專利名稱：一種乳液型陶瓷防污劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種乳液型陶瓷防污劑。
背景技術：
近年來，瓷質拋光磚廣泛地應用于家庭居室和公共場所的地面裝修上。但由于瓷質拋光磚在鋪貼和使用過程中易被污垢沾附在磚表面，滲入磚體表面微孔中造成污染，影響拋光磚的外觀。針對這一問題,2005開始，行業內創立了一種“超潔亮技術”。“超潔亮技術”是利用機械壓力在陶瓷拋光磚表面形成一層具有特殊防護功能且結構穩定的納米級保護層的新工藝技術，最后涂上一層高分子有機硅類的陶瓷防污劑。這樣不僅大大地提高了拋光磚表面的光澤度，而且還使磚面形成一種疏水疏油結構，提高其防污性能。目前市面上所使用的有機硅陶瓷防污劑多數是以石油溶劑為溶劑、高分子有機硅類為主體原料的基本配方，其中石油溶劑的質量分數約占70 90%。這種防污劑存在以下缺點:(1)防污劑涂抹到拋光磚表面后，石油溶劑迅速揮發到空氣中，僅僅起到一種載體作用，這對資源造成了很大的浪費；(2)石油溶劑作為一種緊缺性資源，且價格昂貴，不符合國家提倡的節能降耗政策，且會大大地提高產品成本；(3)石油溶劑揮發到空氣中，會對空氣造成一定的污染；(4)石油溶劑屬于一種易燃易爆類危險品，會對產品的運輸和使用造成很大的安全隱患。因此，近兩年來行業內開始研發一種新型的乳液型防污劑，其完全使用水作溶劑，用乳化劑將高分子有機硅材料分散在水中制得，而不使用任何有機溶劑。用水來代替石油溶劑，不僅節省了大量的生產成本，而且還完全解決了產品在運輸和使用時的安全隱患問題。現在已有部分廠家使用該類新型防污劑，但從市場的反映情況來看，存在以下問題:(I)穩定性問題。穩定性問題主要歸結為兩方面，一方面是指乳液本身的乳化問題，由于該類防污劑配方比有機溶劑型防污劑復雜得多，由高分子有機硅材料和多種助劑組成，容易在存放和使用過程中導致破 乳分層，影響防污劑的使用效果；另一方面是指該類乳化劑主要使用硅烷偶聯劑作為固化劑來提高其防污性能，但硅烷偶聯劑的化學性質活潑，且在水中會發生水解反應，從而大大地縮短了乳液的保質期，使之不能長期穩定的使用。(2)防污性能問題。由于水的表面張力較大，且滲透力比石油溶劑小，不利于防污劑的活性物質滲透到磚面的微孔上，因此造成防污性能不達標，使其使用受到了極大的限制。(3)使用性問題。對于某些微晶磚來說，乳液型防污劑涂在磚面上后，容易在磚面發生收縮現象，致使其在磚面上分布不均勻，易發生“粘磚”現象；對于磚質較差的拋光磚來說，一般的乳液防污劑很難達到防污要求；乳液的用量控制是非常重要的，過多或過少都會極大地影響其使用效果。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的是提供一種以水作溶劑，穩定性和防污性能優異且具有普遍使用性的乳液型防污劑。
本發明所述乳液型陶瓷防污劑以水作為溶劑，其基本組成和質量分數為:
含氫娃油:5 20%
甲基硅油:2 10%
輕基娃油:0.5 5%
107硅橡膠:2 10%
乳化劑:0.5 3%
胺類固化劑:0.2 1%
有機酸:0.2 1%。乳液型防污劑的生產工藝如下:
先把高分子含氫硅油、甲基硅油、羥基硅油、107硅橡膠和乳化劑加入到乳化反應池中，加水乳化，最后再加入胺類固化劑和有機酸，得到成品。本發明易于生產，各種性能優異，具有以下優點:
(I)采用多種不同功能的有機硅材料復配乳化，使乳液具有優良的防污性、穩定性和使用性。在本發明的配方中，使用了多種具有不同性能的有機硅材料進行復配，達到多方面的功能。其中以含氫硅油為 主，由于含氫硅油在胺類固化劑的催化作用下，低溫可交聯成膜，在拋光磚表面微孔形成一層防水防油膜，是防污劑的主要成分；羥基硅油由于其本身具有羥基基團，不僅可以在催化劑的作用下與含氫硅油反應，在磚面的微孔上形成一層保護膜，從而提高其防污性能，而且還可以起到助乳化作用，可明顯提高乳液的穩定性和減少乳化劑的用量；107硅橡膠由于其具有高粘度和易成膜的特性，可以起到調節防污劑膜層的粘度和提高防污劑膜層的成膜性，從而有效地防止了乳污劑在作用過程中的“粘磚”現象，使防污劑具有較好的使用性；另外甲基硅油也對乳液的穩定性和防污性起著非常重要的作用。這些高分子有機硅材料就像一個有機的整體，在乳液型防污劑中發揮著各自的作用，缺一不可。