CN110511678A - 一种弱酸性石材晶面膏及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弱酸性石材晶面膏及其制备方法和应用。本发明一种弱酸性石材晶面膏中含有纳米水性硅溶胶A、纳米水性硅溶胶B、硅酸锂溶胶、氟硅酸盐、氢氧化铝、氯化铵和去离子水。本发明晶面膏不含任何有机成分，对环境友好，粉尘小且晶面效果好。

Description

一种弱酸性石材晶面膏及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于建筑石材领域，更具体的是一种弱酸性石材晶面膏及其制备方法和应用。

背景技术

天然石材、人造石材是一种多孔材料、其表面因吸入外来污染而破坏其美感，晶面处理就是利用晶面处理药剂，在专用晶面处理机的重压及其与石材磨擦产生的高温双重作用下，通过物理和化学反应，在石材表面进行结晶排列，形成一层清澈、致密、坚硬的保护层，起到增加石材保养光泽度、耐磨和透气性的作用。

目前晶面处理方法主要有：依靠有机成膜物质在抛光物体表面填充、成膜；依靠化学腐蚀对物体表面进行抛光；利用抛光粒子对物体表面进行研磨削切抛光。有机成膜剂及化学腐蚀方法都会造成有害废水的排放，而抛光粒子研磨抛光产生的大量粉尘对人体产生极大危害。在环境污染日益严重的今天，社会对环境保护的重视程度也越来越高，因此亟需一种环保的石材晶面产品。

发明内容

本发明提供一种对石材、瓷砖、地坪表面进行抛光(晶面)膏，本发明是利用纳米二氧化硅、硅酸锂和氟硅酸盐三种成膜剂在纯净无机复合介质下成膜，完成抛光和晶面效果。与现有技术产品相比，它不含任何有机成分，粉尘小，对环境友好，晶面效果好。

本发明的目的是提供一种弱酸性石材晶面膏及其制备方法和应用。

为了解决本发明的技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明中所有化学成分中不含有机物质，全部由无机物质构成。

本发明提供了一种弱酸性石材晶面膏，以重量份数计，原料全部为无机物，包括以下组分：

所述纳米水性硅溶胶A中二氧化硅的重量百分含量为20～30％wt，二氧化硅颗粒的粒径为1430nm；

所述纳米水性硅溶胶B中纳米二氧化硅的重量百分含量为10～20％wt，二氧化硅颗粒的粒径为830nm；

所述硅酸锂溶胶中重量百分含量为40％wt。

发明人意外发现本发明的三种成膜物质与其他几种特定无机物复配后的晶面膏效果显著，能够保持石材良好的“呼吸通道”，避免石材病变；使用后的石材具有良好的光泽通透性、耐磨性和耐水性，对石材表面明显孔洞和裂缝具有非常好的修复作用。本发明的晶面原理为渗透填充、自成膜以及低温抛磨成膜，成膜物质为硅溶胶与硅酸锂溶胶和氟硅酸盐；三种成膜物质具有良好的渗透性和填充性，所成膜具有平整均称性。硅酸锂具有脱水自成膜特点，对石材表面明显孔洞和裂缝具有非常好的修复作用，氟硅酸盐可以提供成膜和渗透的硅酸，同时为晶面材料保持膏状提供盐离子，发明人进一步发现使用氟硅酸锌的效果显著，替换为氟硅酸镁和氟硅酸钠后，会造成晶面材料成品成块状且出现黄变。

三种成膜物质的相互作用：第一阶段，氟硅酸盐其在酸性介质中，部分以氟硅酸存在，与大理石中的碳酸钙反应生成不溶于水的氟硅酸钙，填充毛孔；第二阶段，硅酸锂在抛光过程中水分蒸发，生成不溶于水的膜；第三阶段，硅溶胶在抛光过程中水分蒸发后，相互聚合成二氧化硅聚合物，在表面成膜。以上三者在石材抛光过程中各自在不同“阶段”完成抛光任务，同时相互作用在一起共同完成成膜,所成膜光泽度好，修复划痕能力强。所生成的膜，具有良好的透气性，其膜属于网状结构，其结构之间存在大量可以让气体自由出入的气孔，这个气孔保持了天然石材“活性”，减少因“呼吸通道”堵塞石材水泥基层水分无法出来所造成的病变。同时由于这种“气孔”只能让气体或小分子水出入，而溶于水的大分子污渍和油污无法通过，确保晶面不渗污、不渗油。

