CN1492846A - 修补并修护表面的组合物以及修补表面的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含有有机酸、金属氧化物、增塑剂的修补表面的组合物。该组合物可任意含有分散剂、稠化剂和水。本发明组合物可用于石材表面，经抛光干燥，达到所需的光泽度。

Description

修补并修护表面的组合物以及修补表面的方法

相关申请：本申请享有于2001年2月20日提交、美国临时专利申请60/270,044的优先权。

声明：不存在联邦政府资助的相关研究或开发

发明背景

本发明涉及修补表面的组合物，特别是石材表面。更特别的是，本发明涉及能减少对石材表面层的去除并产生高光泽度的组合物。

技术背景

大理石是一种硬度相对较低的天然石料，因此产生了需要高级修护的划痕和其它表面损伤。此外，大理石和其它石材表面经常与普通清洁剂与磨光剂的成份发生反应。基于这些原因，必须相当小心，以维持其表面的正常外观。其它类型的石材地板，包括水磨石、菱镁石、石灰石、花岗石、和钙华石，也需要高级修护，以减少或去除划痕。

采用上蜡并抛光，在石材表面形成涂层，以增加光泽度，并修护表面的外观。然而，问题之一就是，这些类型的产品不能长期附着在石材表面；并且形成的外观更多地表现出人们不期望看到的塑料外观。

此外，多年以来，有机酸诸如草酸，已经用于“重结晶”石材表面，特别是地板。采用此工艺的缺点是，处理时间长、需要不断笨重地进行清除。例如，通常使用草酸或草酸产品，处理20-25平方英尺表面，需要大约5-15分钟。抛光时，该组合物以粉末、或浆液形式与大剂量的水共同使用。该组合物不能自然干燥，而重要的是，处理表面上会出现不期望的斑纹。后续的清除工作包括，将该产品移至地板的邻接部分，或者擦净所有的残余物。此外，在使用期间，必须不断地清除此组合物，以测定所达到的光泽度。当使用先有技术的组合物时，所遇到的重要问题有，过程中缺少控制、劳动强度大、以及施用与清除繁琐。

此外，该组合物依赖于使用表面的无机物产生效果，从而去除了部分石材表面。含有草酸组合物的实例出现在如下专利中，美国专利90,754、133,095、145,971、181,790、370,551、542,524、1,574,406、3,481,879和4,297,148。

硅氟化物，特别是硅氟化镁，已经应用于“重结晶”大理石和其它石材地板的表面，但是并不太成功。就拿恢复光泽并修补损伤来讲，该组合物的效果不如含有草酸的组合物。特别是，通常该组合物会侵蚀表面，造成相当的损伤。该组合物的实例出现在如下专利中，美国专利No5,830,536；4,738,876；和4,756,766。

有时，草酸与硅氟化物同时用于处理石材表面，例如，美国专利5,490,883公开了含有草酸与硅氟化物的石材地板组合物。然而，由于侵蚀表面与处理繁琐、处理时间长和缺少控制是其主要缺点，所以该产品具有与草酸组合物和硅氟化物组合物相同的缺点。

另外，有时也向该组合物加入作为磨蚀剂的金属氧化物，以增加抛光度。然而，业内的一些技术人员认为该抛光效果很差或根本没有效果。

总之，对于石材修补表面的组合物及其使用方法，存在着大量的缺陷。尽管先有技术的草酸组合物修补表面并产生一定光泽，但是由于劳动强度大、施用方法费时、并需要清除该组合物，使其不仅费时且花费较高，不尽人意。而且，不易控制达到的光泽度。此外，以上蜡并抛光地板涂层石材表面，尽管增加了光泽度，并修护了地板外观，但是也造成了一些难题，该涂层不能持久地附着以及令人讨厌的塑料状外观。而且，一些组合物会侵蚀表面，造成相当的损伤。此外，该组合物的施用既繁琐又费时。

因此，人们一直寻找一种修补并修护的组合物，其易于推广，可以产生所需的高光泽度，修补石材表面的划痕与凿槽，同时采取可接受的使用方法，不仅减少了人力时间与繁琐，也在一定程度上控制了光泽的效果。很显然，人们仍需要改进的修补并修护石材表面的新型组合物，其在降低了使用方法的劳动强度、并承受了反复蹬踏与过分使用同时，也产生了高光泽度。特别需要能够克服当前技术组合物缺点的、改进的修补组合物。

发明目的

本发明的一个目的是，提供一种修补并修护表面的组合物，该组合物能够克服先有技术的一些问题与缺点。本发明的另一目的是，提供了能以有效方式施用于石材表面的修补组合物。本发明的另一目的是，提供了能在石材表面产生所需高光泽度、并改善其耐久性的修补组合物。本发明的另一目的是，以可控方式在石材表面产生耐久的高光泽度。参照下文描述与附图，上述重要目的与其它重要目的将显而易见。