(2)采用了胺類固化劑，在保證乳液具有較長保質期的情況下，明顯地提高了乳液的防污性能，而且還可以簡化其生產工藝。目前市場上主要使用硅烷偶聯劑作為乳液型防污劑的固化劑，這類固化劑與含氫硅油的反應十分劇烈，而且其本身在水中會發生劇烈的水解反應，這就很容易導致乳液在生產或使用過程中形成凝膠。雖然可以在生產時添加大量的酸來抑制其反應，但酸的抑制作用只是暫時的。因此添加硅烷偶聯劑的乳液保質期非常短，而且該固化劑的添加工序比較復雜，難以控制。也有部分廠家沒有使用固化劑，但乳液的防污性較差。針對以上問題，本發明創新地使用胺類固化劑，這種固化劑的活性較低，不但在空氣和水溶液中十分穩定，而且該固化劑的添加工序比較簡單，易控制。在生產乳液時，只需先用一定量的水把固化劑進行稀釋，然后在生產的后段把固化劑的稀釋液直接倒入到反應池中即可。添加了固化劑的乳液不僅明顯地提高其防污性能，而且乳液可保證長時間的穩定:密封的瓶裝樣品在60°C的恒溫烘箱中放置一個月、室外放置6個月均可保持穩定狀態。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步詳細說明。
本發明的主要成分為水、含氫硅油、羥基硅油、甲基硅油、107硅橡膠、胺類固化齊U、乳化劑和有機酸等，此外，還可以根據需要添加少量的防腐劑。本發明的溶劑最好選用去離子水。含氫娃油和輕基娃油的含氫量和輕基含量分別選用1.55 1.6%和6 9%為最佳，這樣可使防污劑具有優異的防污性和穩定性。甲基硅油可選用lOOmm2.^^1、或者350mm2*s \或者500mm2*s \或者1000mm2*s S這4種粘度的甲基硅油均可保證防污劑的防污性和鋪展性。107硅橡膠選用1000mm2*s \或者3000mm2*s \或者10000mm2*s S或者20000^1^8^,107硅橡膠的粘度過小，會影響防污劑的鋪展性，而過大，會影響防污劑的防污性。固化劑是一種具有反應性基團的胺類有機物，加入這類固化劑不僅可保證防污劑的防污能力，而且還可以促進有機硅材料與磚面的附著力。乳化劑選用非離子型乳化劑，如脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、斯潘系列和吐溫系列等。這些非離子乳化劑可單獨使用，但最好復配使用，因為復配乳化劑在乳化和分散時具有效率高、用量少和效果好的優點。選擇乳化劑時，既要考慮到乳化劑的親水親油平衡值，即HLB值，還要顧及乳化劑和分散相與分散介質的親和性，HLB值以10 13為最佳。因為乳化劑具有一定的親水性，會對乳液的防污效果產生不良影響，所以在防污劑體系中，在保證乳液的穩定性的前提下，乳化劑的用量越少越好。為減少乳化劑的用量，本發明還在乳化劑中可添加陰離子型乳化劑，如脂肪醇醚硫酸鈉、直鏈烷基苯磺酸鈉和脂肪醇硫酸鈉等。在添加了少量的陰離子型乳化齊U的情況下，使用少量的乳化劑就可生產出穩定的乳液。作為乳化劑的最佳配方，乳化劑最好由非離子型乳化劑和陰離子型乳化劑復合而成，其中，陰離子型乳化劑的用量在乳化劑中的質量分數為0.05 0.5%，而且非離子型乳化劑由兩種非離子型乳化劑復合而成。非離子型乳化劑和陰離子型乳化劑復合后，在防污劑中的質量分數為0.5 3%。由于乳液中含氫硅油的含氫量直接影響其防污性能，因此本發明添加少量的酸來抑制含氫硅油中氫的損失。無機酸因其酸度較大，易對人和生產設備帶來腐蝕作用，所以宜采用有機酸作為穩定含氫量的添加劑。本發明的乳液型防污劑可用下述方法制備:先把一定量的含氫硅油、羥基硅油、甲基硅油、107硅橡膠、乳化劑和助劑等加入到乳化反應池中，加水乳化，最后再加入胺類固化劑和有機酸，得到成品。其中乳化機采用常規懸掛式或管線式乳化機等均可。本發明乳液型防污劑的使用方法可以是一邊在陶瓷板材表面滴加乳液型防污劑，一邊使用低轉速低壓力拋光機打磨，利用磨盤旋轉，將防污劑更好地滲入表面毛孔，并且均勻一致。當水揮發掉以后，硅油有效物質停留在陶瓷板材表面，滲入未被納米拋光液填滿的細微毛孔，并在表面形成一層防水防油膜層，發揮防污的作用。下面列舉幾種本發明乳液型防污劑的具體組成和制作方法:
實施例1:
