CN117384549B - 一种使磨料蜡渣变软的抛光纳米液及制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使磨料蜡渣变软的抛光纳米液及制备方法与应用，涉及高分子抛光液技术领域，该抛光纳米液包括如下重量百分数计的组分：硅溶胶40‑60%、无机酸0.4‑0.6%、丙烯酸树脂0.1‑0.8%、水性硅油0.4‑1%、余量为水；所述水性硅油选自聚醚改性硅油或氨基改性硅油。本申请制得的纳米液能够一方面有效解决现有抛光液在抛光磨头的磨料上蜡渣结块的问题，避免在抛磨过程中划伤瓷砖砖面，同时保证了瓷砖镜面透感与防污效果，提高了抛光打蜡效果，另一方面也减少了抛磨头上磨料的频繁更换，延长磨料的利用率和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及高分子抛光液技术领域，尤其涉及一种使磨料蜡渣变软的抛光纳米液及制备方法与应用。
背景技术
瓷砖作为一种建筑装饰材料，不仅可以用于装饰建筑物，使建筑物美观、艳丽，而且在建筑物表面贴上一层瓷砖可以隔绝外界环境对建筑物表面的侵蚀，使建筑物更加经久耐用。
然而，瓷砖在使用一段时间之后，在瓷砖表面会出现病变，瓷砖内部也会受到侵入性感染，导致瓷砖出现脱瓷、裂开等现象，大大缩短了瓷砖的使用寿命；出现这些现象的原因主要是瓷砖此类材料的表面具有许多细微的小孔，这些小孔容易聚留水分、腐蚀性分子等物质，而腐蚀性分子会侵蚀瓷砖本身。为了防止瓷砖病变，超洁亮技术是目前普遍采用的一种高精度瓷砖表面处理方法，它通过抛光磨头的反复施压、打磨、抛光，将纳米液更好的渗透到抛光砖的毛孔内部，堵塞了瓷砖的毛孔及微裂纹，形成一种特殊的、连续的纳米膜，从而使瓷砖具有亮丽的表面，并且该表面能有效阻止污染物的入侵，具有较好的防污性能。
传统的纳米液主要由硅溶胶、无机酸、丙烯酸树脂等材料复合制备而成，虽然其防污效果好，但是由于硅溶胶是碱性，无机酸是酸性，二者相互作用后失水反应，在抛磨过程中，在抛磨头的磨料表面形成结块，行内称其为“蜡渣”，而纳米液内的丙烯酸树脂起到交联作用，增加分子间交联程度，相当于二氧化硅里面加了胶黏剂，使蜡渣更硬。抛磨头上的蜡渣在抛磨过程中会划伤瓷砖的砖面，打蜡效果不佳，另一方面也会加速抛磨头上磨料的频繁更换，造成磨料浪费，现有单一抛磨头磨料的使用率为700-1000方/个，即一个抛磨头能够抛磨700-1000平方的砖面。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种使磨料蜡渣变软的抛光纳米液。
本发明的目的之二在于提供一种使磨料蜡渣变软的抛光纳米液的制备方法。
本发明的目的之三在于提供一种使磨料蜡渣变软的抛光方法。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：一种使磨料蜡渣变软的抛光纳米液，包括如下重量百分数计的组分：硅溶胶40-60%、无机酸0.4-0.6%、丙烯酸树脂0.1-0.8%、水性硅油0.4-1%、余量为水；
所述丙烯酸树脂选自甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯共聚物、丙烯酸酯和苯乙烯共聚物其中的一种；
所述水性硅油选自陶氏道康宁化学牌号为OFX-0193DE的聚醚改性硅油或瓦克公司牌号为WETSOFT NE810的氨基改性硅油。
进一步地，所述的使磨料蜡渣变软的抛光纳米液，包括如下重量百分数计的组分：硅溶胶48-55%、无机酸0.45-0.55%、丙烯酸树脂0.2-0.5%、水性硅油0.5-0.8%、余量为水。
进一步地，所述的使磨料蜡渣变软的抛光纳米液，包括如下重量百分数计的组分：硅溶胶50%、无机酸0.5%、丙烯酸树脂0.3%、水性硅油0.5%、余量为水。
进一步地，所述硅溶胶由至少一种粒径的硅溶胶组成，具体包括粒径范围为95-110nm的硅溶胶、粒径范围为60-80nm的硅溶胶、粒径范围为8-30nm的硅溶胶中的一种或者两种以上的混合物。
