CN108084886A

CN108084886A - 一种持久抗菌陶瓷抛光液

Info

Publication number: CN108084886A
Application number: CN201711307775.3A
Authority: CN
Inventors: 谢义鹏; 许钧强; 康伦国; 姚东生
Original assignee: Shaoguan Union Chemical Co Ltd; Union Foshan Chemical Co Ltd
Current assignee: Shaoguan Union Chemical Co Ltd; Union Foshan Chemical Co Ltd
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2018-05-29

Abstract

本发明涉及一种持久抗菌陶瓷抛光液，其组成为：持久抗菌型改性纳米SiO₂分散液40.0～50.0％、水性有机硅玻璃树脂1.0～5.0％、透感增强剂1.0～5.0％、润滑剂0.2％～1.0％、表面活性剂0.2～0.5％、硅溶胶0～30.0％、其余为水。本发明首次将含季铵盐抗菌基团接枝到纳米二氧化硅粒子表面应用到陶瓷抛光工艺上，抛光后季铵盐抗菌离子暴露于瓷砖表面的硅薄膜最外层并起到抗菌作用；而含季铵盐的抗菌基团是通过化学键的方式牢固接枝在聚合物分子链上，不易脱落，因而具有持久抗菌性。

Description

一种持久抗菌陶瓷抛光液

技术领域

本发明涉及一种陶瓷抛光液，尤其涉及到一种持久抗菌陶瓷抛光液，属于陶瓷材料技术领域。

技术背景

有机/无机纳米复合微球受到越来越多的重视，这是因为它兼具有机材料的可塑性、易加工性、轻量化和无机材料的刚性、耐热性、耐磨性、耐化学腐蚀性、易改性以及各种功能特性，如磁性，导电性等。作为有机/无机复合材料的一种，具有核壳结构的聚合物/二氧化硅纳米复合微球已经被广泛地应用于生物医学、催化、电子器件以及胶体界面研究领域。

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。

中国专利CN103484026A公开了一种高效陶瓷抛光液，其有效成份包括粒径为3～300nm的纳米硅溶胶，络合剂及表面活性剂，pH调节剂，其中抛光液的pH＝3.0～9.0，硅溶胶粒度分布呈非高斯分布，(D100-D80)/(D100-D0)<0.15；其制备过程是先将粒径为纳米硅溶胶颗粒悬浮在水中，再加入络合剂，表面活性剂到悬浮液中，最后将悬浮液的pH值调整到3.0～9.0。该陶瓷抛光液对氧化锆陶瓷抛光可以避免氧化锆陶瓷表面出现波纹以及微小斑点。

市场现在存在的抛光砖、抛釉砖在使用一定时间后会出现细菌滋生和发霉现象。目前陶瓷生产厂家采取在釉料里添加银离子、氧化锌材料或有机物作杀菌剂，存在价格昂贵、抗菌效率低等缺陷；或在抛光液中添加杀菌剂，也存在杀菌剂游离、易流失、持久性差等缺陷。

中国专利CN103524118A公开了一种银基η-Al₂O₃介孔纤维抗菌粉体及抗菌陶瓷，所述抗菌粉体由η-Al₂O₃介孔纤维、AgNO₃溶液和银基配位剂NH₃·H₂O震荡吸附后得到，所述抗菌粉体的粒径为200nm，孔径为2～15nm，平均孔径为6.6nm，长度5～12μm，最低抑菌浓度为210μg/mL；本发明采用η-Al₂O₃(PEG)介孔纤维作为抗菌剂载体，有效利用了介孔纤维的良好吸附性能，其抗菌粉体具有明显的抗菌效果，且由于Al₂O₃是陶瓷釉料的主要化学组分，以该介孔纤维作为载体不但不会改变釉料的性质，还可以降低釉料的烧结温度，明显改善釉层性能。此发明的缺点是价格昂贵，且由于制备方法要求较高难于大规模应用。

现行公开文件和产品中未有关于在陶瓷抛光液持久抗菌的报道，陶瓷抛光液作为陶瓷最表面的一层疏水、填孔薄膜，因此制备抗菌添加剂或持久抗菌陶瓷抛光液以改善瓷砖的持久抗菌性能具有重要意义。

发明内容

为克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的旨在提供一种持久抗菌陶瓷抛光液。

本发明的一种持久抗菌陶瓷抛光液，按重量百分比计，其组成为：持久抗菌型改性纳米SiO₂分散液40.0～50.0％、水性有机硅玻璃树脂1.0～5.0％、透感增强剂1.0～5.0％、润滑剂0.2％～1.0％、表面活性剂0.2～0.5％、硅溶胶0～30.0％、其余为水。

