CN112694834A - 一种抗渗封闭剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗渗封闭剂及其制备方法和应用，按重量份计，所述抗渗封闭剂包括如下组分：甲基烷氧基硅烷A 60‑70重量份；甲基烷氧基硅烷B 10‑15重量份；异丙醇10‑12重量份；硅酸甲酯5‑10重量份；钛酸酯3‑5重量份；聚二甲基硅油1‑3重量份；硅烷偶联剂1‑3重量份。本发明提供的抗渗封闭剂用于人造石表面，可以避免人造石表面直接与其他物质接触，增加人造石表面的硬度，使其具有抗划伤性能，并且可以提高人造石的抗污渍渗透性，提高其耐化学品腐蚀性，拓展了人造石的应用。
Description
技术领域
本发明属于人造石表面防护技术领域，涉及一种抗渗封闭剂及其制备方法和应用。
背景技术
人造石材是以有机树脂作为粘结剂，或有机树脂和水泥共同作为粘结剂与无机骨料、助剂混合固化成型，磨光和抛光加工而成。这类材料的共同特点是具有天然石材的质感，表面光滑美观、装饰性非常好；但存在着材质表层较软，表面容易刮伤，材质密实不够，污渍较容易渗入，容易腐蚀变色等问题。为达到更好使用效果，必须做表层处理，才能满足表面抗划伤硬度和抗污染易清洁性的要求。
人造石材抗渗封闭剂是一种渗入人造石材表层，交联固化、加硬表层、封闭表层的材料。人造石抗渗封闭剂可以增加人造石材表层的硬度和密实性，提升表面的抗划伤性、抗污染物渗透性、抗化学品腐蚀性，使人造石材的品质得到了很大的提高。
CN105670455A公开了一种无溶剂型环氧抗渗透封闭涂层，其中A组分以重量份数计由以下物质组成：环氧树脂80-100份，增柔树脂5-15份，稀释剂5-15份，消泡剂0-1份，流平剂0.1-0.5份；B组分以重量份数计由以下物质组成：改性胺类固化剂80-100份，硅烷偶联剂0-5份，该专利申请提供的环氧涂层具有高粘结性和高韧性，但是其抗划伤性较差，并且其不能应用于人造石表面。CN107903736A公开了一种抗渗色水性木器封闭底漆，所述抗渗色水性木器封闭底漆由原料组合物制成，所述原料组合物包括：聚合物成膜剂50-80重量份、氧化石墨烯5-10重量份、成膜助剂1-5重量份、抗渗色助剂3-12重量份、润湿剂0.5-6重量份、硅烷偶联剂3-8重量份、水50-120重量份，该专利申请提供的底漆具有一定的抗渗透效果，同时具有一定的防腐效果，但是其主要应用与木器，并不能很好的应用于人造石表面。
因此，需要提供一种可以用于人造石表面，增加人造石抗划伤性、抗腐蚀等的抗渗封闭剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗渗封闭剂及其制备方法和应用。本发明提供的抗渗封闭剂用于人造石表面，可以避免人造石表面直接与其他物质接触，增加人造石表层的硬度，使其具有抗划伤性能，并且可以提高人造石的抗污渍渗透性，提高其耐化学品腐蚀性，拓展了人造石的应用。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种抗渗封闭剂，按重量份计，所述抗渗封闭剂包括如下组分：
本发明采用硅酸甲酯、甲基烷氧基硅烷A和甲基烷氧基硅烷B等小分子类材料，均具有较强的渗透性，可以与水汽同时渗透进入人造石表面进行交联固化，形成性能优良的涂层，若不采用本发明提供的小分子类材料，则会导致涂层与人造石的附着力较低，并且会导致涂层的硬度下降，耐腐蚀性下降。
本发明所述甲基烷氧基硅烷A 60-70重量份可以是62重量份、65重量份、68重量份等。
本发明所述甲基烷氧基硅烷B10-15重量份可以是11重量份、12重量份、13重量份、14重量份等。
本发明所述异丙醇10-12重量份可以是11重量份等。
本发明所述硅酸甲酯5-10重量份可以是6重量份、7重量份、8重量份、9重量份等。
本发明所述钛酸酯3-5重量份可以是4重量份等。
本发明所述聚二甲基硅油1-3重量份可以是1.5重量份、2重量份、2.5重量份等。
本发明所述硅烷偶联剂1-3重量份可以是1.5重量份、2重量份、2.5重量份等。