硅酸锂自成膜：是指硅酸锂在空气中水分或有机溶剂挥发后，溶质自胶粘流平成连续膜状物质。

低温抛磨成膜：纳米二氧化硅在低温下(摄氏30度-50度)，用纤维抛光垫将其均匀分散，失水而胶粘成连续不溶于水的无机膜。

所述氢氧化铝主要用于调节酸碱平衡，较酸碱调节效果显著；所述氯化铵用于保持材料的膏体状态稳定，提供挥发性的盐离子，减少金属盐离子存在于晶面膜中而影响晶面膜的耐水性。

本发明纳米水性硅溶胶使用两种不同粒径的硅溶胶，渗透性好的同时，可以保证成膜后的光泽性好，同时抛光时粉尘少。

本发明石材晶面膏为弱酸性，这是因为在碱性条件下，氟硅酸盐无法与石材反应生成不溶性氟硅酸盐；同时，实验表明，碱性膏体，抛光出来的晶面其遇水严重失光，膜溶于水。酸性过强，膏体成品容易对大理石等碳酸盐板面腐蚀。

本发明的石材晶面膏还可以包括色粉、香精和防霉剂。

另外，本发明还提供了一种弱酸性石材晶面膏的制备方法，包括以下步骤：

(1)在氟硅酸盐中先加入部分去离子水进行搅拌，搅拌速度为2500～3500r/min。

(2)在搅拌的同时加入其它原料：纳米水性硅溶胶A、纳米水性硅溶胶B、硅酸锂溶胶、氢氧化铝、氯化铵和剩余的去离子水，继续搅拌25～35分钟；

(3)停机分装。

所述原料的量为：

所述部分去离子水为去离子水总量的15～25％wt。去离子水先加入量减少导致固体含量过高，在抛光过程中粉尘较多，先加入水量过多，固化含量不足，抛光效率下降。

另外，本发明还提供了一种所述弱酸性石材晶面膏的应用，包括以下步骤：

(1)将所述晶面膏涂于待抛光物体表面，抛光垫压于膏上，抛光速度低于500r/min，将晶面膏均匀分散；

(2)采用高速可调速设备抛光，高速可调速设备转速低于1000r/min。

所述抛光垫为纤维垫或羊毛垫，优选3M 4100。

本发明相对于现有技术所具有的优点及有益效果：

(1)本发明克服了技术偏见，所有物质均为无机物质，应用无机物质的自成膜或低温抛磨成膜原理，研发出一种对环境污染小，晶面效果好的晶面膏，与现有技术中含有有机成分的晶面膏相比，更加适应当前市场对产品的要求。

(2)三种成膜物质协同作用后具有良好的渗透性和填充性，所成膜均匀平整。使用后的石材具有良好的光泽通透性、耐磨性和耐水性，对石材表面明显孔洞和裂缝具有非常好的修复作用，另外本发明晶面膏可以保持石材良好的“呼吸通道”，避免石材病变；而且晶面后，2小时后用水清洗表面，表面及环境中无挥发物质和盐的残留，环境友好。