其中，所述的透感增强剂为氯化钠、硼酸钠、硝酸钠、氯化钾中的一种或几种的组合。

所述的润滑剂为乙二醇、甘油、丁二醇、二甲基硅油、羟基硅油、氨基硅油、含氢硅油中的一种或几种的组合。

所述的表面活性剂为直链烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、十二烷基苯磺酸钠、月桂酰基谷氨酸、聚乙二醇、壬基酚聚氧乙烯醚、烷基葡糖苷、脂肪酸甘油酯、聚山梨酯中的一种或几种的组合。

所述的持久抗菌型改性纳米SiO₂分散液，由以下步骤制备：

a)、活性纳米SiO₂的制备：在反应釜中，依次加入100.0份纳米SiO2分散液、2.0～8.0份含有乙烯基官能团的硅氧烷偶联剂、0.1～1.0份氨水(15～30％W/W)、2.0～8.0份正硅酸甲酯，搅拌并升温至40～70℃反应6～12h，得所述的活性纳米SiO₂溶液；

b)、持久抗菌型改性纳米SiO₂的制备：取所述的活性纳米SiO₂溶液100.0份加入到反应釜中，在搅拌下加入4.0～12.0份季铵盐型乙烯基单体、0.1～0.5份链转移剂、0.1～0.5份促进剂、0～50.0份水，升温至30～50℃，加入0.3～0.8份引发剂，控制在30～50℃反应3～5h，得所述的持久抗菌型改性纳米SiO₂分散液。

其中，所述的纳米SiO₂分散液为纳米SiO₂-乙醇分散液、纳米SiO₂-甲醇分散液或纳米SiO₂-丙醇分散液，其固含量为10～30％、纳米SiO₂粒径为5～200nm。

所述的含有乙烯基的硅氧烷偶联剂为乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种。

所述的季铵盐型乙烯基单体为二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲氨基)丙磺酸盐中的至少一种。

所述的链转移剂为亚硫酸钠、次磷酸钠、亚硫酸氢钠、维生素C、硫酸亚铁中的至少一种。

所述的促进剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丙烯酸中的至少一种。

所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、双氧水、偶氮二异丁腈中的至少一种。

本发明所述的一种持久抗菌陶瓷抛光液，在抛光机和润滑剂的摩擦加热和润滑作用下，抛光液的抗菌型季铵盐接枝纳米SiO₂分散液和硅溶胶被挤压到瓷砖表面的毛孔内并在瓷砖表面形成薄膜，由于季铵盐离子位于纳米二氧化硅的外表面，因此季铵盐离子暴露于瓷砖表面的硅薄膜最外层并起到抗菌作用；而含季铵盐的抗菌基团是通过化学键的方式牢固接枝在聚合物分子链上，不易脱落，因而具有持久抗菌性。

具体实施方式

下面结合实施例对所述的一种持久抗菌陶瓷抛光液做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

实施例1

一种持久抗菌型改性纳米SiO₂分散液A，其制备方法如下：

a)、活性纳米SiO₂的制备：在反应釜中，依次加入100.0份纳米SiO₂分散液、5.0份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.8份氨水、5.0份正硅酸甲酯，搅拌并升温至55～57℃反应10h，得所述的活性纳米SiO₂溶液；其中纳米SiO₂分散液固含20％、粒径为10～20nm；氨水浓度为15％；

b)、持久抗菌型改性纳米SiO₂的制备：取所述的活性纳米SiO₂溶液100.0份加入到反应釜中，在搅拌下加入10.0份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、0.3份次磷酸钠、0.3份巯基乙酸、30份水，升温至50℃，加入0.3份过硫酸铵，控制在50℃反应3h，得所述的持久抗菌型改性纳米SiO₂分散液A。

实施例2

一种持久抗菌型改性纳米SiO₂分散液B，其制备方法如下：

a)、活性纳米SiO₂的制备：在反应釜中，依次加入100.0份纳米SiO₂分散液、8.0份乙烯基三异丙氧基硅烷、1.0份氨水、6.0份正硅酸甲酯，搅拌并升温至40℃反应8h，得所述的活性纳米SiO₂溶液；其中纳米SiO₂分散液固含30％、粒径为50±5nm；氨水浓度为20％；

b)、持久抗菌型改性纳米SiO₂的制备：取所述的活性纳米SiO₂溶液100.0份加入到反应釜中，在搅拌下加入7份3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲氨基)丙磺酸盐、0.5份亚硫酸钠、0.2份巯基丙酸、50份水，升温至40℃，加入0.7份双氧水，控制在40℃反应5h，得所述的持久抗菌型改性纳米SiO₂分散液B。

