CN109989546B - 防污装饰砖及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防污装饰砖及其制作方法，包括耐磨层，所述耐磨层上形成有疏水性表面，所述耐磨层的疏水性表面上设置有微米‑纳米防污结构，所述微米‑纳米防污结构包括微米级凸起，以及凸出于所述微米级凸起表面外的纳米颗粒。该防污装饰砖能够有效地减少污渍的附着。
Description
技术领域
本发明涉及建筑装饰材料领域，特别是一种防污装饰砖及该防污装置转的制作方法。
背景技术
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，追求更高品质，更具品位的居家生活和室内装饰逐渐成为一种趋势。在生活中，装饰砖难免会沾染到泥水、茶水、咖啡、油污等生活污渍或不仅影响美观，同时人们也得花费时间对装饰砖进行清洁。
为了保证装饰砖的清洁，现有技术中，一般会在装饰砖的表面涂覆防污涂料来解决这一问题。防污涂料虽然有一定的防污效果，但是此种涂料的价格较贵，且涂布厚度较薄，防污涂料的涂层一旦受损，装饰砖的防污功能就会受损，甚至还会在破损处加快污迹的产生。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种防污装饰砖及该防污装置转的制作方法，该防污装饰砖能够有效地减少污渍的附着。
本发明提供了一种防污装饰砖，包括耐磨层，所述耐磨层上形成有疏水性表面，在所述耐磨层的疏水性表面上设置有微米-纳米防污结构，所述微米-纳米防污结构包括微米级凸起，以及凸出于所述微米级凸起表面外的纳米颗粒；所述耐磨层由疏水性高分子聚合物以及分散于所述疏水性高分子聚合物内的所述纳米颗粒组成，所述纳米颗粒设置于所述耐磨层内部以及所述微米级凸起的表面，在所述微米级凸起的顶部设置有一平面，所述平面的直径为0.1-20μm。
进一步地，所述耐磨层由疏水性高分子聚合物以及分散于所述疏水性高分子聚合物内的所述纳米颗粒组成，所述微米-纳米防污结构由所述耐磨层通过模板热压工艺制备而成。
进一步地，所述纳米颗粒为疏水性纳米颗粒。
进一步地，所述纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氮化硅、纳米三氧化二铝及纳米陶瓷中的一种或几种材料混合而成。
进一步地，以质量组份计，所述纳米颗粒占所述耐磨层总组分的5％-20％。
进一步地，所述疏水性高分子聚合物为乙烯基聚合物材料，或者由聚氨酯材料及聚酯材料中的一种或几种与乙烯基聚合物混合的混合物。
进一步地，所述微米级凸起底部的直径为0.5-100μm，所述微米级凸起的高度与所述微米级凸起底部的直径之比为0.5-2，相邻的两个所述微米级凸起之间的间距与所述微米级凸起底部的直径之比为0.25-1。
进一步地，所述微米凸起结构从靠近耐磨层的一侧至远离所述耐磨层的一侧，所述微米凸起沿径向的截面面积不断减小。
本发明还提供了一种防污装饰砖的制作方法，包括如下步骤：
将疏水性高分子聚合物与纳米颗粒混合；
将所述混合后的疏水性高分子聚合物与所述纳米颗粒经过熔融固化后形成一耐磨层胚体；
提供一模板，在所述模板的表面上形成有微米级凹坑；
通过模板热压工艺，在所述耐磨层胚体的表面形成微米-纳米防污结构，所述微米-纳米防污结构包括微米级凸起，以及凸出于所述微米级凸起表面外的纳米颗粒，所述纳米颗粒所述纳米颗粒设置于所述耐磨层内部以及所述微米级凸起的表面，在所述微米级凸起的顶部设置有一平面，所述平面的直径为0.1-20μm。
进一步地，以质量组份计，所述纳米颗粒占总组份的5％-20％，所述疏水性高分子聚合物占总组份的80％-95％。
进一步地，所述纳米颗粒为疏水性纳米颗粒。
进一步地，所述纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氮化硅、纳米三氧化二铝及纳米陶瓷中的一种或几种材料混合而成。
进一步地，所述疏水性高分子聚合物为乙烯基聚合物材料，或者由聚氨酯材料及聚酯材料中的一种或几种与乙烯基聚合物混合的混合物。
综上所述，在本发明中，通过在疏水材料表面设置微米级的凸起，以及在微米级的凸起表面设置有凸出于微米级凸起的表面外的纳米颗粒，以制作成类似的仿生结构，当水滴等液体滴落到防污装饰砖的表面时，水滴可以具有较大的接触角以及较小的滚动角，以起到减少污渍附着的效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的自粘附装饰砖的截面结构示意图。
