CN109705812A - 一种瓷砖防滑剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及瓷砖表面处理技术领域，具体涉及一种瓷砖防滑剂及其制备方法。该瓷砖防滑剂由A组分和B组复配而成，所述A组分包括如下重量份的原料：缓蚀剂、分散稳定剂、保湿剂、水；B组分包括如下重量份的原料：氟盐、硅油、表面活性剂、分散稳定剂、硅烷偶联剂、多刺状纳米氧化锌、水。本发明包括A组分和B组分，使用时先将A组分与B组分按照一定体积比混合均匀，然后将本发明防滑剂刷于瓷砖表面，待瓷砖表面干燥即可。氟盐和缓蚀剂配合，缓在瓷砖表面形成纳米级结构，达到防滑效果。多刺状纳米氧化锌增加刺状表面的摩擦力，使用时再将缓蚀剂和组分B混合，可以避免缓蚀剂失效，影响防滑效果。
Description
技术领域
本发明涉及瓷砖表面处理技术领域，具体涉及一种瓷砖防滑剂及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，瓷砖走进了千家万户，在其应用范围不断扩大的过程中，也出现了一些亟待解决的问题，如：表面遇水光滑度太高易打滑等，所以开发符合大众需求的防滑砖产品成为主流。
现有的防滑瓷砖是通过在瓷砖表面设置有褶皱条纹或凹凸点，以增加地板砖面与人体脚底或鞋底的摩擦力，防止打滑摔倒。这种方式对加工方式要求较高，增加了瓷砖加工的难度。目前已经出现了采用酸腐蚀超洁亮陶瓷砖来制备防滑陶瓷砖，但该方法所制得的防滑砖防污效果较差，且在加工过程中酸液的排放，造成了对环境的影响较大，造成环境的污染。同时，传统的防滑主要是通过酸腐蚀表面形成多孔，这种的缺点是容易导致表面光泽下降，形成的孔隙被填充后损失其防滑效果。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的之一在于提供一种瓷砖防滑剂，减弱酸蚀，使得表面光泽度下降减弱，加入多刺状纳米氧化锌低密度形成辅助福擦点，不会明显减弱其光泽度，具有很好的防滑效果，。
本发明的目的之二在于提供一种瓷砖防滑剂的制备方法，工艺简单，适于工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种瓷砖防滑剂，由A组分和B组分按照体积比为1：(0.8-2.5)复配而成，所述A组分包括如下重量份的原料：
B组分包括如下重量份的原料：
所述纳米氧化锌为多刺状纳米氧化锌。
本发明配方使用无毒、无害原料，且本发明防滑剂具有超强的渗透力，能够降低瓷砖表面的光泽度，同时多刺状纳米氧化锌还能增加瓷砖接触面的摩擦力，使本发明具形成吸孔和颗粒的双重摩擦作用进行防滑。
本发明以氟盐为主要原料，缓蚀剂为辅料，加入多刺状纳米氧化锌，辅以助剂：分散稳定剂、硅油、表面活性剂和保湿剂，产品为中性的水溶液，增加了运输和使用的安全性，同时加入多刺状的纳米氧化锌，这种颗粒的主要特点是类似于刺猬，形成刺状结构，既能使其刺进入表面孔内部，像钉子一样形成减速或者摩擦带，又能低密度形成新的辅助摩擦点，也就是新的表面由于这种纳米颗粒的添加，能够形成孔和颗粒的双重摩擦作用，明显增加防滑作用，同时控制其加入量，加入量不大，不会明显减弱其光泽度。
经防滑处理的瓷砖，通过与本发明防滑剂的化学作用，在放大数倍后，形成的毛细通道较宽，在瓷砖原有的毛细孔上层形成坑凹，使磨擦系数大大增加，遇水或油渍时与脚底接触能形成物理的吸盘作用，大大增加防滑效果。同时，本发明中的多刺状纳米氧化锌刺入形成的孔隙内部，像钉子一样形成减速或者摩擦带，低密度形成新的摩擦点，配合孔隙吸盘作用起到双重摩擦防滑作用，并且不会降低瓷砖的光泽度。
本发明包括A组分和B组分，使用时先将A组分与B组分按照一定体积比混合均匀，然后将本发明防滑剂刷于瓷砖表面，待瓷砖表面干燥即可。氟盐和缓蚀剂配合，缓蚀剂用于缓冲氟盐与瓷砖中的硅酸盐之间的反应，在其表面形成纳米级结构，达到防滑效果，多刺状纳米氧化锌刺入形成的孔隙中，向钉子一样形成减速或者摩擦带，低密度形成新的辅助摩擦点，和形成的孔隙配合形成双重摩擦防滑，明显增加防滑作用，同时加入量不大，不会明显减弱瓷砖的光泽度。缓蚀剂用于控制腐蚀速度的，从而控制微孔结构的形状和大小。使用时再将缓蚀剂和组分B混合，可以避免缓蚀剂失效，影响防滑效果。