优选地，所述甲基烷氧基硅烷A和甲基烷氧基硅烷B各自独立的选自甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷，且甲基烷氧基硅烷A和甲基烷氧基硅烷B不相同。
优选地，所述甲基烷氧基硅烷A为甲基三甲氧基硅烷，所述甲基烷氧基硅烷B为二甲基二甲氧基硅烷。
优选地，所述甲基烷氧基硅烷A和甲基烷氧基硅烷B的质量比为(5-5.2):1，例如5.08:1、5.10:1、5.15:1等。
本发明优选甲基三甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷。同时限定了甲基烷氧基硅烷A和甲基烷氧基硅烷B的质量比，在此范围内，利用本发明提供的抗渗封闭剂形成的涂层具有优异的抗划性能以及耐腐蚀性能等。
优选地，所述硅烷偶联剂选自KH-570、KH-550或KH560中的任意一种或至少两种的组合，优选KH-560。
本发明优选的KH-560与硅酸甲酯、甲基烷氧基硅烷A和甲基烷氧基硅烷B共同作用，四者具有良好的相容性，同时可以于水气固化交联，使得本发明提供的抗渗封闭剂形成的涂层具有优异的抗划性能以及耐腐蚀性能等。
作为本发明的一种优选技术方案，所述抗渗封闭剂包括如下组分：
优选地，以所述抗渗封闭剂的总质量为100％计，所述抗渗封闭剂由硅酸甲酯7.8％、甲基烷氧基硅烷A 61％、甲基烷氧基硅烷B12％、硅烷偶联剂1.6％、钛酸酯4.3％、聚二甲基硅油2.3％和异丙醇11％。
第二方面，本发明提供了一种根据第一方面所述的抗渗封闭剂的制备方法，所述制备方法包括：将配方量的各组分混合，得到所述抗渗封闭剂。
优选地，所述制备方法包括：
(1)将配方量的甲基烷氧基硅烷A、甲基烷氧基硅烷B、硅酸甲酯、聚二甲基硅油和硅烷偶联剂混合；
(2)将钛酸酯和异丙醇混合；
(3)步骤(1)得到的混合物与步骤(2)得到的混合物混合，得到所述抗渗封闭剂。
本发明优选采用分批分步共混的方式，可以使得最后得到的抗渗封闭剂中各组分分散均匀，使得最后利用抗渗封闭剂形成的涂层具有优良性能。
优选地，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)所述混合的混合速率各自独立的选自100-150rpm，例如120rpm、130rpm、140rpm等。
优选地，步骤(1)所述混合的时间为20-40min，例如25min、30min、35min等。
优选地，步骤(1)还包括混合后静置20-24h，例如21h、22h、23h等。
本发明在甲基烷氧基硅烷A、甲基烷氧基硅烷B、硅酸甲酯、聚二甲基硅油和硅烷偶联剂混合后，还需要进行静置，在静止过程中，发生交联预聚，因此在后续的使用中可以降低成膜时间，同时增加形成的涂层的性能。
优选地，步骤(2)所述混合的时间为5-10min，例如6min、7min、8min、9min等。
优选地，步骤(3)所述混合的时间为20-40min，例如25min、30min、35min等。
作为本发明的一种优选技术方案，所述制备方法包括：
(1)将配方量的甲基烷氧基硅烷A、甲基烷氧基硅烷B、硅酸甲酯、聚二甲基硅油和硅烷偶联剂以100-150rpm的混合速率混合20-40min，然后静置20-24h；
(2)将钛酸酯和异丙醇以100-150rpm的混合速率混合5-10min；
(3)步骤(1)得到的混合物与步骤(2)得到的混合物以100-150rpm的混合速率混合20-40min，得到所述抗渗封闭剂。
第三方面，本发明提供了一种第一方面所述的抗渗封闭剂在人造石表面防护中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用硅酸甲酯、甲基烷氧基硅烷A和甲基烷氧基硅烷B等小分子类材料，均具有较强的渗透性，可以与水汽同时渗透进入人造石表面进行交联固化，形成性能优良的涂层，若不采用本发明提供的小分子类材料，则会导致涂层与人造石的附着力较低，并且会导致涂层的硬度下降，耐腐蚀性下降；
(2)本发明的抗渗封闭剂在充分渗入人造石表层后会在人造石表面成膜，其与人造石的附着力优良，并且形成的涂层表面硬度较高，具有优异的抗划伤性能，表面密实抗污染性好且易清洁，同时还具有优异的耐腐蚀性；其中，其划格实验在1级以下，硬度可达3H以上，抗污染性在10级，耐水168h以上无异常，并且耐无水酒精擦拭，耐酸性良好。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种抗渗封闭剂，以其总质量为100重量份计，由如下组分组成：