(3)抛光简单，适用于普通晶面机，同样适用于高速抛光机；抛光时没有过量的粉尘。

(4)本发明将两种特定粒径的硅溶胶混合后，光泽度得到提升，出粉量可以得到有效控制。

具体实施方式

为了更好的说明本发明，以下结合具体实施例进一步阐述本发明的内容，但本发明的内容不局限于实施例的内容。

实施例1

在本实施例中只添加一种硅溶胶，制备弱酸性石材晶面膏。以重量份数计，原料全部为无机物，包括以下组分：

所述纳米水性硅溶胶A中二氧化硅的重量百分含量为30％wt，二氧化硅颗粒的粒径为1430nm；

所述硅酸锂溶胶中重量百分含量为40％wt。

一种弱酸性石材晶面膏的制备方法，包括以下步骤：

(1)在氟硅酸锌中先加入水总量20％wt的去离子水进行搅拌，搅拌速度为3000r/min。

(2)在搅拌的同时加入其它原料：纳米水性硅溶胶A、硅酸锂溶胶、氢氧化铝、氯化铵和剩余的去离子水，继续搅拌30分钟；

(3)停机分装。

将实施例1配方制得的晶面膏应用到大理石和花岗石混合摊铺的石材表面。

(1)将所述晶面膏涂于待抛光物体表面，抛光垫压于膏上，抛光速度采用450r/min，将晶面膏均匀分散；

(2)采用高速可调速设备抛光，高速可调速设备转速采用900r/min。

抛光垫为3M 4100。

抛光后，光泽度达到86，修复划痕明显、膏体均匀不成块、大理石表面无药剂印渍、白度好，但是抛光出粉量大。

原料浓度及用量如下表：”

组分品名	浓度或级别	用量
			硅溶胶1430	30％	40％wt
硅溶胶830	20％
			硅酸锂溶胶	40％	5％wt
氟硅酸锌(粉体)	工业级	5％wt
			氢氧化铝	800-1200目	3％wt
氯化铵	粉末或晶体	1％wt
			水	纯净	51％wt

实施例2

制备弱酸性石材晶面膏。以重量份数计，原料全部为无机物，包括以下组分：

所述纳米水性硅溶胶A中二氧化硅的重量百分含量为30％wt，二氧化硅颗粒的粒径为1430nm；

所述纳米水性硅溶胶B中纳米二氧化硅的重量百分含量为20％wt，二氧化硅颗粒的粒径为830nm；

所述硅酸锂溶胶中重量百分含量为40％wt。

一种弱酸性石材晶面膏的制备方法，包括以下步骤：

(1)在氟硅酸锌中先加入水总量20％wt的去离子水进行搅拌，搅拌速度为3000r/min。

(2)在搅拌的同时加入其它原料：纳米水性硅溶胶A、纳米水性硅溶胶B、硅酸锂溶胶、氢氧化铝、氯化铵和剩余的去离子水，继续搅拌30分钟；

(3)停机分装。

将实施例2配方制得的晶面膏应用到大理石和花岗石混合摊铺的石材表面。

(1)将所述晶面膏涂于待抛光物体表面，抛光垫压于膏上，抛光速度采用450r/min，将晶面膏均匀分散；

(2)采用高速可抛光后，光泽度达到95，修复划痕明显、膏体均匀不成块、大理石表面无药剂印渍、白度好，抛光出粉量少，将自来水浸泡12小时，光泽度不变，耐水性好。

调速设备抛光，高速可调速设备转速采用900r/min。

抛光垫为3M 4100。

原料浓度及用量如下表：”

组分品名	浓度或级别	用量
			硅溶胶1430	30％	20％wt
硅溶胶830	20％wt	20％wt
			硅酸锂溶胶	40％	5％wt
氟硅酸锌(粉体)	工业级	5％wt
			氢氧化铝	800-1200目	3％wt
氯化铵	粉末或晶体	1％wt
			水	纯净	51％wt