图2为图1中圆圈处的局部放大结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，详细说明如下。
本发明提供了一种防污装饰砖，该防污装饰砖能够有效地减少污渍的附着。
图1为本发明第一实施例提供的自粘附装饰砖的截面结构示意图，图2为图1中圆圈处的局部放大结构示意图。如图1至图2所示，本发明提供的防污装饰砖包括耐磨层10、装饰层20及基体层30，耐磨层10、装饰层20及基体层30从上至下层叠设置，装饰层20设置于耐磨层10与基体层30之间，在耐磨层10远离装饰层20一侧的表面上形成有疏水性表面，在疏水性表面上设置有微米-纳米防污结构，该微米-纳米防污结构包括微米级凸起40，以及凸出于微米级凸起40表面外的纳米颗粒50。
在自然界中，存在着很多具有自清洁防污效果的生物现象，如荷叶，以及具有类似效果的印第安水芹、斗篷草、水稻叶、昆虫翅膀以及一些水禽类的羽毛等，通过研究发现他们的表面都具有微米-纳米防污结构，这种微米-纳米防污结构能够使水滴等液体落在其表面时，具有较大的接触角以及较小的滚动角，该效果能够使物体表面具有较强的疏水效果，防止水珠等液体附着于物体表面上，同时有利于水珠的滚动，在水珠滚动时带走物体表面的灰尘等杂物，因此可以实现较好的防污效果。
在本发明中，借鉴了上述的生物结构，通过在疏水性的表面上设置微米级的凸起，以及在微米级的凸起表面设置有凸出于微米级凸起40的表面外的纳米颗粒50，以制作成类似的仿生结构，当水滴等液体滴落到防污装饰砖的表面时，水滴可以具有较大的接触角以及较小的滚动角，以起到减少污渍附着的效果。
在本实施例中，耐磨层10由疏水性高分子聚合物以及分散于疏水性高分子聚合物内的纳米颗粒50组成，将疏水性高分子聚合物以及纳米颗粒通过熔融固化后可以得到耐磨层胚体，通过选用疏水性高分子聚合物，能够使耐磨层胚体的表面具有疏水性，上述的微米-纳米防污结构是由耐磨层胚体是经过模板热压工艺制备而成，由于在模板热压工艺中，耐磨层胚体内的疏水性高分子聚合物在模板热压工艺中会出现软化的现象，其形状会随着模板的形状发生改变，而纳米颗粒50在工艺温度下却不会发生明显的变形，因此，随着疏水性高分子聚合物依据模板的形状发生变形，纳米颗粒50就会凸出于疏水性高分子聚合物的表面外，这样通过模板热压工艺在耐磨层胚体的表面形成微米级凸起40的同时，纳米颗粒50也会从微米级凸起40的表面露出，最终会形成具有微米-纳米防污结构的耐磨层10。由于耐磨层10本身的制备就需要经过模板热压工艺，因此，通过在耐磨层10内设置纳米颗粒50，可以在不增加制程的情况下，仅需要更改模具的形状就能够在耐磨层10的表面上形成微米-纳米防污结构，较大地降低了成本，实现了该防污装饰砖的工业化。
从另一方面来说，即使微米级凸起40的顶面发生磨损，在磨损后，微米级凸起40内部的纳米颗粒50会不断地露出于微米级凸起40的顶面，也即，仍然能够保持耐磨层10表面上微米-纳米防污结构的稳定，仍然能够使本发明提供的防污装饰砖具有较好的防污效果。
进一步地，为了能够较好地实现微米-纳米防污结构，在本实施例中，纳米颗粒50的软化温度高于模板热压工艺的工艺温度，以保证在模板热压工艺中，纳米颗粒50不发生变形。
在本发明中，纳米颗粒50为疏水性纳米颗粒50，优选为，纳米二氧化硅、纳米氮化硅、纳米三氧化二铝及纳米陶瓷等的一种或几种材料混合而成。以质量组分计，纳米颗粒50占耐磨层10总组分的5％-20％。
进一步地，在本实施例中，疏水性高分子聚合物为乙烯基聚合物材料，或者由聚氨酯材料及聚酯材料等的一种或几种与乙烯基聚合物混合而成的混合物。经过模板热压工艺在耐磨层10的表面形成微米级凸起40后，微米级凸起40底部的直径为0.5-100μm，微米级凸起40的高度与底部的直径比为0.5-2。
为了能够进一步地提高微米-纳米防污结构的防污效果，在本实施例中，微米级凸起40结构从靠近耐磨层10的一侧至远离耐磨层10的一侧，其沿径向的截面的尺寸不断减小。
为了能够起到较高的耐磨效果，在微米级凸起40的顶部设置有一个平面41，其平面41的直径为0.1-20微米。以在一定程度上增大耐磨层10与其它物品的接触面积。
进一步地，两个相邻的微米级凸起40之间的间距与微米级凸起40底部的直径的比为0.25-1。两个相邻的微米级凸起40之间的耐磨层10的表面上，仍然设置有凸出于耐磨层10的表面外的纳米颗粒50。
