CN114736041B - 一种超疏水陶瓷砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于陶瓷砖领域,具体是涉及到一种超疏水陶瓷砖及其制备方法。本申请提出的一种超疏水陶瓷砖,包括具有微凹凸结构的釉面层、附着在釉面层上的功能层;所述功能层,包括力学粘接层和超疏水层;所述超疏水层通过力学粘接层粘接到釉面层上;所述具有微凹凸结构包括粒径为1‑300μm的白刚玉颗粒,通过分别制备力学粘接层,改性纳米二氧化硅胶束溶胶,将力学粘接层附着在微凹凸结构上,再在力学粘接层上涂覆改性纳米二氧化硅胶束溶胶,经过烘制得到所述超疏水釉面陶瓷砖;本发明制备得到的超疏水釉面陶瓷砖,通过构筑微米“铠甲”结构和功能层结构,提升功能层的耐磨和耐久性能。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷砖领域,具体是涉及到一种超疏水陶瓷砖及其制备方法。
背景技术
目前陶瓷砖行业内几乎所有的釉面瓷砖的抗污性能仍然停留在污染后,通过人力可以清洁的水平。然而,相比于室内客厅和卧室等洁净、干燥环境使用的瓷砖产品,外墙使用的大理石瓷砖所处的环境更为复杂,例如,户外天气多变、多灰尘等,户外复杂的环境,使得瓷砖表面更易脏污,且更难打理,日常需要投入更多的人力清洁,此外,对于工程应用的瓷砖,尤其是高层建筑外墙应用的瓷砖,人力清洁还具有一定的危险性。可以预见,随着社会的发展,人力成本越来越高,能够减少人力清洁的时间和成本的瓷砖产品,无论在家居装修还是在工程应用瓷砖市场均有广阔的市场空间。
由于当前釉面砖的防污处理,普遍采用如专利CN2006100993541,公开的技术方案,首先使用复方硅溶胶进行磨抛处理,复方硅溶胶在釉面及其表面孔隙中形成一种结合牢固、透明、高光泽度的二氧化硅层,接着采用氟硅有机化合物溶液、溶胶或乳液进行抛光处理,以获得具有一定疏水、疏油的防污效果。从实现防污性能的策略可以看出,这种工艺只能实现普通的疏水和疏油效果(水接触角大于90°),而无法达到超疏效果(水接触角大于150°),原因是这种工艺中形成的疏水表面为致密平整结构,无法形成足够多的空气气垫,但这却是超疏水的必要条件之一。
超疏水表面因具有较大的表观接触角(大于150°)和较小的滚落角(小于10°),水滴在超疏水表面会轻易滑离表面带走表面污染物而不留下任何痕迹,从而实现像荷叶一样的自清洁效应。专利CN2018107212485,公开了一种通过在釉料中加入ZnO微粒,构筑粗糙和抗菌表面,然后通过含氟硅烷的疏水剂打蜡处理,实现超疏水性能;专利CN2019102317998,公开了一种通过直接在陶瓷表面喷涂全氟硅烷修饰的二氧化硅溶胶,形成超疏水涂层的超疏水的技术方案。专利CN2020114475247,公开了一种针对哑光砖超疏水防污方法,其本质也是一种超疏水涂层,该涂层主要由超疏水氟硅树脂、聚倍硅氧烷和纳米氧化铝增硬剂组成。但是从目前市售产品来看,市面上还未出现超疏水瓷砖产品。原因可能有两方面,一是使用含氟硅树脂或硅烷作为疏水剂,使得超疏水涂层的价格高昂,另一个原因则是因为当前的超疏水表面技术的耐磨和耐久性仍然未得到解决,尚不能达到瓷砖产品的应用条件。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种超疏水陶瓷砖及其制备方法,通过构筑微米“铠甲”结构和功能层结构,提升功能层的耐磨和耐久性能,可得到经济环保耐久的超疏水陶瓷砖。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种超疏水釉面陶瓷砖,包括具有微凹凸结构的釉面层和附着在釉面层上的功能层;
所述功能层,包括力学粘接层和超疏水层;所述超疏水层通过力学粘接层粘接到釉面层上。
进一步的,所述微凹凸结构包括粒径为1-300μm的刚玉颗粒;