发明概述

本发明涉及一种含有有机酸、金属氧化物、增塑剂的修补表面组合物。该组合物还可含有分散剂。此外，该组合物可含有稠化剂。并可任意含有水。典型的组合物含有大约1-50％重量百分比的有机酸，大约1-50％重量百分比的金属氧化物，和大约0-5％重量百分比的增塑剂。

有机酸可以是草酸、乙醛酸、马来酸、水杨酸、酒石酸、乙酸及其混合物。可取的是，有机酸是草酸。可用于本发明的金属氧化物有氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化锡、二氧化硅、氧化锆、氧化锰、氧化镁及其组合。通常，金属氧化物具有特殊形式，其粒径大约1-100,000纳米，在可取实施方案中，使用粒径大约10-100纳米的金属氧化物。

本发明组合物也含有增塑剂。可用的增塑剂有伯醇、仲醇，伯碳(饱和与不饱和)羧酸、仲碳羧酸、叔碳羧酸、芳香族羧酸，和苯甲酸衍生物，磷酸衍生物及其混合物。

已经发现，该组合物可以非研磨方式修补并修护石材表面，使其具有高光泽度。

通过浇灌、喷射、喷洒、滚压等方式施用本发明组合物，用以修补或修护其表面，再将此组合物抛光干燥。

附图简述

图1说明受损石材表面的剖面图。

图2说明本发明组合物修补石材表面损伤的剖面图。

优选实施方案的详细描述

本发明涉及对处理石材表面组合物的改进，即修补并修护石材表面的组合物以及修补该石材表面的方法。本发明修补表面的组合物含有有机酸、金属氧化物、和增塑剂，将在下文详细描述。

有机酸诸如草酸、乙醛酸、马来酸、水杨酸、酒石酸、乙酸及其混合物与其它类型的酸共同使用，特别适用于本发明。特别是，当用于本组合物时，草酸能够产生满意的效果。通常，本发明组合物含有大约1-85％重量百分比的有机酸。可取实施方案中，使用大约5-60％重量百分比的有机酸。

本发明的金属氧化物对于受损表面起到了填料的作用，并起到了网状结构稳定剂或粘合剂、以及光泽增强剂的作用。此类金属氧化物，包括氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化锡、二氧化硅、氧化锆、氧化锰、氧化镁及其组合，可用于本发明的组合物。可取的是，本发明组合物含有大约1-50％重量百分比的金属氧化物。可取实施方案中，使用了大约1-25％重量百分比的金属氧化物。

特别适用的是特殊形式的金属氧化物。该金属氧化物粒径大约1-100,000纳米，可取实施方案中，使用10-10,000纳米的颗粒。特别可取实施方案中，使用粒径大约10-100纳米的金属氧化物颗粒。

本发明增塑剂可降低毛细压力，因而本发明组合物在表面干燥时，限制了裂缝的数量，并增加了可塑性，因此产生了较少的斑纹，改进了整体光泽的一致性。可以使用不同的增塑剂，包括伯醇和仲醇，例如丙醇、丙三醇；伯碳(饱和与不饱和)羧酸、仲碳羧酸、叔碳羧酸、芳香族羧酸，例如癸酸、油酸、2-甲基已酸、新癸酸和苯甲酸；苯甲酸衍生物，例如苯甲酸异癸酯；磷酸衍生物，诸如磷酸三丁氧乙酯及其混合物。本发明组合物可取地含有大约0-10％重量百分比的增塑剂。可取实施方案中，使用0.25-2.0％重量百分比的增塑剂。

本发明组合物也任意含有分散剂。分散剂是促进一种物质在另一种物质中生成并稳定的物质。该分散剂可用于本发明，由于草酸钙，使生成的大于100埃晶体最小化。人们认为，通过中和高电荷/体积比，分散剂起到稳定更小晶体的作用，因此阻止了大晶体的生成。

除了其它金属盐氧化物和/或金属盐杂质以外，碳酸钙是大理石的主要成份，而花岗石主要由二氧化硅构成。人们认为，当将本发明组合物施用于石材表面，草酸可穿过表面，与碳酸钙反应，生成草酸钙，该草酸钙填充了碳酸钙大晶体颗粒与草酸钙玻璃层(非晶体玻璃状)之间的空隙。大晶体增加了光线的散射，从而产生了较低的光泽度和波纹效果。如果加入分散剂，会使表面稳定，因为正电荷的质点相互作用，降低了大颗粒生成的机会。用于本组合物的分散剂在业内技术人员中众所周知，包括聚丙烯酸和聚膦酸酯。一种该类分散剂，ACUSOL 425N是一种来自Rhomand Haas公司的聚丙烯酸。本发明组合物可以含有大约0.10-10％重量百分比的分散剂。更可取的实施方案中，使用大约0.25-2.0％重量百分比的分散剂。