其中，甲基烷氧基硅烷A为甲基三甲氧基硅烷，甲基烷氧基硅烷B为二甲基二甲氧基硅烷，硅烷偶联剂为KH560。
制备方法如下：
(1)将配方量的甲基烷氧基硅烷A、甲基烷氧基硅烷B、硅酸甲酯、聚二甲基硅油和硅烷偶联剂以120rpm的混合速率混合30min，然后静置24h；
(2)将钛酸酯和异丙醇以120rpm的混合速率混合10min；
(3)步骤(1)得到的混合物与步骤(2)得到的混合物以120rpm的混合速率混合30min，得到抗渗封闭剂。
实施例2-3
与实施例1的区别在于，在本实施例中，甲基烷氧基硅烷B的添加量为10重量份(实施例2)、15重量份(实施例3)。
实施例4
与实施例1的区别在于，在本实施例中，甲基烷氧基硅烷A为甲基三甲氧基硅烷，甲基烷氧基硅烷B为二甲基二乙氧基硅烷。
实施例5
与实施例1的区别在于，在本实施例中，硅烷偶联剂为KH570。
实施例6
一种抗渗封闭剂，以其总质量为100重量份计，由如下组分组成：
其中，甲基烷氧基硅烷A为甲基三乙氧基硅烷，甲基烷氧基硅烷B为二甲基二甲氧基硅烷，硅烷偶联剂为KH560。
制备方法如下：
(1)将配方量的甲基烷氧基硅烷A、甲基烷氧基硅烷B、硅酸甲酯、聚二甲基硅油和硅烷偶联剂以100rpm的混合速率混合40min，然后静置20h；
(2)将钛酸酯和异丙醇以110rpm的混合速率混合10min；
(3)步骤(1)得到的混合物与步骤(2)得到的混合物以150rpm的混合速率混合20min，得到抗渗封闭剂。
实施例7
一种抗渗封闭剂，以其总质量为100重量份计，由如下组分组成：
其中，甲基烷氧基硅烷A为甲基三乙氧基硅烷，甲基烷氧基硅烷B为二甲基二乙氧基硅烷，硅烷偶联剂为KH560。
制备方法如下：
(1)将配方量的甲基烷氧基硅烷A、甲基烷氧基硅烷B、硅酸甲酯、聚二甲基硅油和硅烷偶联剂以150rpm的混合速率混合20min，然后静置24h；
(2)将钛酸酯和异丙醇以150rpm的混合速率混合5min；
(3)步骤(1)得到的混合物与步骤(2)得到的混合物以100rpm的混合速率混合40min，得到抗渗封闭剂。
对比例1
与实施例1的区别在于，在本对比例的制备方法中，步骤(1)不包括静置24h。
对比例2
与实施例1的区别在于，在本对比例中，将甲基烷氧基硅烷B替换为等重量份的甲基烷氧基硅烷A。
对比例3
与实施例1的区别在于，在本对比例中，将甲基烷氧基硅烷A替换为等重量份的甲基烷氧基硅烷B。
对比例4
与实施例1的区别在于，在本对比例中，不添加硅酸甲酯。
性能测试
将实施例1-7和对比例1-4提供的抗渗封闭剂均匀刷涂在人造石表面，然后进行性能测试，方法如下：
(1)与人造石表面的附着力：按照GB/T 9286-1998提供的划格实验方法进行测试；
(2)抗划伤性：按照GB/T 6739-2006的规定进行试验，以铅笔硬度表示；
(3)抗污染性：按照GB/T 9780-2013提供的测试标准测试(醇溶黑色素)；
(4)耐水性：按照GB/T 1733-1993的规定进行测试，记录耐水时间；
(5)耐溶剂擦拭性：按照GB/T 23989-2009的规定测试其对无水酒精的耐腐蚀性，其中，利用无水酒精擦拭100次，记录是否露底；
(6)耐腐蚀性：按照GB/T 9274-1988的规定测试其对酸(200g/L，H2SO4)的耐腐蚀性，其中测试时间为24h，记录其是否有异常；
测试结果见表1：
表1
由实施例1-7的性能测试可知，本发明的抗渗封闭剂在充分渗入人造石表层后会在人造石表面成膜，其与人造石的附着力优良，并且形成的涂层表面硬度较高，具有优异的抗划伤性能，表面密实抗污染性好且易清洁，同时还具有优异的耐腐蚀性；其中，其划格实验在1级以下，硬度可达3H以上，抗污染性在9级以上，耐水168h以上无异常，并且耐无水酒精擦拭，耐酸腐蚀良好。