更进一步的,所述刚玉为白刚玉;刚玉是多晶α-氧化铝材料,而氧化铝是地壳的主要组分之一,具有资源丰富、相对廉价易得的优势。刚玉还具有耐高温、高强度、高硬度、电绝缘、耐腐蚀等物理化学特性,由此,刚玉成为用途极为广泛的耐火材料;根据制造方法不同,可将刚玉分为两大类:其一,以矾土为原料直接制造的刚玉原料,如棕刚玉、高铝刚玉;其二,从矾土中提炼出氧化铝,再将工业铝氧制成刚玉原料,如白刚玉、致密刚玉、烧结刚玉等。而白刚玉的熔点达到2250℃,熔点较高,最高使用温度为1900℃,本发明通过使用高熔点的白刚玉,在瓷砖烧成等过程中(温度1100-1250℃),白刚玉不会受到影响,其能稳固镶嵌在釉层的表面上,并使陶瓷砖的釉面形成微凹凸结构;
通常的白刚玉,铝氧为原料,经高温熔炼而成,其Al2O3含量>98%,呈白色,晶粒大,主晶相呈长条形或菱形,显气孔率为6%-10%,呈现脆而硬的性质,研磨能力为0.12,表现出较好的耐磨性;因此本发明,通过选用显气孔率为8-10%的白刚玉,由于其气孔较多,其表面积相对更大,可以吸入(附着)更多的力学粘接层,从而能更好的和超疏水层结合。
进一步的,所述力学粘接层,以重量份为单位,包括以下原料;溶剂A 40份、硅树脂6-12份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷3-6份、十八胺1-2份、有机锡催化剂0.5-2份;
本发明所述的力学粘接层,通过十八胺的加入促进γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)的开环反应,有利于提升力学粘接层与超疏水层之间形成化学健合。
进一步的,所述硅树脂为环氧改性有机硅树脂或丙烯酸有机硅树脂中的任一种;
进一步的,所述溶剂A为乙酸乙酯或丙酮的任一种;
进一步的,所述有机锡催化剂为二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡或二(十二烷基硫)二丁基锡中的一种或任几种。
进一步的,所述超疏水层,以重量份为单位,包括以下原料;纳米二氧化硅胶束溶胶10-100份、改性剂1-10份、偶联剂1-10份;
更进一步的,所述改性剂为十六烷基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、三甲基氯硅烷、八甲基环四硅氮烷或六甲基二硅氮烷中的任一种;
更进一步的,所述偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷中的任一种。
而且,本发明也提供了一种超疏水釉面陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
S1.形成微凹凸结构
在釉层的表面均匀喷洒粒径为1-300μm的刚玉颗粒,喷洒密度为1-10g/m2;再在烧成温度为1100-1250℃下进行烧结,在陶瓷砖的釉面层形成微凹凸结构;
S2.制备力学粘接层
按照力学粘接层的重量份进行备料,将其原料进行,充分混合,得到纳米粘接溶液;将纳米粘接溶液,通过喷涂、擦涂或刮涂在釉面层的微凹凸结构上,在200-400℃下进行烘烤0.5-5min,在釉面层的微凹凸结构上形成了力学粘接层;所述力学粘接层厚度为0.5-10μm;
S3.制备改性纳米二氧化硅胶束溶胶
按照摩尔比,溶剂B:正硅酸乙酯:NH3·H2O:水=10:1:0.01-0.1:1-4的比例备料,将上述原料混合均匀后,在反应温度为20-60℃下,反应2-10天,形成纳米二氧化硅胶束溶胶;
按照质量比,准备纳米二氧化硅胶束溶胶、改性剂、偶联剂;将纳米二氧化硅胶束溶胶、改性剂进行充分混合后,在20-60℃下反应3h以上,再加入偶联剂,进行充分混合,得到改性纳米二氧化硅胶束溶胶;
S4.在力学粘接层上,通过喷涂、擦涂或刮涂上改性纳米二氧化硅胶束溶胶;在300-400℃下进行烘制0.5-3min,得到超疏水釉面陶瓷砖;
进一步的,所述溶剂B为无水乙醇或异丙醇。
在本发明中,制备得到的纳米二氧化硅胶束溶胶,由于硅溶胶中的SiO2含有大量的水及羟基,当硅溶胶,经过长时间反应和团聚,形成二氧化硅胶束体后,二氧化硅胶束间(二氧化硅之间)更容易形成更多的空气气垫,使得薄膜更加疏松,这是产生超疏水的重要原因之一;未形成胶束的单分散二氧化硅颗粒,颗粒与颗粒间紧密堆积,无法形成足够多的空气气垫,因此无法实现超疏水。
本发明的有益效果是:
本发明通过利用的粒径为微米尺寸的刚玉颗粒、以及刚玉材料的高熔点特性和白刚玉的显气孔率,在陶瓷砖的烧制过程中,微米级的刚玉颗粒不熔融,并采用喷洒的工艺,使得其附着在釉面表层,在表面形成微凹凸结构,从而构筑微米级的“铠甲”结构;同时利用粘性强的力学粘结层,将具有超疏水性的超疏水层附着在微凹凸结构上,使得制备得到的陶瓷砖,具备优异的耐磨和耐久性能、以及还具有很好的超疏水功能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明所述超疏水釉面陶瓷砖的结构示意图;
附图说明:1、釉面层;2、力学粘接层;3、超疏水层;4、微凹凸结构。
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。
本发明中的原料均为市购,其中:
环氧改性有机硅树脂,型号:SH-023-4,购买自:湖北隆盛四海新材料股份有限公司;
丙烯酸有机硅树脂,型号:SH-024,购买自:湖北隆盛四海新材料股份有限公司;
如图1所述的一种超疏水釉面陶瓷砖,包括具有微凹凸结构4的釉面层1、附着在釉面层1上的功能层;所述功能层,包括力学粘接层2和超疏水层3;所述超疏水层3通过力学粘接层2粘接到釉面层1上。
实施例1
一种超疏水釉面陶瓷砖,釉面层上的微凹凸结构包括粒径为1μm,显气孔率为8%的白刚玉颗粒;
所述力学粘接层,以重量份为单位,包括以下原料;乙酸乙酯40份、环氧改性有机硅树脂6份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)3份、十八胺1份、二醋酸二丁基锡0.5份;
所述超疏水层,以重量份为单位,包括以下原料;纳米二氧化硅胶束溶胶10份、十六烷基三甲氧基硅烷1份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)1份;
所述超疏水釉面陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
S1.形成微凹凸结构
在釉层的表面均匀喷洒白刚玉颗粒,喷洒密度为1g/m2;再在烧成温度为1100℃下进行烧结,在陶瓷砖的釉面层形成微凹凸结构;
S2.制备力学粘接层
按照力学粘接层的重量份进行备料,将其原料进行,充分混合,得到纳米粘接溶液;将纳米粘接溶液,通过喷涂、擦涂或刮涂在釉面层的微凹凸结构上,在200℃下进行烘烤0.5min,在釉面层的微凹凸结构上形成了力学粘接层;所述力学粘接层厚度为0.5μm;
S3.制备改性纳米二氧化硅胶束溶胶
按照摩尔比,无水乙醇:正硅酸乙酯:NH3·H2O:水=10:1:0.01:1的比例备料,将上述原料混合均匀后,在反应温度为60℃下,反应2天,形成纳米二氧化硅胶束溶胶;
按照质量比,准备纳米二氧化硅胶束溶胶、改性剂、偶联剂;将纳米二氧化硅胶束溶胶、改性剂进行充分混合后,在20℃下反应8h,再加入偶联剂,进行充分混合,得到改性纳米二氧化硅胶束溶胶;
S4.在力学粘接层上,通过喷涂、擦涂或刮涂上改性纳米二氧化硅胶束溶胶;在300℃下进行烘制0.5min,得到超疏水釉面陶瓷砖;
实施例2
一种超疏水釉面陶瓷砖,釉面层上的微凹凸结构包括粒径为300μm,显气孔率为10%的白刚玉颗粒;
所述力学粘接层,以重量份为单位,包括以下原料;丙酮40份、丙烯酸有机硅树脂12份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)6份、十八胺2份、辛酸亚锡2份;
所述超疏水层,以重量份为单位,包括以下原料;纳米二氧化硅胶束溶胶100份、六甲基二硅氧烷10份、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷10份;
所述超疏水釉面陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
S1.形成微凹凸结构
在釉层的表面均匀喷洒白刚玉颗粒,喷洒密度为10g/m2;再在烧成温度为1250℃下进行烧结,在陶瓷砖的釉面层形成微凹凸结构;
S2.制备力学粘接层
按照力学粘接层的重量份进行备料,将其原料进行,充分混合,得到纳米粘接溶液;将纳米粘接溶液,通过喷涂、擦涂或刮涂在釉面层的微凹凸结构上,在400℃下进行烘烤0.5min,在釉面层的微凹凸结构上形成了力学粘接层;所述力学粘接层厚度为10μm;