此外，稠化剂诸如 xanthum胶质，可加入本发明的组合物，以悬浮金属氧化物颗粒。可取的稠化剂是一种来自Kelco、名称为KELZAN的稠化剂。通常，稠化剂的使用范围大约是组合物的0.25-2.0％重量百分比。组合物也可以含有水。

图1说明了受损的石材表面1。表面1带有凿槽或划痕2。如图2所示，当发明组合物3用于表面1时，组合物3在划痕2中沉积晶体状颗粒，因此产生了高光泽度玻璃状表面。

已经发现，以本组合物施用于石材表面的新方法很实用。不同于先有的施用方法，在不引入添加水的情况下，先将本发明组合物用于石材表面。只有以干态使用本发明组合物时，才需要加水。接着，将该组合物遍布于表面上，再抛光干燥。如果需要达到期望的光泽度，可以重复此过程。本发明组合物能够以多种方式施用于表面，包括浇灌、喷射、喷洒、滚压等。

实例1提供了本发明的一种组合物。

              实例1

成分	重量百分比(％)
		水	76.75
ACUSOL 425N	0.25
		草酸	16.00
氧化铝	7.00

通过下列步骤制备实例1的组合物：在高速搅拌的同时，先向水中加入ACUSOL 425N；然后加入草酸，在高速搅拌下生成均匀的乳状物；最后，加入氧化铝，高速搅拌直至胶态。

表1说明了大理石地板表面试验与对照试验的结果，首先用稀释率在1-4之间的Johnson wax专业地板剥离剂(FREEDOM)剥离该大理石地板的任何抛光。接着，使用400粒度金刚砂，研磨表面，使其在测试组合物之前尽可能均匀。试验1和试验2使用实例1组合物，并采用不同的施用方式。

试验1采用行业内传统的施用方法。将大约2盎司该组合物和添加水共同施加到地板上，再使用一次性毡状物，处理5分钟。然后，使用拖布与水桶，将该组合物清除。

试验2采用新型的施用方法。先将该组合物在不加水的条件下施加到地板表面上，再使用一次性毡状物，抛光干燥。抛光干燥大约用时3分钟。

试验3的“EC大理石抛光粉”来自Eastchem Pte公司，其含有草酸和氧化锡。如标签所示，1盎司该粉末与4盎司的水共同使用。此材料经过5分钟抛光后，再用拖布与水桶去除。

使用测定20度和60度反射率的光泽计，测定初始光泽度和最终光泽度，更高的数值表明生成了更好的光泽度。基于处理表面的一致性、光泽度和清晰度，对总外观做出评价。

                                表1

试验	实例	初始光泽度20°/60°	最终光泽度20°/60°	地板面积(平方英尺)	抛光时间(分钟)	总外观(1为最优)
							1	来自表1	2/11	36/69	24	5	4
2	来自表1	2/12	41/71	24	3	1
							3	EC大理石抛光粉	2/11	54/68	24	10	4

如表1所示，虽然所有组合物都产生了合意的光泽度，但是总视觉外观的差别很大。本发明组合物采用试验2的新型施用方法，优于其它所有组合物和其施用方法。此外，其使用时间相应缩短。而且，采用抛光干燥，试验2中本发明组合物的清除最简单。

实例2提供了本发明的另一组合物。

                  实例2

成分	重量百分比(％)
		水	76.25
磷酸三丁氧乙酯	0.50
		ACUSOL 425N	0.25
草酸	16.00
		氧化铝	7.00

通过下列步骤制备实例2的组合物：在高速搅拌的同时，先向水中加入ACUSOL 425N与磷酸三丁氧乙酯；然后加入草酸，在高速搅拌下生成均匀的乳状物；最后，加入氧化铝，高速搅拌直至胶态。

表2说明了在25平方英尺的米色和白色大理石地板表面进行的试验结果，测试前用400粒度金刚砂研磨该大理石表面。将2盎司实例2的组合物浇灌该表面，再抛光干燥，完成试验1和试验3。将实例2的组合物(0.5盎司钙)喷射在该表面上，再抛光干燥，完成试验2和试验4。

                                 表2

试验	实例	初始光泽度20°/60°	最终光泽度20°/60°	地板面积(平方英尺)	抛光时间(分钟)
						1(米色地砖)	来自表2(2盎司产品)	5/26	65/92	25	3
2(米色地砖)	来自表2(0.5盎司产品)	65/92	84/98	25	1.5
						3(白色地砖)	来自表2(2盎司产品)	4/16	72/92	25	3
4(白色地砖)	来自表2(0.5盎司产品)	72/92	77/97	25	1.5