进一步地，所述无机酸选自硼砂、硼酸、草酸中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，所述丙烯酸树脂选自甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯共聚物、丙烯酸酯和苯乙烯共聚物其中的一种。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：一种使磨料蜡渣变软的抛光纳米液的制备方法，包括如下步骤：
（1）母液的制备：按重量百分数计，称量如下组分：硅溶胶40-60%、无机酸0.4-0.6%、丙烯酸树脂0.1-0.8%、余量为水；在瓷砖抛光打磨前，将上述组分均匀混合，得到母液；
（2）滴加水性硅油：称量重量百分数为0.4-1%的水性硅油，将水性硅油滴入步骤（1）得到的母液中，混合均匀，得到抛光纳米液。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：一种使磨料蜡渣变软的抛光方法，包括如下步骤：
（1）在瓷砖抛光打磨前，配置抛光纳米液，抛光纳米液不得静置过夜；
其中，母液的制备：按重量百分数计，称量如下组分：硅溶胶40-60%、无机酸0.4-0.6%、丙烯酸树脂0.1-0.8%、余量为水；在瓷砖抛光打磨前，将上述组分均匀混合，得到母液；滴加水性硅油：称量重量百分数为0.4-1%的水性硅油，将水性硅油滴入母液中，混合均匀，得到抛光纳米液；
（2）利用纳米抛光机对瓷砖表面进行打磨，在打磨过程中，将抛光纳米液涂覆在瓷砖表面，利用磨料对瓷砖表面进行抛磨；
其中，所述纳米抛光机的抛磨盘其公转速度为90-135r/min，安装在抛磨盘上的磨料其自转速度为900-1100r/min；所述抛光纳米液的添加量为20-40g/m2。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本申请制得的纳米液能够一方面有效解决现有抛光液在抛光磨头的磨料上蜡渣结块的问题，避免在抛磨过程中划伤瓷砖砖面，同时保证了瓷砖镜面透感与防污效果，提高了抛光打蜡效果，另一方面也减少了抛磨头上磨料的频繁更换，延长磨料的利用率和使用寿命。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
本发明提供一种使磨料蜡渣变软的抛光纳米液，包括如下重量百分数计的组分：硅溶胶40-60%、无机酸0.4-0.6%、丙烯酸树脂0.1-0.8%、水性硅油0.4-1%、余量为水；
所述丙烯酸树脂选自甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯共聚物、丙烯酸酯和苯乙烯共聚物其中的一种；
所述水性硅油选自陶氏道康宁化学牌号为OFX-0193DE的聚醚改性硅油或瓦克公司牌号为WETSOFT NE810的氨基改性硅油。
作为进一步的实施方式，所述的使磨料蜡渣变软的抛光纳米液，包括如下重量百分数计的组分：硅溶胶48-55%、无机酸0.45-0.55%、丙烯酸树脂0.2-0.5%、水性硅油0.5-0.8%、余量为水。
作为进一步的实施方式，所述的使磨料蜡渣变软的抛光纳米液，包括如下重量百分数计的组分：硅溶胶50%、无机酸0.5%、丙烯酸树脂0.3%、水性硅油0.5%、余量为水。
本发明的聚醚改性硅油或氨基改性硅油是一种通过在线性二甲基硅油的主链或者侧链上进行聚醚链段和氨基链段连接的油状聚合物，聚醚链段和氨基链段均含有强极性的氧原子和氮原子与碳相连，能够与水生产氢键，具有亲水性；而聚硅氧烷链段中硅氧有较高键能，其上的烃基也没有亲水性，聚硅氧烷链段不亲油不亲水，这两个链段能够减低水的表面张力，可作为一种良好的表面活性剂。而蜡渣是原纳米液配方材料失水结块而成，蜡渣内含树脂成分，具有一定的粘胶性，使得蜡渣更硬，而加入本发明所选的聚醚改性硅油或氨基改性硅油，能够减低与蜡渣的表面张力，与蜡渣中的羟基、羧基、酯基、酰胺基等相互作用，从而降低蜡渣的摩擦系数，使之柔软。
作为进一步的实施方式，所述硅溶胶由至少一种粒径的硅溶胶组成，具体包括粒径范围为95-110nm的硅溶胶、粒径范围为60-80nm的硅溶胶、粒径范围为8-30nm的硅溶胶中的一种或者两种以上的混合物。