优选的，所述纳米氧化锌的制备方法为：(1)、按照体积比为1∶2-3：10-15分别准备浓度为1mol/L的草酸锌水溶液、三甘醇和浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液；(2)、向所述草酸锌水溶液中加入所述三甘醇，在搅拌状态下升温至75-85℃，保温1-5min，得到中间溶液；(3)、将所述氢氧化钠溶液升温至75-85℃后加入至步骤(2)到的中间溶液中，搅拌6-8h后，自然冷却、过滤，得到氢氧化锌颗粒；(4)、将步骤(3)得到的氢氧化锌颗粒在60-80℃下干燥1-3h，得到所述的纳米氧化锌。
起反应方程式为：
Zn(CH3COO)2_2H2O+2NaOH→Zn(OH)2
+2CH3COONa+2H2O
Zn(OH)2+2H2O→Zn(OH)4 2-+2H+
Zn(OH)4 2-→ZnO+H2O+2OH-
其中三甘醇是表面稳定和修饰剂，用于控制氧化锌的形貌结构。本方法制得的纳米氧化锌为多刺状纳米氧化锌，与氧化锌纤维锌矿结构一致，无其他杂质。更为优选的，所述纳米氧化锌的制备方法为：(1)合成：取4体积份的浓度为1mol/L的草酸锌水溶液，加入10体积份的三甘醇，加温至80℃，搅拌2min，再加入50体积份温度为80℃、浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，搅拌6-8h，自然冷却、过滤，得到氢氧化锌颗粒；(2)在60-80℃下干燥2h得到所述多刺状纳米氧化锌粉末。
优选的，所述缓蚀剂由弱酸强碱盐和弱碱强酸盐按照摩尔比为1：0.8-1.2复配而成。
本发明的缓蚀剂用于缓冲氟盐与瓷砖中的硅酸盐之间的反应，在其表面形成纳米级结构，达到防滑效果，更为优选的，所述缓蚀剂为醋酸钠和硫酸铵按照摩尔比为1：0.8-1.2复配而成。
优选的，所述分散稳定剂为乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇二甲基醚、异构十三醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、二乙醇胺、三乙醇胺、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、聚氧乙烯醚至少一种。
本发明通过采用上述分散稳定剂使本发明的A组分和B组分进行混合时防溶液均相混合，防止本发明防滑剂中的各组分沉降或者凝聚,大大增加防滑效果。
优选的，所述氟盐为氟化铵或氟化氢铵。
氟盐为氟化铵或者氟化氢铵，代替现有普遍使用的氢氟酸，使本发明防滑剂为中性溶液，大大增加了运输和使用中的安全性，同时氟离子在配方中铵离子的作用下，与瓷砖中的硅酸盐成分起化学反应生成氟化硅气体溢出，化学反应的直接效果是瓷砖表面形成许多纳米级的微孔结构，从而达到防滑效果。
氟离子在配方中铵离子的作用下，与瓷砖中的硅酸盐成分起化学反应生成氟化硅气体溢出，化学反应的直接效果是瓷砖表面形成许多纳米级的微孔结构，从而达到防滑效果。
优选的，所述硅油为甲基硅油、甲基羟基硅油、氨基硅油、线性硅油、改性硅油、低含氢硅油、高含氢硅油中的至少一种。
本发明通过选择以上硅油可以增加防滑剂溶液的粘稠度，可以调节防滑剂的粘附性能，用于解决防滑剂粘附性的问题，并在瓷砖表面形成一层抗氧化保护膜。
优选的，所述保湿剂为丁二醇、丙二醇、丙三醇、麦芽醇、聚乙二醇中的至少一种。
本发明通过选用上述保湿剂具有保湿效果好、成本低的优点，延长本发明防滑剂在使用过程中与瓷砖表面的反应时间，能大大增加本发明防滑剂的防滑效果。
优选的，所述硅烷偶联剂为甲基硅酸钠、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和甲基三乙酰氧基硅烷中的至少一种。
本发明采用上述硅烷偶联剂具有表面处理能力好、成本低等效果，使瓷砖表面具有憎水性，大大增加防滑效果。
优选的，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠、酯基季铵盐中的至少一种。