实施例3

一种持久抗菌型改性纳米SiO₂分散液C，其制备方法如下：

a)、活性纳米SiO₂的制备：在反应釜中，依次加入100.0份纳米SiO₂分散液、5.0份乙烯基三乙氧基硅烷、0.6份氨水、4.0份正硅酸甲酯，搅拌并升温至50℃反应8h，得所述的活性纳米SiO₂溶液；其中纳米SiO₂分散液固含10％、粒径为20～30nm；氨水浓度为15％；

b)、持久抗菌型改性纳米SiO₂的制备：取所述的活性纳米SiO₂溶液100.0份加入到反应釜中，在搅拌下加入7份3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲氨基)丙磺酸盐、0.2份维生素C、0.1份巯基丙烯酸，升温至50℃，加入0.5份过硫酸钾，控制在50℃反应3h，得所述的持久抗菌型改性纳米SiO₂分散液C。

实施例4

一种持久抗菌陶瓷抛光液，其组成为：持久抗菌型纳米SiO₂分散液A 40.0份、水性有机硅玻璃树脂2.0份、氯化钠2.0份、乙二醇0.5份、聚乙二醇-400 0.3份、固含30％硅溶胶30.0份、其余为水。

实施例5

一种持久抗菌陶瓷抛光液，其组成为：持久抗菌型纳米SiO₂分散液B 45.0份、水性有机硅玻璃树脂4.0份、硼酸钠2.0份、甘油0.5份、十二烷基苯磺酸钠0.5份、固含30％硅溶胶10.0份、其余为水。

实施例6

一种持久抗菌陶瓷抛光液，其组成为：持久抗菌型纳米SiO₂分散液C 50.0份、水性有机硅玻璃树脂4.0份、氯化钾1.0份、羟基硅油0.1份、月桂酰基谷氨酸0.2份、固含30％硅溶胶20.0份、其余为水。

将本发明实施例中的持久抗菌抛光液按规定工艺在瓷砖上进行抛光，按照JC/T897-2002标准测试瓷砖表面的抗菌性能，测试数据如表1所示。

表2抛光瓷砖表面抗菌性能技术指标

尽管本发明已作了详细说明并引证了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。

Claims

1.一种持久抗菌陶瓷抛光液，其特征在于：所述的持久抗菌陶瓷抛光液，按重量百分比计，其组成为：持久抗菌型改性纳米SiO₂分散液40.0～50.0％、水性有机硅玻璃树脂1.0～5.0％、透感增强剂1.0～5.0％、润滑剂0.2％～1.0％、表面活性剂0.2～0.5％、硅溶胶0～30.0％、其余为水；

其中，所述的持久抗菌型改性纳米SiO₂分散液，由以下步骤制备：

2.根据权利要求1所述的持久抗菌陶瓷抛光液，其特征在于：所述的透感增强剂为氯化钠、硼酸钠、硝酸钠、氯化钾中的一种或几种的组合；所述的润滑剂为乙二醇、甘油、丁二醇、二甲基硅油、羟基硅油、氨基硅油、含氢硅油中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述的持久抗菌陶瓷抛光液，其特征在于：所述的表面活性剂为直链烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、十二烷基苯磺酸钠、月桂酰基谷氨酸、聚乙二醇、壬基酚聚氧乙烯醚、烷基葡糖苷、脂肪酸甘油酯、聚山梨酯中的一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述的持久抗菌陶瓷抛光液，其特征在于：所述的纳米SiO₂分散液为纳米SiO₂-乙醇分散液、纳米SiO₂-甲醇分散液或纳米SiO₂-丙醇分散液，其固含量为10～30％、纳米SiO₂粒径为5～200nm。

5.根据权利要求1所述的持久抗菌陶瓷抛光液，其特征在于：所述的含有乙烯基的硅氧烷偶联剂为乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的持久抗菌陶瓷抛光液，其特征在于：所述的季铵盐型乙烯基单体为二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲氨基)丙磺酸盐中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的持久抗菌陶瓷抛光液，其特征在于：所述的链转移剂为亚硫酸钠、次磷酸钠、亚硫酸氢钠、维生素C、硫酸亚铁中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的持久抗菌陶瓷抛光液，其特征在于：所述的促进剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丙烯酸中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的持久抗菌陶瓷抛光液，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、双氧水、偶氮二异丁腈中的至少一种。