作为进一步的实施方式，所述无机酸选自硼砂、硼酸、草酸中的一种或两种以上的混合物。
本发明还提供一种如上能使磨料蜡渣变软的所述抛光纳米液的制备方法，包括如下步骤：
（1）母液的制备：按重量百分数计，称量如下组分：硅溶胶40-60%、无机酸0.4-0.6%、丙烯酸树脂0.1-0.8%、余量为水；在瓷砖抛光打磨前，将上述组分均匀混合，得到母液；
（2）滴加水性硅油：称量重量百分数为0.4-1%的水性硅油，将水性硅油滴入步骤（1）得到的母液中，混合均匀，得到抛光纳米液。
本发明还提供一种使磨料蜡渣变软的抛光方法，包括如下步骤：
（1）在瓷砖抛光打磨前，配置抛光纳米液，抛光纳米液不得静置过夜；
其中，母液的制备：按重量百分数计，称量如下组分：硅溶胶40-60%、无机酸0.4-0.6%、丙烯酸树脂0.1-0.8%、余量为水；在瓷砖抛光打磨前，将上述组分均匀混合，得到母液；滴加水性硅油：称量重量百分数为0.4-1%的水性硅油，将水性硅油滴入母液中，混合均匀，得到抛光纳米液；
（2）利用纳米抛光机对瓷砖表面进行打磨，在打磨过程中，将抛光纳米液涂覆在瓷砖表面，利用磨料对瓷砖表面进行抛磨；
其中，所述纳米抛光机的抛磨盘其公转速度为90-135r/min，安装在抛磨盘上的磨料其自转速度为900-1100r/min；所述抛光纳米液的添加量为20-40g/m2。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1-实施例3以及对比例1-11
分别按下表1中的配比称取原料，按照表1后的制备方法制作纳米液，对应得到不同实施例的纳米液，具体详见表1：
表1 实施例1-3原料配比表
| 硅溶胶（40-60%） | 无机酸（0.4-0.6%） | 丙烯酸树脂（0.1-0.8%） | 水性硅油（0.4-1%） | |
| 实施例1 | 45 | 0.6 | 0.8 | 0.6 |
| 实施例2 | 50 | 0.5 | 0.3 | 0.5 |
| 实施例3 | 58 | 0.4 | 0.2 | 0.8 |
其中，表1中，硅溶胶选自美国格雷斯公司提供粒径为60-80nm的纳米硅溶胶；无机酸为硼酸；丙烯酸树脂选自甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚物；实施例1-2的水性硅油为氨基改性硅油，选自瓦克公司牌号为WETSOFT NE810的氨基改性硅油。实施例3的水性硅油为聚醚改性硅油，选自陶氏道康宁化学牌号为OFX-0193DE的聚醚改性硅油。
对比例1
与实施例2相比，对比例1的纳米液区别在于缺少水性硅油，其余用量与制备方法参照实施例2。
对比例2
与实施例2相比，对比例2的纳米液区别在于水性硅油的重量百分数为0.1%（小于0.4%），其余用量与制备方法参照实施例2。
对比例3
与实施例2相比，对比例3的纳米液区别在于水性硅油的重量百分数为1.2%（大于1%），其余用量与制备方法参照实施例2。
对比例4
与实施例2相比，对比例4的纳米液区别在于采用甲基硅油代替水性硅油，其余用量与制备方法参照实施例2。
对比例5
与实施例2相比，对比例5的纳米液区别在于采用甲基苯基硅油代替水性硅油，其余用量与制备方法参照实施例2。
对比例6
与实施例2相比，对比例6的纳米液区别在于采用含腈硅油代替水性硅油，其余用量与制备方法参照实施例2。
对比例7
与实施例2相比，对比例7的纳米液区别在于氨基改性硅油采用棠邑公司提供的牌号为JF-802A的氨基改性硅油，其余用量与制备方法参照实施例2。
对比例8
与实施例3相比，对比例8的纳米液区别在于聚醚改性硅油采用美斯得公司提供的牌号为MSD-9103的聚醚改性硅油，其余用量与制备方法参照实施例3。
对比例9
与实施例2相比，对比例9的纳米液区别在于不添加丙烯酸树脂，其余用量与制备方法参照实施例3。
对比例10
与实施例2相比，对比例10的区别在于抛光纳米液在抛光过程中的添加量为15 g/m2，其余条件方法参照实施例2。
对比例11
与实施例2相比，对比例11的区别在于抛光纳米液在抛光过程中的添加量为45g/m2，其余条件方法参照实施例2。