S3.制备改性纳米二氧化硅胶束溶胶
按照摩尔比,异丙醇:正硅酸乙酯:NH3·H2O:水=10:1:0.1:4的比例备料,将上述原料混合均匀后,在反应温度为20℃下,反应10天,形成纳米二氧化硅胶束溶胶;
按照质量比,准备纳米二氧化硅胶束溶胶、改性剂、偶联剂;将纳米二氧化硅胶束溶胶、改性剂进行充分混合后,在60℃下反应3.5h,再加入偶联剂,进行充分混合,得到改性纳米二氧化硅胶束溶胶;
S4.在力学粘接层上,通过喷涂、擦涂或刮涂上改性纳米二氧化硅胶束溶胶;在400℃下进行烘制3min,得到超疏水釉面陶瓷砖;
实施例3
一种超疏水釉面陶瓷砖,釉面层上的微凹凸结构包括粒径为200μm,显气孔率为9%的白刚玉颗粒;
所述力学粘接层,以重量份为单位,包括以下原料;乙酸乙酯15份、丙酮25份、环氧改性有机硅树脂9份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)4份、十八胺1.5份、二(十二烷基硫)二丁基锡1.5份;
所述超疏水层,以重量份为单位,包括以下原料;纳米二氧化硅胶束溶胶55份、三甲基氯硅烷2份、八甲基环四硅氮烷3份、六甲基二硅氮烷2份、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷5份;
所述超疏水釉面陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
S1.形成微凹凸结构
在釉层的表面均匀喷洒白刚玉颗粒,喷洒密度为5g/m2;再在烧成温度为1200℃下进行烧结,在陶瓷砖的釉面层形成微凹凸结构;
S2.制备力学粘接层
按照力学粘接层的重量份进行备料,将其原料进行,充分混合,得到纳米粘接溶液;将纳米粘接溶液,通过喷涂、擦涂或刮涂在釉面层的微凹凸结构上,在300℃下进行烘烤3min,在釉面层的微凹凸结构上形成了力学粘接层;所述力学粘接层厚度为4μm;
S3.制备改性纳米二氧化硅胶束溶胶
按照摩尔比,无水乙醇:正硅酸乙酯:NH3·H2O:水=10:1:0.05:2的比例备料,将上述原料混合均匀后,在反应温度为30℃下,反应6天,形成纳米二氧化硅胶束溶胶;
按照质量比,准备纳米二氧化硅胶束溶胶、改性剂、偶联剂;将纳米二氧化硅胶束溶胶、改性剂进行充分混合后,在40℃下反应5h,再加入偶联剂,进行充分混合,得到改性纳米二氧化硅胶束溶胶;
S4.在力学粘接层上,通过喷涂、擦涂或刮涂上改性纳米二氧化硅胶束溶胶;在350℃下进行烘制2min,得到超疏水釉面陶瓷砖;
实施例4
一种超疏水釉面陶瓷砖,釉面层上的微凹凸结构包括粒径为200μm,显气孔率为8%的白刚玉颗粒;
所述力学粘接层,以重量份为单位,包括以下原料;丙酮40份、丙烯酸有机硅树脂10份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)4份、十八胺1份、二(十二烷基硫)二丁基锡1份;
所述超疏水层,以重量份为单位,包括以下原料;纳米二氧化硅胶束溶胶90份、六甲基二硅氮烷2份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)3份、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷3份;
所述超疏水釉面陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
S1.形成微凹凸结构
在釉层的表面均匀喷洒白刚玉颗粒,喷洒密度为3g/m2;再在烧成温度为1130℃下进行烧结,在陶瓷砖的釉面层形成微凹凸结构;
S2.制备力学粘接层
按照力学粘接层的重量份进行备料,将其原料进行,充分混合,得到纳米粘接溶液;将纳米粘接溶液,通过喷涂、擦涂或刮涂在釉面层的微凹凸结构上,在350℃下进行烘烤5min,在釉面层的微凹凸结构上形成了力学粘接层;所述力学粘接层厚度为5μm;
S3.制备改性纳米二氧化硅胶束溶胶
按照摩尔比,异丙醇:正硅酸乙酯:NH3·H2O:水=10:1:0.09:3的比例备料,将上述原料混合均匀后,在反应温度为50℃下,反应4天,形成纳米二氧化硅胶束溶胶;