本发明通过采用上述表面活性剂处理瓷砖表面，达到清洁其表面的目的，免去清洗的步骤，兼具防滑和防污效果，同时简化瓷砖表面防滑处理工艺。选用十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠和酯基季铵盐以重量比：1:0.2-0.5:0.4-0.7组成的混合物，具有溶解性好、成本低和去污能力强的作用。
本发明的目的之二通过下述技术方案实现：一种瓷砖防滑剂的制备方法，所述A组分和B组分分开制备并独立包装，其中，所述A组分的制备包括以下步骤：
A1、将缓蚀剂溶于水中，并搅拌均匀；
A2、将分散稳定剂加入所述步骤A1得到的混合溶液中，并搅拌均匀；
A3、将保湿剂加入所述步骤A2得到的混合溶液中，并搅拌均匀，得到A组分，并将组分A进行独立包装。
所述B组分的制备包括以下步骤：
B1、将氟盐溶于水中并搅拌，得到氟盐水溶液；
B2、将硅烷偶联剂、分散稳定剂和表面活性剂依次加入步骤B1得到的氟盐水溶液中，并搅拌均匀；
B3、将硅油加入到所述步骤B2中得到的混合溶液中，并搅拌均匀，得组分B，并将组分B进行独立包装。
本发明通过上述的制备方法制得瓷砖表面用的防滑剂，使用无毒、无害原料，制得的防滑剂具有超强的渗透力；选用氟盐为主要原料，缓蚀剂为辅料，辅以助剂：表面活性剂、保湿剂和香精，产品为中性的水溶液，增加了运输和使用的安全性。
本发明的有益效果在于：本发明配方使用无毒、无害原料，且本发明防滑剂具有超强的渗透力，能够降低瓷砖表面的光泽度，同时多刺状纳米氧化锌还能增加瓷砖接触面的摩擦力，使本发明具形成吸孔和颗粒的双重摩擦作用进行防滑。
本发明以氟盐为主要原料，缓蚀剂为辅料，加入多刺状纳米氧化锌，辅以助剂：分散稳定剂、硅油、表面活性剂和保湿剂，产品为中性的水溶液，增加了运输和使用的安全性，同时加入多刺状的纳米氧化锌，这种颗粒的主要特点是类似于刺猬，形成刺状结构，既能使其刺进入表面孔内部，像钉子一样形成减速或者摩擦带，又能低密度形成新的辅助摩擦点，也就是新的表面由于这种纳米颗粒的添加，能够形成孔和颗粒的双重摩擦作用，明显增加防滑作用，同时控制其加入量，加入量不大，不会明显减弱其光泽度。
经防滑处理的瓷砖，通过与本发明防滑剂的化学作用，在放大数倍后，形成的毛细通道较宽，在瓷砖原有的毛细孔上层形成坑凹，使磨擦系数大大增加，遇水或油渍时与脚底接触能形成物理的吸盘作用，大大增加防滑效果。同时，本发明中的多刺状纳米氧化锌刺入形成的孔隙内部，像钉子一样形成减速或者摩擦带，低密度形成新的摩擦点，配合孔隙吸盘作用起到双重摩擦防滑作用，并且不会降低瓷砖的光泽度。
本发明包括分别独立包装的A组分和B组分，使用时先将A组分与B组分按照一定体积比混合均匀，然后将本发明防滑剂刷于瓷砖表面，待瓷砖表面干燥即可，可用于超洁亮打磨的陶瓷砖表面防滑处理。
本发明的氟盐和缓蚀剂配合，缓蚀剂用于缓冲氟盐与瓷砖中的硅酸盐之间的反应，在其表面形成纳米级结构，达到防滑效果，多刺状纳米氧化锌刺入形成的孔隙中，向钉子一样形成减速或者摩擦带，低密度形成新的辅助摩擦点，和形成的孔隙配合形成双重摩擦防滑，明显增加防滑作用，同时加入量不大，不会明显减弱瓷砖的光泽度。缓蚀剂用于控制腐蚀速度的，从而控制微孔结构的形状和大小。使用时再将缓蚀剂和组分B混合，可以避免缓蚀剂失效，影响防滑效果。
附图说明
图1为多刺状纳米氧化锌的扫描电镜照片；
图2为多刺状纳米氧化锌的X射线衍射花样。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种瓷砖防滑剂，由A组分和B组分按照体积比为1：0.8复配而成，所述A组分包括如下重量份的原料：
B组分包括如下重量份的原料：
所述纳米氧化锌为多刺状纳米氧化锌。
所述缓蚀剂由弱酸强碱盐和弱碱强酸盐按照摩尔比为1：0.8复配而成。
所述分散稳定剂为乙二醇乙醚。
所述氟盐为氟化铵。
所述硅油为甲基硅油。
所述保湿剂为丁二醇。
所述硅烷偶联剂为甲基硅酸钠。
所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述瓷砖防滑剂的制备方法，所述A组分和B组分分开制备并独立包装，其中，所述A组分的制备包括以下步骤：
(1)将缓蚀剂溶于水中，并搅拌均匀；
(2)将分散稳定剂加入所述步骤(1)得到的混合溶液中，并搅拌均匀；