实施例1-实施例3以及对比例1-11的纳米液制备方法，包括如下步骤：
（1）母液的制备：称量表1中按重量百分数计的组分：硅溶胶、无机酸、丙烯酸树脂、余量为水；在瓷砖抛光打磨前，将上述组分均匀混合，得到母液；
（2）滴加水性硅油：称量所需的水性硅油，将水性硅油滴入步骤（1）得到的母液中，混合均匀，得到抛光纳米液。
效果评价及性能检测
对实施例1-3及对比例1-11的纳米液按照如下抛光方法对同一批次的瓷砖进行打磨抛光，并对瓷砖的抛光效果以及磨料的损耗情况进行记录，检测项目及结果参见表2。
采用上述实例制得的抛光液对同一批次的瓷砖进行抛光，抛光工序如下：
在同一产线上，利用纳米抛光机对瓷砖表面进行打磨抛光，在打磨过程中，先将现配的涂覆在瓷砖表面，利用磨料对瓷砖表面进行抛磨；其中，所述纳米抛光机的抛磨盘其公转速度为90-135r/min，安装在抛磨盘上的磨料其自转速度为900-1100r/min；如无特殊说明，所述抛光纳米液的添加量为30g/m2。
表2 为各实例瓷砖与磨料性能测试数据
| 瓷砖表面的抛光效果 | 磨料上蜡渣的情况 | 磨料利用率（平方/个） | |
| 实施例1 | 瓷砖表面镜面透感高、防污性能较好 | 磨料表面的蜡渣结块明显减少，蜡渣的质地柔软 | 1300 |
| 实施例2 | 瓷砖表面镜面透感高、防污性能好 | 磨料表面无蜡渣结块 | 1550 |
| 实施例3 | 瓷砖表面镜面透感高、防污性能好 | 磨料表面无蜡渣结块 | 1450 |
| 对比例1 | 瓷砖表面有明显磨花痕迹，镜面透感差，防污效果差 | 磨料表面的蜡渣结块明显，蜡渣的质地硬 | 850 |
| 对比例2 | 瓷砖表面有少量磨花痕迹，镜面透感差，防污效果差 | 磨料表面的蜡渣结块较多，蜡渣的质地较硬 | 950 |
| 对比例3 | 瓷砖表面有少量磨花痕迹，镜面透感差，防污效果差 | 磨料表面的蜡渣结块较多，蜡渣的质地较硬 | 980 |
| 对比例4 | 瓷砖表面有明显磨花痕迹，镜面透感较差，防污效果差 | 磨料表面的蜡渣结块明显，蜡渣的质地硬 | 910 |
| 对比例5 | 瓷砖表面有明显磨花痕迹，镜面透感较差，防污效果差 | 磨料表面的蜡渣结块明显，蜡渣的质地硬 | 890 |
| 对比例6 | 瓷砖表面有明显磨花痕迹，镜面透感较差，防污效果差 | 磨料表面的蜡渣结块明显，蜡渣的质地硬 | 925 |
| 对比例7 | 瓷砖表面有少量磨花痕迹，镜面透感较差，防污效果一般 | 磨料表面蜡渣结块部分变软 | 1210 |
| 对比例8 | 瓷砖表面有少量磨花痕迹，镜面透感较差，防污效果一般 | 磨料表面蜡渣结块部分变软 | 1080 |
| 对比例9 | 瓷砖表面基本无磨花痕迹，镜面透感较高，防污效果一般 | 磨料表面无蜡渣结块 | 1340 |
| 对比例10 | 瓷砖表面有镜面透感、但防污性下降 | 磨料表面有少量蜡渣结块，质地偏硬 | 1105 |
| 对比例11 | 瓷砖表面有镜面透感、但防污性下降 | 磨料表面有少量蜡渣结块，质地偏硬 | 1175 |
其中，瓷砖表面的抛光效果是指各实例经过抛磨后，观察瓷砖砖面的透亮效果和防污效果。磨料上蜡渣的情况是指各实例经过抛磨后，观察抛磨头上磨料的结块情况，蜡渣结块是否减少，是否变软等。磨料利用率是指抛磨头上的需更换磨料时，该磨料已抛磨瓷砖的平方数量，瓷砖的平方数量越大，说明磨料利用率越高，磨料损耗越小。
如上表所示，本申请制得的纳米液能够有效解决现有抛光液在抛光磨头的磨料上蜡渣结块的问题，避免在抛磨过程中划伤瓷砖的砖面，提高了抛光打蜡效果，另一方面也减少了抛磨头上磨料的频繁更换，延长磨料的利用率和使用寿命。
对比例1不添加本申请的水性硅油的纳米液配方为现有生产线上常用的配方，由于丙烯酸树脂的粘接性较强，导致蜡渣较硬，因此，瓷砖表面有明显磨花痕迹，镜面透感差，防污效果差。
与对比例2-3相比，本申请水性硅油的用量过大或者过小，均对于蜡渣变软效果产生一定影响，水性硅油的优选用量为水性硅油0.4-1%。
与对比例4-6相比，选用了甲基硅油、甲基苯基硅油、含腈硅油等硅油代替本申请所选的氨基改性硅油或聚醚改性硅油，测试结果显示，瓷砖表面有明显磨花痕迹，镜面透感较差，防污效果差，说明了氨基改性硅油或聚醚改性硅油能够改善蜡渣的柔软性。