实施例3

本实施例没有添加硅酸锂，制备弱酸性石材晶面膏。以重量份数计，原料全部为无机物，包括以下组分：

所述纳米水性硅溶胶A中二氧化硅的重量百分含量为30％wt，二氧化硅颗粒的粒径为1430nm；

所述纳米水性硅溶胶B中纳米二氧化硅的重量百分含量为30％wt，二氧化硅颗粒的粒径为830nm；

所述硅酸锂溶胶中重量百分含量为40％wt。

一种弱酸性石材晶面膏的制备方法，包括以下步骤：

(1)在氟硅酸锌中先加入水总量20％wt的去离子水进行搅拌，搅拌速度为3000r/min。

(2)在搅拌的同时加入其它原料：纳米水性硅溶胶A、纳米水性硅溶胶B、氢氧化铝、氯化铵和剩余的去离子水，继续搅拌30分钟；

(3)停机分装。

将实施例三配方制得的晶面膏应用到大理石和花岗石混合摊铺的石材表面。

(1)将所述晶面膏涂于待抛光物体表面，抛光垫压于膏上，抛光速度采用450r/min，将晶面膏均匀分散；

(2)采用高速可调速设备抛光，高速可调速设备转速采用900r/min。

抛光垫为3M 4100。

抛光后，光泽度达到87，膏体均匀不成块、大理石表面无药剂印渍、白度好，但是修复划痕和较大孔洞能力差，由此可以得出三种成膜剂混合使用后修复划痕和较大孔洞的能力也大幅提高。

原料浓度及用量如下表：”

组分品名	浓度或级别	用量
			硅溶胶1430	30％	20％wt
硅溶胶830	20％	20％wt
			硅酸锂溶胶	40％	5％wt
氟硅酸锌(粉体)	工业级	5％wt
			氢氧化铝	800-1200目	3％wt
氯化铵	粉末或晶体	1％wt
			水	纯净	51％wt

实施例4

本实施例没有添加氟硅酸盐，制备弱酸性石材晶面膏。以重量份数计，原料全部为无机物，包括以下组分：

所述纳米水性硅溶胶A中二氧化硅的重量百分含量为30％wt，二氧化硅颗粒的粒径为1430nm；

所述纳米水性硅溶胶B中纳米二氧化硅的重量百分含量为20％wt，二氧化硅颗粒的粒径为830nm；

所述硅酸锂溶胶中重量百分含量为40％wt。

一种石材晶面膏的制备方法，包括以下步骤：

(1)先加入水总量20％wt的去离子水进行搅拌，搅拌速度为3000r/min。

(2)在搅拌的同时加入其它原料：纳米水性硅溶胶A、纳米水性硅溶胶B、氢氧化铝、氯化铵和剩余的去离子水，继续搅拌30分钟；

(3)停机分装。

将实施例4配方制得的晶面膏应用到大理石和花岗石混合摊铺的石材表面。

(1)将所述晶面膏涂于待抛光物体表面，抛光垫压于膏上，抛光速度采用450r/min，将晶面膏均匀分散；

(2)采用高速可调速设备抛光，高速可调速设备转速采用900r/min。

抛光垫为3M 4100。

抛光后，光泽度达到90，膏体、大理石表面无药剂印渍、白度好。但是其成膜速度慢，且成膜后用水浸泡后，光泽明显下降，将自来水浸泡12小时，光泽度从90度下降到45度。可以断定没有氟硅酸盐的碱性膏成膜后，其耐水性差。

原料浓度及用量如下表：”

组分品名	浓度或级别	用量
			硅溶胶1430	30％	20％wt
硅溶胶830	20％	20％wt
			硅酸锂溶胶	40％	5％wt
氟硅酸锌(粉体)	工业级
			氢氧化铝	800-1200目	3％wt
氯化铵	粉末或晶体	1％wt
			水	纯净	51％wt

实施例5

本实施例没有添加硅溶胶，制备弱酸性石材晶面膏。以重量份数计，原料全部为无机物，包括以下组分：

所述硅酸锂溶胶中重量百分含量为40％wt。

一种弱酸性石材晶面膏的制备方法，包括以下步骤：

(1)在氟硅酸锌中先加入水总量20％wt的去离子水进行搅拌，搅拌速度为3000r/min。

(2)在搅拌的同时加入其它原料：硅酸锂溶胶、氢氧化铝、氯化铵和剩余的去离子水，继续搅拌30分钟；

(3)停机分装。

将实施例5配方制得的晶面膏应用到大理石和花岗石混合摊铺的石材表面。

(1)将所述晶面膏涂于待抛光物体表面，抛光垫压于膏上，抛光速度采用450r/min，将晶面膏均匀分散；

(2)采用高速可调速设备抛光，高速可调速设备转速采用900r/min。

抛光垫为3M 4100。

抛光后，光泽度达到89，单纯使用硅酸锂和氟硅酸盐，不仅成本大大提升了，而且抛光阻力明显增大，抛光后成膜速度过快，抛光粉尘过大，成膜质感不理想，均匀性差。

原料浓度及用量如下表：”