与实例1的数值相比，实例2组合物的光泽度读数明显增长。由于在施用过程中采用抛光干燥，该组合物仅需要最简单的清除。由于该组合物是抛光干燥，而不象先有的工艺过程，需要清除稀浆，察看下层表面和光泽度，因此也容易判断，为了达到所需的光泽度，是否需要再施用组合物。

实例3也提供了本发明的另一组合物。

                  实例3

成分	重量百分比(％)
		水	75.75
KELZANT	0.5
		磷酸三丁氧乙酯	0.5
ACUSOL 425N	0.25
		草酸	16.00
氧化铝	7.00

通过下列步骤制备实例3的组合物：向水中加入KELZANT，再高速搅拌直至胶态；如实例2所述，将剩余的成份加入混合物。

实例4也提供了本发明的另一组合物。

              实例4

成分	重量百分比(％)
		水	61.5
草酸	30.5
		氧化铝	7.00
KELZAN ASX	0.5
		KP.140	0.5
	100

实例4组合物的制备是通过，先向水中加入KELZAN ASX，高速搅拌下直至胶态，如实例2所述，再将剩余成份加入混合物中。

表3说明了20平方英尺米色大理石地板表面上进行的试验结果，该大理石表面在试验前经400粒度金刚砂研磨。将本发明组合物与先有技术组合物相比较。通过将实例4组合物浇灌至平面上，再抛光干燥，完成试验。

                              表3

组分	地板面积(平方英尺)	初始光泽度20°/60°	最终光泽度20°/60°
				0.5盎司本发明组合物	28	7.2/21.0	41/74
3.5盎司Pasta Blanca	20	7.7/20.2	21/55
				Terranova	20	12.4/29.1	17/46

这些实例说明了本发明组合物的一些可能的配方。尽管在具体实施方案中，已经描述了本发明的原理，但是应当清楚地理解，仅以实例的方式对其进行描述，而不是对本发明范围进行限制。

Claims (20)

1.一种修补表面的组合物，其中含有有机酸、金属氧化物、和增塑剂。

2.根据权利要求1的修补表面组合物，进一步含有分散剂。

3.根据权利要求1的修补表面组合物，进一步含有稠化剂。

4.根据权利要求1的修补表面组合物，其中含有大约1-50％重量百分比的有机酸，大约1-50％重量百分比的金属氧化物，和大约0-5％重量百分比的增塑剂。

5.根据权利要求1的修补表面组合物，进一步含有水。

6.根据权利要求1的修补表面组合物，其中有机酸选自草酸、乙醛酸、马来酸、水杨酸、酒石酸、乙酸及其混合物。

7.根据权利要求6的修补表面组合物，其中有机酸是草酸。

8.根据权利要求1的修补表面组合物，其中金属氧化物选自氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化锡、二氧化硅、氧化锆、氧化锰、氧化镁及其组合。

9.根据权利要求8的修补表面组合物，其中金属氧化物具有特殊形式，其粒径大约1-100,000纳米。

10.根据权利要求9的修补表面组合物，其中金属氧化物具有特殊形式，其粒径大约10-100纳米。

11.根据权利要求1的修补表面组合物，其中增塑剂是伯醇、仲醇，伯碳(饱和与不饱和)羧酸、仲碳羧酸、叔碳羧酸、芳香族羧酸，和苯甲酸衍生物，磷酸衍生物及其混合物。

12.一种修补表面的组合物，其中含有大约1-50％重量百分比的有机酸、大约1-50％重量百分比无机金属氧化物、和0-5％重量百分比的增塑剂。

13.根据权利要求12的修补表面组合物，进一步含有分散剂。

14.根据权利要求12的修补表面组合物，进一步含有稠化剂。

15.根据权利要求12的修补表面组合物，进一步含有水。

16.一种含有有机酸、无机金属氧化物、和增塑剂的修补表面组合物，其中所述的组合物以非研磨方式修补石材表面，使其具有高光泽度。

17.根据权利要求16的修补表面组合物，其中含有大约1-50％重量百分比的有机酸、大约1-50％重量百分比的无机金属氧化物、和0-5％重量百分比的增塑剂。

18.一种修补石材表面的方法，其中包括，先用组合物处理其表面，再将此组合物抛光干燥，使石材表面达到所需的光泽度。

19.根据权利要求18的修补石材表面的方法，其中所述组合物含有有机酸、金属氧化物、和增塑剂。

20.根据权利要求19的修补石材表面的方法，其中所述组合物含有大约1-50％重量百分比的有机酸、大约1-50％重量百分比的无机金属氧化物、和0-5％重量百分比的增塑剂。