪切机高速剪切，剪切速度4000~8000rpm，剪切时间20~50min，得到液体B；

4）将液体A和B混合，搅拌均匀，得到混合液C；

5）向混合液C中加入可溶性钙盐和分散剂、搅拌均匀，得到混合液D；

6）混合液D中加入结晶硬化剂，搅拌均匀，即得到石材晶面剂。

具体使用方法：清洗石材表面并且让其自然风干，将本发明晶面剂喷涂在石材表面，采用钢丝棉、红垫或白垫，配合低速晶面机，打磨至护理剂分散均匀、完全磨干，可重复2~3次，直至形成坚硬光亮保护膜。

Claims (9)

1.一种石材晶面剂，由以下组份及重量百分比组成：磨料8~20%，填充料2~5%，结晶硬化剂10~18%，改性剂1~3%，酸性调节剂0.5~3%，分散剂2~5%，可溶性钙盐0.5~3%，余量为水。

2.如权利要求1所述的一种石材晶面剂，其特征在于，所述磨料为氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化铈中的一种或多种，粒径5~15μm。

3.如权利要求1所述的一种石材晶面剂，其特征在于，所述填充料为气相二氧化硅，比表面积150~380m²/g，粒径7~15nm。

4.如权利要求1所述的一种石材晶面剂，其特征在于，所述结晶硬化剂为氟硅酸镁、氟硅酸锌、氟硅酸钠、氟硅酸锆、氟硅酸铵中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的一种石材晶面剂，其特征在于，所述改性剂为硅烷偶联剂KH560、KH570、KH792、KH171、KH172、KH602中一种或多种。

6.如权利要求1所述的一种石材晶面剂，其特征在于，所述的酸调节剂为草酸、磷酸、盐酸、醋酸、琥珀酸、柠檬酸、酒石酸中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的一种石材晶面剂，其特征在于，所述的分散剂为聚丙烯酸或聚丙烯酸钠，平均分子量Mw为1000~6000。

8.如权利要求1所述的一种石材晶面剂，其特征在于，所述的可溶性钙盐为氯化钙、硝酸钙、甲酸钙、乙酸钙、碳酸氢钙、磷酸二氢钙中的一种或多种。

9.如权利要求1~8所述的一种石材晶面剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）按照上述质量百分比称取：水、磨料、填充料、结晶硬化剂、改性剂、酸调节剂、分散剂、可溶性钙盐；将水分成两份，备用；

2）向其中一份水中加入磨料、酸调节剂、改性剂，搅拌均匀，40~60℃水浴，反应4~8h，得到液体A；

3）向另一份水中加入填充料，用剪切机高速剪切，剪切速度4000~8000rpm，剪切时间20~50min，得到液体B；

4）将液体A和B混合，搅拌均匀，得到混合液C；

5）向混合液C中加入可溶性钙盐和分散剂，搅拌均匀，得到混合液D；

6）混合液D中加入结晶硬化剂，搅拌均匀，即得到石材晶面剂。