CN104356827B - 一种纳米石材表面处理剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米石材表面处理剂，它包括A组分和B组分，按重量份数计，所述的A组分包括以下原料：5wt％‑10wt％草酸盐溶液1‑2份，5wt％‑10wt％氟硅酸盐溶液3‑5份，30wt％‑50wt％纯丙乳液6‑9份，水4‑9份；所述的B组分包括以下原料：15wt％‑20wt％丙烯酸树脂异丙醇溶液3‑5份，聚乙烯蜡或微晶蜡1‑2份，溶剂3‑6份。本发明所述纳米石材表面处理剂中的A、B两组分均为纳米材料，具有很好的渗透附着性能，依次用A组分、B组分进行磨抛处理，能使A组分形成的共混结晶层，和B组分形成的镜面层形成结合牢固、坚硬的表面，大大提高光泽度，有利于提高石材表面高光泽度的持久性。

Description

一种纳米石材表面处理剂及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑石材领域，具体涉及一种纳米石材表面处理剂及其制备方法。
背景技术
由于人们生活水平的提高，对居住环境的装饰也逐渐关注起来，于是各种建筑的内外墙、地面及台面大量使用了花岗岩、大理石、人造石及抛光砖、微晶石等材料。由于这些材料加工后具有高光性，使得这个建筑显得稳重、典雅、干净。
但是，这些装饰性石材长期暴露在空气中，有的甚至长期处于人来人往的公共场所，例如广场、酒店大堂等，导致石材表面受损，严重的影响了石材整体的平整性、光泽度、装饰性，因此对这类石材的表面进行人工防护，实现较长时间的装饰是非常有必要的。
目前，世界范围内意大利、西班牙在石材应用及防护方面都处于世界领先地位。石材养护领域有大量的养护材料，性能参差不齐，使用较多的还是进口的，例如K2、K3，NCL2510等系列石材镜面处理剂，一般价格都较高。而国产的一些镜面处理材料也能处理出镜面效果，但是膜层强度较差，使得其不能长时间有效的保持镜面。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种纳米石材表面处理剂，能改善石材表面结构，提高光泽度，并能较长时间保持镜面不被磨损。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
一种纳米石材表面处理剂，包括A组分和B组分，按重量份数计，所述的A组分包括以下原料：5wt％-10wt％草酸盐溶液1-2份，5wt％-10wt％氟硅酸盐溶液3-5份，30wt％-50wt％纯丙乳液6-9份，水4-9份；所述的B组分包括以下原料：15wt％-20wt％丙烯酸树脂异丙醇溶液3-5份，聚乙烯蜡或微晶蜡1-2份，溶剂3-6份。
按上述方案，所述的草酸盐为草酸钠和草酸钾中的一种或两种按任意比例的混合物。
按上述方案，所述的氟硅酸盐为氟硅酸钠、氟硅酸镁、氟硅酸铝中的一种或几种按任意比例的混合物。
按上述方案，所述的聚乙烯蜡重均分子量为2000-5000。
按上述方案，所述的微晶蜡重均分子量为500-1000。
按上述方案，所述的溶剂为异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或几种按任意比例的混合物。
按上述方案，所述丙烯酸树脂为市售BR-116，或DM-810丙烯酸树脂中的一种或两者按任意比例的混合物。
按上述方案，所述纯丙乳液为市售AcronalDS-6266ap，或BA-201纯丙乳液的一种或两者按任意比例的混合物。
本发明还提供了上述纳米石材表面处理剂的制备方法，包括如下两个步骤：
(1)制备A组分：按重量份称取以下原料：5wt％-10wt％草酸盐溶液1-2份，5wt％-10wt％氟硅酸盐溶液3-5份，30wt％-50wt％纯丙乳液6-9份，水4-9份；然后将草酸盐溶液、氟硅酸盐溶液混合后升温至40-50℃，加入纯丙乳液和水，搅拌下反应15min-45min，即得A组分；
(2)制备B组分：按重量份称取以下原料：15wt％-20wt％丙烯酸树脂异丙醇溶液3-5份，聚乙烯蜡或微晶蜡1-2份，溶剂3-6份；然后将丙烯酸树脂异丙醇溶液加热至60-80℃，搅拌下加入聚乙烯蜡或微晶蜡，保温反应4-6h，冷却至室温加入溶剂，15min-45min，即得B组分。