综上所述，在本发明中，通过在疏水性材料表面设置微米级凸起40，以及在微米级的凸起表面设置有凸出于微米级凸起40的表面外的纳米颗粒50，以制作成类似的仿生结构，当水滴等液体滴落到防污装饰砖的表面时，水滴可以具有较大的接触角以及较小的滚动角，以起到减少污渍附着的效果。进一步地，通过微米级凸起40的设置，能够无需再在耐磨层10上涂覆耐磨涂料，可以减少成本，也可以防止因耐磨涂料的挥发造成的污染。
本发明还提供了一种防污装饰砖的制作方法，该方法包括如下步骤：
将疏水性高分子聚合物与纳米颗粒50混合；
通过熔融固化形成一耐磨层胚体；
提供一模板，模板的表面上形成有微米级凹坑；
通过模板热压工艺，在耐磨层胚体的表面上形成微米-纳米防污结构，该微米-纳米防污结构包括微米级的凸起，以及凸出于微米级凸起40表面外的纳米颗粒50，以最终形成具有微米-纳米防污结构的耐磨层10。
在上述方法中，以质量组份计，纳米颗粒50占总组份的5％-20％，疏水性高分子聚合物占总组份的80％-95％。
进一步地，纳米颗粒50为疏水性颗粒，优选为纳米二氧化硅、纳米氮化硅、纳米三氧化二铝及纳米陶瓷等的一种或几种。
疏水性高分子聚合物为乙烯基聚合物材料制成，或者由聚氨酯材料及聚酯材料中的一种或几种与乙烯基聚合物的混合物。
进一步地，微米级凸起40底部的直径为0.5-100μm，微米级凸起40的高度与底部的直径比为0.5-2。两个相邻的微米级凸起40之间的间距与微米级凸起40底部的直径的比为0.25-1。
优选地，微米级凸起40结构从靠近耐磨层10的一侧至远离耐磨层10的一侧，其截面的尺寸不断减小。在微米级凸起40的顶部设置有一个平面41，其平面41的尺寸为0.1-20微米。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (1)
1.一种防污装饰砖，其特征在于：防污装饰砖包括耐磨层，所述耐磨层上形成有疏水性表面，在所述耐磨层的疏水性表面上设置有微米-纳米防污结构，所述微米-纳米防污结构包括微米级凸起，以及凸出于所述微米级凸起表面外的纳米颗粒；
所述耐磨层由疏水性高分子聚合物以及分散于所述疏水性高分子聚合物内的所述纳米颗粒组成，所述微米-纳米防污结构由所述耐磨层通过模板热压工艺制备而成；
所述纳米颗粒为疏水性纳米颗粒；
所述纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氮化硅、纳米三氧化二铝及纳米陶瓷中的一种或几种材料混合而成；
以质量组份计，所述纳米颗粒占所述耐磨层总组分的5％-20％；
所述疏水性高分子聚合物为乙烯基聚合物材料，或者由聚氨酯材料及聚酯材料中的一种或几种与乙烯基聚合物混合的混合物；
所述微米级凸起底部的直径为0 .5- 100μm，所述微米级凸起的高度与所述微米级凸起底部的直径之比为0 .5-2，相邻的两个所述微米级凸起之间的间距与所述微米级凸起底部的直径之比为0 .25-1；
所述微米级凸起结构从靠近耐磨层的一侧至远离所述耐磨层的一侧，所述微米级凸起沿径向的截面面积不断减小；
在所述微米级凸起的顶部设置有一平面，所述平面的直径为0 .1-20μm；
还包括装饰层及基体层，所述耐磨层、所述装饰层及所述基体层从上至下层叠设置，所述装饰层设置于所述耐磨层及所述基体层之间，所述微米-纳米防污结构设置于所述耐磨层远离所述装饰层的一侧的表面上；
防污装饰砖的制作方法，包括如下步骤：
将疏水性高分子聚合物与纳米颗粒混合；
将所述混合后的疏水性高分子聚合物与所述纳米颗粒经过熔融固化后形成一耐磨层胚体；
提供一模板，在所述模板的表面上形成有微米级凹坑；
通过模板热压工艺，在所述耐磨层胚体的表面形成微米-纳米防污结构，所述微米-纳米防污结构包括微米级凸起，以及凸出于所述微米级凸起表面外的纳米颗粒；
以质量组份计，所述疏水性高分子聚合物占总组份的80％-95％；
由于在模板热压工艺中，耐磨层胚体内的疏水性高分子聚合物在模板热压工艺中会出现软化的现象，其形状会随着模板的形状发生改变，而纳米颗粒在工艺温度下却不会发生明显的变形，因此，随着疏水性高分子聚合物依据模板的形状发生变形，纳米颗粒就会凸出于疏水性高分子聚合物的表面外，这样通过模板热压工艺在耐磨层胚体的表面形成微米级凸起的同时，纳米颗粒也会从微米级凸起的表面露出，最终会形成具有微米-纳米防污结构的耐磨层；由于耐磨层本身的制备就需要经过模板热压工艺，因此，通过在耐磨层内设置纳米颗粒，在不增加制程的情况下，仅需要更改模具的形状就能够在耐磨层的表面上形成微米-纳米防污结构，降低了成本，实现了该防污装饰砖的工业化。
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