(3)将保湿剂加入所述步骤(2)得到的混合溶液中，并搅拌均匀，得到A组分，并将组分A进行独立包装。
所述B组分的制备包括以下步骤：
(1)将氟盐溶于水中并搅拌，得到氟盐水溶液；
(2)将硅烷偶联剂、分散稳定剂和表面活性剂依次加入步骤(1)得到的氟盐水溶液中，并搅拌均匀；
(3)将硅油加入到所述步骤(2)中得到的混合溶液中，并搅拌均匀，得组分B，并将组分B进行独立包装。
实施例2
一种瓷砖防滑剂，由A组分和B组分按照体积比为1：2.5复配而成，所述A组分包括如下重量份的原料：
B组分包括如下重量份的原料：
所述纳米氧化锌为多刺状纳米氧化锌。
所述缓蚀剂由弱酸强碱盐和弱碱强酸盐按照摩尔比为1：1.2复配而成。
所述分散稳定剂为乙二醇丁醚。
所述氟盐为氟化氢铵。
所述硅油为甲基羟基硅油。
所述保湿剂为丙二醇。
所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷。
所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
所述瓷砖防滑剂的制备方法，所述A组分和B组分分开制备并独立包装，其中，所述A组分的制备包括以下步骤：
(1)将缓蚀剂溶于水中，并搅拌均匀；
(2)将分散稳定剂加入所述步骤(1)得到的混合溶液中，并搅拌均匀；
(3)将保湿剂加入所述步骤(2)得到的混合溶液中，并搅拌均匀，得到A组分，并将组分A进行独立包装。
所述B组分的制备包括以下步骤：
(1)将氟盐溶于水中并搅拌，得到氟盐水溶液；
(2)将硅烷偶联剂、分散稳定剂和表面活性剂依次加入步骤(1)得到的氟盐水溶液中，并搅拌均匀；
(3)将硅油加入到所述步骤(2)中得到的混合溶液中，并搅拌均匀，得组分B，并将组分B进行独立包装。
实施例3
一种瓷砖防滑剂，由A组分和B组分按照体积比为1：1复配而成，所述A组分包括如下重量份的原料：
B组分包括如下重量份的原料：
所述纳米氧化锌为多刺状纳米氧化锌。
所述缓蚀剂由弱酸强碱盐和弱碱强酸盐按照摩尔比为1：1复配而成。
所述分散稳定剂为乙二醇乙醚、壬基酚聚氧乙烯醚和聚氧乙烯醚按照质量比为1：0.8：0.2复配而成。
所述氟盐为氟化铵。
所述硅油为甲基硅油和高含氢硅油按照体积比为1:1复配而成。
所述保湿剂为丁二醇、丙三醇和聚乙二醇按重量比：1:0.5-0.9:2-3组成的混合物。
优选的，所述硅烷偶联剂为甲基硅酸钠、甲基三乙氧基硅烷按重量比：1:0.8-1.2组成的混合物。
优选的，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠和酯基季铵盐以重量比：1:0.2-0.5:0.4-0.7组成的混合物。
所述瓷砖防滑剂的制备方法，所述A组分和B组分分开制备并独立包装，其中，所述A组分的制备包括以下步骤：
(1)将缓蚀剂溶于水中，并搅拌均匀；
(2)将分散稳定剂加入所述步骤(1)得到的混合溶液中，并搅拌均匀；
(3)将保湿剂加入所述步骤(2)得到的混合溶液中，并搅拌均匀，得到A组分，并将组分A进行独立包装。
所述B组分的制备包括以下步骤：
(1)将氟盐溶于水中并搅拌，得到氟盐水溶液；
(2)将硅烷偶联剂、分散稳定剂和表面活性剂依次加入步骤(1)得到的氟盐水溶液中，并搅拌均匀；
(3)将硅油加入到所述步骤(2)中得到的混合溶液中，并搅拌均匀，得组分B，并将组分B进行独立包装。
采用实施例1-3制得的瓷砖防滑剂分别对经过超洁亮打磨的瓷砖进行处理，其处理后的瓷砖的防滑效果和防污效果见表1
| 光泽度 | 摩擦系数 | 防污效果 | |
| 实施例1 | 80％ | 0.9 | 良好 |
| 实施例2 | 79％ | 1.2 | 良好 |
| 实施例3 | 83％ | 0.8 | 良好 |
通过上述表可以看出，使用本发明的防滑剂，其摩擦效果良好，摩擦系数最高可达到1.2，最低也有0.8，远高于现在市面上的摩擦系数0.5左右，并且在高摩擦系数的前提下，瓷砖的光泽度也没有明显减弱，最差也有原光泽度的79％，且防污效果良好，兼具防滑和防污的双重优点。