组分品名	浓度或级别	用量
			硅溶胶1430	30％	0％wt
硅溶胶830	20％	0％wt
			硅酸锂溶胶	40％	5％wt
氟硅酸锌(粉体)	工业级	5％wt
			氢氧化铝	800-1200目	3％wt
氯化铵	粉末或晶体	1％wt
			水	纯净	51％wt

实施例6

本实施例没有添加氢氧化铝，制备弱酸性石材晶面膏。以重量份数计，原料全部为无机物，包括以下组分：

一种石材晶面膏的制备方法，包括以下步骤：

(1)在氟硅酸锌中先加入水总量20％wt的去离子水进行搅拌，搅拌速度为3000r/min。

(2)在搅拌的同时加入其它原料：纳米水性硅溶胶A、纳米水性硅溶胶B、硅酸锂溶胶、氯化铵和剩余的去离子水，继续搅拌30分钟；

(3)停机分装。

将实施例6配方制得的晶面膏应用到大理石和花岗石混合摊铺的石材表面。

(1)将所述晶面膏涂于待抛光物体表面，抛光垫压于膏上，抛光速度采用450r/min，将晶面膏均匀分散；

(2)采用高速可调速设备抛光，高速可调速设备转速采用900r/min。

抛光垫为3M 4100。

抛光后，光泽90度、抛光出粉量少，修复划痕明显，膏体均匀不成块，白度好，但是大理石表面出现药剂印渍(酸性大)。

原料浓度及用量如下表：

组分品名	浓度或级别	用量
			硅溶胶1430	30％	20％wt
硅溶胶830	20％	20％wt
			硅酸锂溶胶	40％	5％wt
氟硅酸锌(粉体)	工业级	5％wt
			氢氧化铝	800-1200目
氯化铵	粉末或晶体	1％wt
			水	纯净	51％wt