按照质量比,准备纳米二氧化硅胶束溶胶、改性剂、偶联剂;将纳米二氧化硅胶束溶胶、改性剂进行充分混合后,在50℃下反应4h,再加入偶联剂,进行充分混合,得到改性纳米二氧化硅胶束溶胶;
S4.在力学粘接层上,通过喷涂、擦涂或刮涂上改性纳米二氧化硅胶束溶胶;在370℃下进行烘制1min,得到超疏水釉面陶瓷砖;
对比例1
一种釉面陶瓷砖,包括具有微凹凸结构的釉面层,包括粒径为150μm的白刚玉;所述白刚玉采用显气孔率为8%的白刚玉;不存在超疏水功能层,具体制备方法,和实施例1一致(不用制备超疏水功能层);
对比例2
一种釉面陶瓷砖,包括附着在釉面层上的功能层,不包括微凹凸结构;具体的功能层,和实施例1一致;具体的制备方法,和实施例1一致(不用制备微凹凸结构);
对比例3
一种釉面陶瓷砖,包括具有微凹凸结构的釉面层以及附着在釉面层上的超疏水层(不存在力学粘接层),具体的微凹凸结构、超疏水层和实施例1一致,具体的制备方法和实施例1一致(不用制备力学粘接层);
对上述实施例1-4、对比例1-3制备得到的釉面瓷砖,进行超疏水性能(水滴接触角和滚动角)检测、耐磨(采用往复式耐磨试验机,加载500g,摩擦介质为棉布)和环境加速老化(HAST:97%,121℃条件下测试48h,相当于环境老化约20年的使用寿命)测试;具体结果汇总至下表1:
表1
组别 | 产品起始,水接触角/滚动角(°) | HAST测试48h,水接触角/滚动角(°) | 耐磨测试500个来回,水接触角/滚动角(°) |
实施例1 | 163/5 | 162/10 | 163/10 |
实施例2 | 171/4 | 171/8 | 163/9 |
实施例3 | 167/4 | 162/8 | 163/8 |
实施例4 | 169/5 | 162/9 | 163/9 |
对比例1 | 42/-- | 42/-- | 40/-- |
对比例2 | 150/10 | 148/15 | 113/60 |
对比例3 | 155/8 | 119/60 | 51/-- |
从表1,可以看出,本实施例1-4,制备得到的釉面陶瓷砖,产品起始的水接触角较高,达到163-171°,说明具有较好的超疏水性能;再经过HAST测试48h或者耐磨测试500个来回后,水接触角基本上没什么变化,说明制备得到的釉面陶瓷砖,具有较好的耐磨性和耐久性,在长时间使用,釉面层还可以保持有较好的疏水性能,不容易沾灰。方便进行清洗而且陶瓷砖具有自结功能;
而对比例1,在只有微米级的“铠甲结构”,没有具有超疏水性能的功能层,陶瓷砖表面亲水,水接触角42°(不存在滚动角);在进行耐磨试验、环境加速老化试验后,陶瓷砖表面的接触角基本没什么变化,但是瓷砖表面由于水接触角42°较低,容易沾污,不易清洗。
对比例2,只有具有超疏水性能的功能层,没有“铠甲结构”,陶瓷砖表面超疏水,水接触角150°,HAST测试48h保持超疏水;但经耐磨测试500个来回后,水接触角减小至113°,失去超疏水性能,此时滚动角达到一个较大的值,即将失去滚动角。
对比例3,微米“铠甲”结构,没有通过力学粘接层直接附着超疏水层,陶瓷砖表面超疏水,水接触角155°,HAST测试48h后,水接触角减小至119°,失去超疏水性能,此时滚动角达到一个较大的值,即将失去滚动角;耐磨测试500来回后,水接触角减小至51°(不存在滚动角),失去超疏水水性能。说明在失去力学粘接层后,超疏水层不能很好的附着在微凹凸结构上,造成超疏水层在使用过程中容易脱离,从而使得瓷砖失去超疏水性能。
自洁功能模拟实验:
即称取100g的红墨水,将长500mm*宽200mm的陶瓷砖,倾斜10°放置;将红墨水从顶部倾倒到待检陶瓷砖的表面上,在倾倒30s后,观察陶瓷砖表面的色样残留情况;
(1)待检陶瓷砖为:耐磨测试500个来回后的实施例1-实施例4的陶瓷砖;
结果:按照上述的模拟实验进行,红墨水沿着陶瓷砖表面完全滚落,陶瓷砖的表面上无任何墨水浸润或残留;在晾干陶瓷砖后,陶瓷砖的表面无色样残留。
(2)待检陶瓷砖为:耐磨测试500个来回后的对比例1-对比例3的陶瓷砖;
结果:按照上述的模拟实验进行,在倾倒30s后,红墨水沿着陶瓷砖表面浸润,陶瓷砖的表面明显留下墨水流线;在晾干陶瓷砖后,陶瓷砖的表面上均有红色的色样残留。