本发明所述纳米石材表面处理剂的应用方法，其特征在于：在已经清理油污的石材表面，先用A组分进行磨抛处理，再用B组分进行磨抛处理，A组分、B组分的用量分别为40-80g/m2、20-30g/m2，即可在石材表面形成牢固、耐磨的镜面层。其中，磨抛处理使用多功能石材处理机或翻新机，配合百洁垫进行磨抛。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明所述纳米石材表面处理剂包括A、B两组分，A、B两组分均为纳米材料，具有很好的渗透附着性能，依次用A组分、B组分进行磨抛处理，能使A组分形成的共混结晶层，和B组分形成的镜面层形成结合牢固、坚硬的表面，从而大大提高光泽度，有利于提高石材表面高光泽度的持久性；
2、A组分中含有的草酸盐、氟硅酸盐在石材磨抛的过程能与表面的碳酸盐或硅酸盐反应，从而使石材暴露出新的表面，同时被磨削下来的物质与纯丙乳液中的聚丙烯酸树脂一起形成共混结晶物被填入石材的凹处和微缝隙中，形成光滑、平整、密实的共混结晶层；
3、B组分中主要成为丙烯酸树脂，聚乙烯蜡或微晶蜡等高精蜡，其中丙烯酸树脂主要起到增光的作用，聚乙烯蜡或微晶蜡等高精蜡主要是增加镜面层的耐磨性和强度，同时也能起到一定的增光作用，B组分的作用是进一步增强A组分形成的共混结晶层，在磨削的作用能在石材表面形成一层耐磨高硬度、高光泽的膜层，使石材表面更加致密达到镜面效果，形成高光泽度的镜面层；
4、生产工艺简单，易于工业化生产。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
一种纳米石材表面处理剂，由A组分和B组分混合组成，所述的A组分包括以下原料：5g 5wt％的草酸钠溶液、15g 5wt％的氟硅酸钠溶液、30g 30wt％的AcronalDS-6266ap纯丙乳液和20g水；所述的B组分包括以下原料：15g 15wt％BR-116丙烯酸树脂异丙醇溶液、5g微晶蜡(重均分子量Mw＝500)、15g异丙醇。
上述纳米石材表面处理剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备A组分：将5g 5wt％的草酸钠溶液、15g 5wt％的氟硅酸钠溶液混合后升温至40℃，加入30g 30wt％的AcronalDS-6266ap纯丙乳液和20g水搅拌反应30min，即得A组分70g；
(2)制备B组分：将15g 15wt％BR-116丙烯酸树脂异丙醇溶液升温至60℃，搅拌下加入5g微晶蜡(Mw＝500)，保温反应4h，冷却至室温加入15g异丙醇，搅拌30min，即得B组分35g。
上述纳米石材表面处理剂应用方法为：在已经清理油污的石材表面，按照先A组分后B组分的顺序使用多功能石材处理机或翻新机，配合百洁垫进行磨抛，A组分、B组分的用量分别为40g/m2、20g/m2，即可在石材表面形成牢固、坚硬耐磨的镜面层。
实施例2
一种纳米石材表面处理剂，由A组分和B组分混合组成，所述的A组分包括以下原料：10g 10wt％的草酸钠溶液、25g 10wt％的氟硅酸钠溶液、45g 50wt％的BA-201纯丙乳液和45g水；所述的B组分包括以下原料：25g 20wt％DM-810丙烯酸树脂异丙醇溶液、10g微晶蜡(重均分子量Mw＝1000)、30g乙酸乙酯。
上述纳米石材表面处理剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备A组分：将10g 10wt％的草酸钠溶液、25g 10wt％的氟硅酸钠溶液混合后升温至50℃，加入45g 50wt％的BA-201纯丙乳液和45g水搅拌反应15min，即得A组分125g；
(2)制备B组分：将25g 20wt％DM-810丙烯酸树脂异丙醇溶液升温至80℃，搅拌下加入10g微晶蜡(Mw＝1000)，保温反应4h，冷却至室温加入30g乙酸乙酯，搅拌15min，即得B组分65g。
上述纳米石材表面处理剂应用方法为：在已经清理油污的石材表面，按照先A组分后B组分的顺序使用多功能石材处理机或翻新机，配合百洁垫进行磨抛，A组分、B组分的用量分别为80g/m2、30g/m2，即可在石材表面形成牢固、坚硬耐磨的镜面层。
实施例3
一种纳米石材表面处理剂，由A组分和B组分混合组成，所述的A组分包括以下原料：10g 10wt％的草酸钾溶液、5g 10wt％的氟硅酸镁溶液、10g 10wt％氟硅酸钠溶液、10g10wt％氟硅酸铝溶液、45g 50wt％的AcronalDS-6266ap纯丙乳液和45g水；所述的B组分包括以下原料：25g 20wt％DM-810丙烯酸树脂异丙醇溶液、10g聚乙烯蜡(重均分子量Mw＝2000)、10g乙酸乙酯、10g异丙醇、10g乙酸丁酯。