由实施例1和实施例2-3的对比可知，本发明的甲基烷氧基硅烷A和甲基烷氧基硅烷B的质量比为(5-5.2):1可以使抗渗封闭剂具有更好的效果；由实施例1和实施例6-7的对比可知，本发明的甲基烷氧基硅烷A优选甲基三甲氧基硅烷，甲基烷氧基硅烷B优选二甲基二甲氧基硅烷，硅烷偶联剂优选KH-560。
由实施例1和对比例1的对比可知，优选采用本发明提供的制备方法可以使最后得到的抗渗封闭剂具有更好的应用效果；由实施例1和对比例2-4的对比可知，本发明需要同时添加甲基烷氧基硅烷A、甲基烷氧基硅烷B和硅酸甲酯，三者配合使用，使得最后得到的涂层性能优良。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的医用超薄TPU薄膜及其制备方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种抗渗封闭剂，其特征在于，按重量份计，所述抗渗封闭剂包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的抗渗封闭剂，其特征在于，所述甲基烷氧基硅烷A和甲基烷氧基硅烷B各自独立的选自甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷，且甲基烷氧基硅烷A和甲基烷氧基硅烷B不相同；
优选地，所述甲基烷氧基硅烷A为甲基三甲氧基硅烷，所述甲基烷氧基硅烷B为二甲基二甲氧基硅烷。
3.根据权利要求1或2所述的抗渗封闭剂，其特征在于，所述甲基烷氧基硅烷A和甲基烷氧基硅烷B的质量比为(5-5.2):1。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的抗渗封闭剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自KH-570、KH-550或KH560中的任意一种或至少两种的组合，优选KH-560。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的抗渗封闭剂，其特征在于，所述抗渗封闭剂包括如下组分：
优选地，以所述抗渗封闭剂的总质量为100％计，所述抗渗封闭剂由硅酸甲酯7.8％、甲基烷氧基硅烷A 61％、甲基烷氧基硅烷B 12％、硅烷偶联剂1.6％、钛酸酯4.3％、聚二甲基硅油2.3％和异丙醇11％。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的抗渗封闭剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将配方量的各组分混合，得到所述抗渗封闭剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)将配方量的甲基烷氧基硅烷A、甲基烷氧基硅烷B、硅酸甲酯、聚二甲基硅油和硅烷偶联剂混合；
(2)将钛酸酯和异丙醇混合；
(3)步骤(1)得到的混合物与步骤(2)得到的混合物混合，得到所述抗渗封闭剂。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)所述混合的混合速率各自独立的选自100-150rpm；
优选地，步骤(1)所述混合的时间为20-40min；
优选地，步骤(1)还包括混合后静置20-24h；
优选地，步骤(2)所述混合的时间为5-10min；
优选地，步骤(3)所述混合的时间为20-40min。
9.根据权利要求6-8中的任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)将配方量的甲基烷氧基硅烷A、甲基烷氧基硅烷B、硅酸甲酯、聚二甲基硅油和硅烷偶联剂以100-150rpm的混合速率混合20-40min，然后静置20-24h；
(2)将钛酸酯和异丙醇以100-150rpm的混合速率混合5-10min；
(3)步骤(1)得到的混合物与步骤(2)得到的混合物以100-150rpm的混合速率混合20-40min，得到所述抗渗封闭剂。
10.根据权利要求1-5中的任一项所述的抗渗封闭剂在人造石表面防护中的应用。
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