图1为本发明的多刺状纳米氧化锌的扫面电镜图，从图中可以清晰的看见，每个多刺状纳米氧化锌颗粒均类似于刺猬，具有刺状结构，既能刺进入孔隙内部，像钉子一样形成减速或者摩擦带，又能低密度形成性的辅助摩擦点，将其加入到防滑剂中，是本发明的防滑剂具有孔隙吸盘和颗粒的双重摩擦作用，明显增强防滑作用，同时控制其用量，不会明显降低瓷砖的光泽度。
图2为本发明的多刺状纳米氧化锌的X射线衍射花样，与氧化锌纤维矿结构一致，无其他杂质相出现。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种瓷砖防滑剂，其特征在于，由A组分和B组分按照体积比为1：(0.8-2.5)复配而成，所述A组分包括如下重量份的原料：
缓蚀剂1％-10％
分散稳定剂0.1％-1％
保湿剂0.1％-1％
余量为水；
B组分包括如下重量份的原料：
所述纳米氧化锌为多刺状纳米氧化锌。
2.根据权利要求1所述的瓷砖防滑剂，其特征在于：所述纳米氧化锌的制备方法为：(1)、按照体积比为1:2-3：10-15分别准备浓度为1mol/L的草酸锌水溶液、三甘醇和浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液；
(2)、向所述草酸锌水溶液中加入所述三甘醇，在搅拌状态下升温至75-85℃，保温1-5min，得到中间溶液；
(3)、将所述氢氧化钠溶液升温至75-85℃后加入至步骤(2)到的中间溶液中，搅拌6-8h后，自然冷却、过滤，得到氢氧化锌颗粒；
(4)、将步骤(3)得到的氢氧化锌颗粒在60-80℃下干燥1-3h，得到所述的纳米氧化锌。
3.根据权利要求1所述的瓷砖防滑剂，其特征在于：所述缓蚀剂由弱酸强碱盐和弱碱强酸盐按照摩尔比为1：0.8-1.2复配而成。
4.根据权利要求1所述的瓷砖防滑剂，其特征在于：所述分散稳定剂为乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇二甲基醚、异构十三醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、二乙醇胺、三乙醇胺、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、聚氧乙烯醚至少一种。
5.根据权利要求1所述的瓷砖防滑剂，其特征在于：所述氟盐为氟化铵或氟化氢铵。
6.根据权利要求1所述的瓷砖防滑剂，其特征在于：所述硅油为甲基硅油、甲基羟基硅油、氨基硅油、线性硅油、改性硅油、低含氢硅油、高含氢硅油中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的瓷砖防滑剂，其特征在于：所述保湿剂为丁二醇、丙二醇、丙三醇、麦芽醇、聚乙二醇中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的瓷砖防滑剂，其特征在于：所述硅烷偶联剂为甲基硅酸钠、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和甲基三乙酰氧基硅烷中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的瓷砖防滑剂，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠、酯基季铵盐中的至少一种。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的瓷砖防滑剂的制备方法，其特征在于，所述A组分和B组分分开制备并独立包装，其中，所述A组分的制备包括以下步骤：
A1、将缓蚀剂溶于水中，并搅拌均匀；
A2、将分散稳定剂加入所述步骤A1得到的混合溶液中，并搅拌均匀；
A3、将保湿剂加入所述步骤A2得到的混合溶液中，并搅拌均匀，得到A组分，并将组分A进行独立包装。
所述B组分的制备包括以下步骤：
B1、将氟盐溶于水中并搅拌，得到氟盐水溶液；
B2、将硅烷偶联剂、分散稳定剂和表面活性剂依次加入步骤B1得到的氟盐水溶液中，并搅拌均匀；
B3、将硅油加入到所述步骤B2中得到的混合溶液中，并搅拌均匀，得组分B，并将组分B进行独立包装。
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