取含氫硅油10%，羥基硅油3%，甲基硅油(350臟2*8 1)4%，107硅橡膠(10000mm2*s 02%，乳化劑烷基酚聚氧乙烯醚(0P-10) 1%，脂肪醇醚硫酸鈉0.03%加入到反應池里，在攪拌下分批緩慢加入水78.52%，最后加入固化劑乙二胺0.4%和檸檬酸1%，得到穩定的乳液。為 了增加乳液的儲存時間，可在乳液中加入防腐劑，其量為0.05%。按以上方法制成的乳液型陶瓷防污劑在離心機以3000r/min離心20分鐘不分層；密封的瓶裝樣品在60°C的恒溫烘箱中放置一個月、室外放置6個月均可保持穩定狀態。實施例2:取含氫硅油12%，羥基硅油2%，甲基硅油(500mm2.s 05%, 107硅橡膠(3000mm2*s ')3%，乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3和AEO-9分別為0.3和0.8%和十二烷基苯磺酸鈉
0.1%加入到反應池里，在攪拌下分批緩慢加入水75.75%，最后加入固化劑N-亞硝基二乙胺
0.5%和檸檬酸0.5%，得到穩定的乳液。為了增加乳液的儲存時間，可在乳液中加入防腐劑，其量為0.05%。按以上方法制成的乳液型陶瓷防污劑在離心機以3000r/min離心20分鐘不分層；密封的瓶裝樣品在60°C的恒溫烘箱中放置一個月、室外放置6個月均可保持穩定狀態。實施例3:
取含氫硅油7%，羥基硅 油5%，甲基硅油(350mm2.s 02%，107硅橡膠(3000^^8^)2%,107硅橡膠(10000mm2.s O 2%，Tween-80乳化劑0.4%, Span-80乳化劑0.8%和十二烷基苯磺酸鈉0.2%加入到反應池里，在攪拌下分批緩慢加入水79.1%，最后加入N-亞硝基二乙胺
0.45%和冰乙酸1%，得到穩定的乳液。為了增加乳液的儲存時間，可在乳液中加入防腐劑，其量為0.05%。按以上方法制成的乳液型陶瓷防污劑在離心機以3000r/min離心20分鐘不分層；密封的瓶裝樣品在60°C的恒溫烘箱中放置一個月、室外放置6個月均可保持穩定狀態。
權利要求
1.一種乳液型陶瓷防污劑，其特征是:所述防污劑以水作溶劑，其基本組成和質量分數為: 含氫娃油:5 20% 甲基硅油:2 10% 輕基娃油:0.5 5% 107硅橡膠:2 10% 乳化劑:0.5 3% 胺類固化劑:0.2 1% 有機酸:0.2 1%。
2.如權利要求1所述的乳液型陶瓷防污劑，其特征是:所述含氫硅油的含氫量為1.55 1.6%ο
3.如權利要求1所述的乳液型陶瓷防污劑，其特征是:羥基硅油的羥基含量為6 9%。
4.如權利要求1所述的乳液型陶瓷防污劑，其特征是:所述甲基硅油的粘度為100mm2*s \ 或 350mm2.s S 或 500mm2*s \ 或 1000mm2.s 、
5.如權利要求1所述的乳液型陶瓷防污劑，其特征是:所述107硅橡膠的粘度為1000mm2*s \ 或 3000mm2*s S 或 10000mm2*s \ 或 20000mm2's ~、
6.如權利要求1所述的乳液型陶瓷防污劑，其特征是:所述乳化劑由非離子型乳化劑和陰離子型乳化劑復合而成，其中，陰離子型乳化劑的用量在乳化劑中的質量分數為0.05 0.5%，非離子型乳化劑由兩種非離子型乳化劑復合而成。
7.如權利要求1所述的乳液型陶瓷防污劑，其牲征是:所述胺類固化劑為乙二胺或N-亞硝基二乙胺。
8.如權利要求1所述的乳液型陶瓷防污劑，其特征是:所述有機酸為檸檬酸或冰乙酸。
9.如權利要求1所述的乳 液型陶瓷防污劑，其特征是:所述乳化劑的親水親油平衡值在10 12之間。
全文摘要
本發明公開了一種乳液型陶瓷防污劑，這種乳液型陶瓷防污劑由高分子有機硅材料、乳化劑、固化劑、酸類抑制劑和水組成。其中所述的原料的基本組成和質量分數為含氫硅油5～20%、甲基硅油2～10%、羥基硅油0.5～5%、107硅橡膠2～10%，乳化劑0.5～3%，固化劑為0.2～1%，酸類抑制劑0.2～1%，其余為水。本發明將高分子有機硅材料、乳化劑和助劑等共混，加水乳化得到一種穩定的水包油體系，并采用了胺類固化劑和酸類抑制劑，在保證乳液穩定的前提下，大大地提高了防污性能，可代替石油溶劑型防污劑使用，具有廣闊的應用前景。
文檔編號C04B41/84GK103073995SQ20121058259
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者馮競浩, 麥榮順, 陳爽 申請人:廣東一鼎科技有限公司