(3)待检陶瓷砖为:对比例1制备得到的陶瓷砖;
结果:按照上述的模拟实验进行,在倾倒30s后,红墨水沿着陶瓷砖表面浸润,陶瓷砖的表面明显留下墨水流线;在晾干陶瓷砖后,陶瓷砖的表面上有红色的色样残留。
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 (6)
1.一种超疏水釉面陶瓷砖,其特征在于,包括具有微凹凸结构的釉面层、附着在釉面层上的功能层;
所述功能层,包括力学粘接层和超疏水层;所述超疏水层通过力学粘接层粘接到釉面层上;
所述微凹凸结构包括粒径为1-300μm的刚玉颗粒;
所述刚玉为白刚玉;
所述白刚玉显气孔率为8-10%;
所述力学粘接层,以重量份为单位,包括以下原料;溶剂A 40份、硅树脂6-12份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷3-6份、十八胺1-2份、有机锡催化剂0.5-2份;
所述超疏水层,以重量份为单位,包括以下原料;纳米二氧化硅胶束溶胶10-100份、改性剂1-10份、偶联剂1-10份;
所述超疏水层通过以下步骤进行制备:
按照摩尔比,溶剂B:正硅酸乙酯:NH3·H2O:水=10:1:0.01-0.1:1-4的比例备料,将上述原料混合均匀后,在反应温度为20-60℃下,反应2-10天,形成纳米二氧化硅胶束溶胶;
按照质量比,准备纳米二氧化硅胶束溶胶、改性剂、偶联剂;将纳米二氧化硅胶束溶胶、改性剂进行充分混合后,在20-60℃下反应3h以上,再加入偶联剂,进行充分混合,得到改性纳米二氧化硅胶束溶胶;
在力学粘接层上,通过喷涂、擦涂或刮涂上改性纳米二氧化硅胶束溶胶;在300-400℃下进行烘制0.5-3min,得到附着在力学粘接层上的超疏水层。
2.根据权利要求1所述的一种超疏水釉面陶瓷砖,其特征在于,所述硅树脂包括环氧改性有机硅树脂或丙烯酸有机硅树脂中的任一种。
3.根据权利要求1所述的一种超疏水釉面陶瓷砖,其特征在于,所述有机锡催化剂包括二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡中的一种或任几种。
4.根据权利要求1所述的一种超疏水釉面陶瓷砖,其特征在于,所述改性剂为十六烷基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、三甲基氯硅烷、八甲基环四硅氮烷、六甲基二硅氮烷中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种超疏水釉面陶瓷砖,其特征在于,所述偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的超疏水釉面陶瓷砖的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.形成微凹凸结构
在釉层的表面均匀喷洒白刚玉颗粒,喷洒密度为1-10g/m2;再在烧成温度为1100-1250℃下进行烧结,在陶瓷砖的釉面层形成微凹凸结构;
S2.制备力学粘接层
按照力学粘接层的重量份进行备料,将其原料进行,充分混合,得到纳米粘接溶液;将纳米粘接溶液,通过喷涂、擦涂或刮涂在釉面层的微凹凸结构上,在200-400℃下进行烘烤0.5-5min,在釉面层的微凹凸结构上形成了力学粘接层;所述力学粘接层厚度为0.5-10μm;
S3.制备改性纳米二氧化硅胶束溶胶
按照摩尔比,溶剂B:正硅酸乙酯:NH3·H2O:水=10:1:0.01-0.1:1-4的比例备料,将上述原料混合均匀后,在反应温度为20-60℃下,反应2-10天,形成纳米二氧化硅胶束溶胶;
按照质量比,准备纳米二氧化硅胶束溶胶、改性剂、偶联剂;将纳米二氧化硅胶束溶胶、改性剂进行充分混合后,在20-60℃下反应3h以上,再加入偶联剂,进行充分混合,得到改性纳米二氧化硅胶束溶胶;
S4.在力学粘接层上,通过喷涂、擦涂或刮涂上改性纳米二氧化硅胶束溶胶;在300-400℃下进行烘制0.5-3min,得到超疏水釉面陶瓷砖。
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