与对比例7-8相比，选用了棠邑公司提供的牌号为JF-802A的氨基改性硅油以及美斯得公司提供的牌号为MSD-9103的聚醚改性硅油代替本申请陶氏道康宁化学牌号为OFX-0193DE的聚醚改性硅油和瓦克公司牌号为WETSOFT NE810的氨基改性硅油，测试结果显示，磨料表面蜡渣结块部分变软，说明了陶氏道康宁化学牌号为OFX-0193DE的聚醚改性硅油和瓦克公司牌号为WETSOFT NE810的氨基改性硅油能够有效改善蜡渣的柔软性。
与对比例9相比，纳米液配方不添加丙烯酸树脂，测试结果显示，瓷砖表面基本无磨花痕迹，镜面透感较高，防污效果一般。由于不添加丙烯酸树脂，蜡渣质地较软，本发明所选的改性硅油能够很好改善蜡渣的质地，然而纳米液缺少丙烯酸树脂则影响产品的镜面透感与防污效果。
与对比例10-11相比，抛光纳米液的添加量过多或者过少，均对于蜡渣变软效果产生一定影响，抛光纳米液的优选添加量为20-40g/m2。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种使磨料蜡渣变软的抛光纳米液，其特征在于，包括如下重量百分数计的组分：硅溶胶40-60%、无机酸0.4-0.6%、丙烯酸树脂0.1-0.8%、水性硅油0.4-1%、余量为水；
所述硅溶胶由至少一种粒径的硅溶胶组成，具体包括粒径范围为95-110nm的硅溶胶、粒径范围为60-80nm的硅溶胶、粒径范围为8-30nm的硅溶胶中的一种或者两种以上的混合物；
所述丙烯酸树脂选自甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯共聚物、丙烯酸酯和苯乙烯共聚物其中的一种；
所述水性硅油选自陶氏道康宁化学牌号为OFX-0193DE的聚醚改性硅油或瓦克公司牌号为WETSOFT NE810的氨基改性硅油。
2.如权利要求1所述的使磨料蜡渣变软的抛光纳米液，其特征在于，包括如下重量百分数计的组分：硅溶胶48-55%、无机酸0.45-0.55%、丙烯酸树脂0.2-0.5%、水性硅油0.5-0.8%、余量为水。
3.如权利要求1所述的使磨料蜡渣变软的抛光纳米液，其特征在于，包括如下重量百分数计的组分：硅溶胶50%、无机酸0.5%、丙烯酸树脂0.3%、水性硅油0.5%、余量为水。
4.如权利要求1-3任一项所述的使磨料蜡渣变软的抛光纳米液，其特征在于，所述无机酸选自硼砂、硼酸、草酸中的一种或两种以上的混合物。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的使磨料蜡渣变软的抛光纳米液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）母液的制备：按重量百分数计，称量如下组分：硅溶胶40-60%、无机酸0.4-0.6%、丙烯酸树脂0.1-0.8%、余量为水；在瓷砖抛光打磨前，将上述组分均匀混合，得到母液；
（2）滴加水性硅油：称量重量百分数为0.4-1%的水性硅油，将水性硅油滴入步骤（1）得到的母液中，混合均匀，得到抛光纳米液。
6.一种使磨料蜡渣变软的抛光方法，包括如下步骤：
（1）在瓷砖抛光打磨前，配置如权利要求1-4任一项所述的抛光纳米液，抛光纳米液不得静置过夜；
其中，母液的制备：按重量百分数计，称量如下组分：硅溶胶40-60%、无机酸0.4-0.6%、丙烯酸树脂0.1-0.8%、余量为水；在瓷砖抛光打磨前，将上述组分均匀混合，得到母液；滴加水性硅油：称量重量百分数为0.4-1%的水性硅油，将水性硅油滴入母液中，混合均匀，得到抛光纳米液；
（2）利用纳米抛光机对瓷砖表面进行打磨，在打磨过程中，将抛光纳米液涂覆在瓷砖表面，利用磨料对瓷砖表面进行抛磨；
其中，所述纳米抛光机的抛磨盘其公转速度为90-135r/min，安装在抛磨盘上的磨料其自转速度为900-1100r/min；所述抛光纳米液的添加量为20-40g/m2。
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