实施例7

本实施例将氟硅酸锌替换为氟硅酸镁，制备弱酸性石材晶面膏。以重量份数计，原料全部为无机物，包括以下组分：

一种弱酸性石材晶面膏的制备方法，包括以下步骤：

(1)在氟硅酸镁中先加入水总量20％wt的去离子水进行搅拌，搅拌速度为3000r/min。

(2)在搅拌的同时加入其它原料：纳米水性硅溶胶A、纳米水性硅溶胶B、硅酸锂溶胶、氯化铵和剩余的去离子水，继续搅拌30分钟；

(3)停机分装。

将实施例7配方制得的晶面膏应用到大理石和花岗石混合摊铺的石材表面。

(1)将所述晶面膏涂于待抛光物体表面，抛光垫压于膏上，抛光速度采用450r/min，将晶面膏均匀分散；

(2)采用高速可调速设备抛光，高速可调速设备转速采用900r/min。

抛光垫为3M 4100。

抛光后，光泽90度、抛光出粉量少，修复划痕明显，大理石表面无药剂印渍，白度差稍带黄色，但是膏体表面结成块(膏较硬)。

实施例8

制备弱酸性石材晶面膏。以重量份数计，原料全部为无机物，包括以下组分：

所述纳米水性硅溶胶A中二氧化硅的重量百分含量为20％wt，二氧化硅颗粒的粒径为1430nm；

所述纳米水性硅溶胶B中纳米二氧化硅的重量百分含量为10％wt，二氧化硅颗粒的粒径为830nm；

所述硅酸锂溶胶中重量百分含量为40％wt。

一种弱酸性石材晶面膏的制备方法，包括以下步骤：

(1)在氟硅酸锌中先加入水总量15％wt的去离子水进行搅拌，搅拌速度为2500r/min。

(2)在搅拌的同时加入其它原料：纳米水性硅溶胶A、纳米水性硅溶胶B、硅酸锂溶胶、氢氧化铝、氯化铵和剩余的去离子水，继续搅拌25分钟；

(3)停机分装。

将实施例2配方制得的晶面膏应用到大理石和花岗石混合摊铺的石材表面。

(1)将所述晶面膏涂于待抛光物体表面，抛光垫压于膏上，抛光速度采用450r/min，将晶面膏均匀分散；

(2)采用高速可调速设备抛光，高速可调速设备转速采用900r/min。

抛光垫为3M 4100。

抛光后，光泽度达到95，修复划痕明显、膏体均匀不成块、大理石表面无药剂印渍、白度好，抛光出粉量少，将自来水浸泡12小时，光泽度不变，耐水性好。

原料浓度及用量如下表：”

实施例9

制备弱酸性石材晶面膏。以重量份数计，原料全部为无机物，包括以下组分：

所述纳米水性硅溶胶A中二氧化硅的重量百分含量为25％wt，二氧化硅颗粒的粒径为1430nm；

所述纳米水性硅溶胶B中纳米二氧化硅的重量百分含量为15％wt，二氧化硅颗粒的粒径为830nm；

所述硅酸锂溶胶中重量百分含量为40％wt。

一种弱酸性石材晶面膏的制备方法，包括以下步骤：

(1)在氟硅酸锌中先加入水总量25％wt的去离子水进行搅拌，搅拌速度为3500r/min。

(2)在搅拌的同时加入其它原料：纳米水性硅溶胶A、纳米水性硅溶胶B、硅酸锂溶胶、氢氧化铝、氯化铵和剩余的去离子水，继续搅拌35分钟；

(3)停机分装。

将实施例2配方制得的晶面膏应用到大理石和花岗石混合摊铺的石材表面。

(1)将所述晶面膏涂于待抛光物体表面，抛光垫压于膏上，抛光速度采用450r/min，将晶面膏均匀分散；

(2)采用高速可调速设备抛光，高速可调速设备转速采用900r/min。

抛光垫为3M 4100。

抛光后，光泽度达到95，修复划痕明显、膏体均匀不成块、大理石表面无药剂印渍、白度好，抛光出粉量少，将自来水浸泡12小时，光泽度不变，耐水性好。

根据实施例1-9的数据对比，可以得出三种成膜剂混合使用后具有协同作用，不仅修复划痕和较大孔洞的能力好，光泽度大幅提高，而且耐水性好，出粉量少。另外，本发明将两种特定粒径的硅溶胶混合后，光泽度得到提升，出粉量可以得到有效控制。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种弱酸性石材晶面膏，其特征在于，以重量份数计，原料全部为无机物，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的一种弱酸性石材晶面膏，其特征在于，所述纳米水性硅溶胶A中二氧化硅的含量为20～30％wt，二氧化硅颗粒的粒径为1430nm。

3.根据权利要求1所述的一种弱酸性石材晶面膏，其特征在于，所述纳米水性硅溶胶B中纳米二氧化硅的含量为10～20％wt，二氧化硅颗粒的粒径为830nm。

4.根据权利要求1所述的一种弱酸性石材晶面膏，其特征在于，所述硅酸锂溶胶的重量百分含量为40％wt。

5.权利要求1所述的一种弱酸性石材晶面膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在氟硅酸盐中先加入部分去离子水进行搅拌，搅拌速度为2500～3500r/min。

(2)在搅拌的同时加入其它原料：纳米水性硅溶胶A、纳米水性硅溶胶B、硅酸锂溶胶、氢氧化铝、氯化铵和剩余的去离子水，继续搅拌25～35分钟；

(3)停机分装。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述原料的量为

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述部分去离子水为去离子水总量的15～25％wt。

8.一种权利要求1所述的一种弱酸性石材晶面膏的应用，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将所述晶面膏涂于待抛光物体表面，抛光垫压于晶面膏上，抛光速度低于500r/min，将晶面膏均匀分散；

(2)采用高速可调速设备抛光，高速可调速设备转速低于1000r/min。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述抛光垫为纤维垫或羊毛垫。