上述纳米石材表面处理剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备A组分：将10g 10wt％的草酸钾溶液、5g 10wt％的氟硅酸镁溶液、10g10wt％氟硅酸钠溶液、10g 10wt％氟硅酸铝溶液混合后升温至50℃，加入45g 50wt％的AcronalDS-6266ap纯丙乳液和45g水搅拌反应45min，即得A组分125g；
(2)制备B组分：将25g 20wt％DM-810丙烯酸树脂异丙醇溶液升温至80℃，搅拌下加入10g聚乙烯蜡(Mw＝2000)，保温反应5h，冷却至室温加入10g乙酸乙酯、10g异丙醇、10g乙酸丁酯，搅拌45min，即得B组分65g。
上述纳米石材表面处理剂应用方法为：在已经清理油污的石材表面，按照先A组分后B组分的顺序使用多功能石材处理机或翻新机，配合百洁垫进行磨抛，A组分、B组分的用量分别为60g/m2、25g/m2，即可在石材表面形成牢固、坚硬耐磨的镜面层。
实施例4
一种纳米石材表面处理剂，由A组分和B组分混合组成，所述的A组分包括以下原料：10g 10wt％的草酸钾溶液、25g 10wt％的氟硅酸铝溶液、25g 50wt％的BA-201纯丙乳液、20g50wt％的AcronalDS-6266ap纯丙乳液和45g水；所述的B组分包括以下原料：10g20wt％BR-116丙烯酸树脂异丙醇溶液和15gDM-810丙烯酸树脂异丙醇溶液、10g聚乙烯蜡(重均分子量Mw＝5000)、30g异丙醇。
上述纳米石材表面处理剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备A组分：将10g 10wt％的草酸钾溶液、25g 10wt％的氟硅酸铝溶液混合后升温至50℃，加入25g 50wt％的BA-201纯丙乳液、20g50wt％的AcronalDS-6266ap纯丙乳液和45g水搅拌反应30min，即得A组分125g；
(2)制备B组分：将10g 20wt％BR-116丙烯酸树脂异丙醇溶液和15gDM-810丙烯酸树脂异丙醇溶液升温至80℃，搅拌下加入10g聚乙烯蜡(Mw＝5000)，保温反应6h，冷却至室温加入30g异丙醇，搅拌30min，即得B组分65g。
上述纳米石材表面处理剂应用方法为：在已经清理油污的石材表面，按照先A组分后B组分的顺序使用多功能石材处理机或翻新机，配合百洁垫进行磨抛，A组分、B组分的用量分别为60g/m2、25g/m2，即可在石材表面形成牢固、坚硬耐磨的镜面层。
实施例5
一种纳米石材表面处理剂，由A组分和B组分混合组成，所述的A组分包括以下原料：3g 8wt％的草酸钾溶液、3g 8wt％的草酸钠溶液、12g 7wt％的氟硅酸铝溶液、9g 7wt％的氟硅酸镁、35g 40wt％的纯丙乳液和30g水；所述的B组分包括以下原料：20g 17wt％丙烯酸树脂异丙醇溶液、5g聚乙烯蜡(Mw＝3500)和5g微晶蜡、15g异丙醇、15g乙酸丁酯。
上述纳米石材表面处理剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备A组分：将3g 8wt％的草酸钾溶液、3g 8wt％的草酸钠溶液、12g 7wt％的氟硅酸铝溶液、9g 7wt％的氟硅酸镁、混合后升温至45℃，加入35g 40wt％的纯丙乳液和30g水搅拌反应30min，即得A组分92g；
(2)制备B组分：将20g 17wt％丙烯酸树脂异丙醇溶液升温至70℃，搅拌下加入5g聚乙烯蜡(Mw＝3500)和5g微晶蜡，保温反应5h，冷却至室温加入15g异丙醇、15g乙酸丁酯，搅拌30min，即得B组分60g。
上述纳米石材表面处理剂应用方法为：在已经清理油污的石材表面，按照先A组分后B组分的顺序使用多功能石材处理机或翻新机，配合百洁垫进行磨抛，A组分、B组分的用量分别为60g/m2、25g/m2，即可在石材表面形成牢固、坚硬耐磨的镜面层。
实施例6
一种纳米石材表面处理剂，由A组分和B组分混合组成，所述的A组分包括以下原料：10g 5wt％的草酸钾溶液、25g 10wt％的氟硅酸镁溶液、45g 40wt％的纯丙乳液和45g水；所述的B组分包括以下原料：25g 15wt％丙烯酸树脂异丙醇溶液、10g聚乙烯蜡(Mw＝4000)、30g异丙醇。
上述纳米石材表面处理剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备A组分：将10g 5wt％的草酸钾、25g 10wt％的氟硅酸镁溶液混合后升温至45℃，加入45g 40wt％的纯丙乳液和45g水搅拌反应30min，即得A组分125g；
(2)制备B组分：将25g 15wt％丙烯酸树脂异丙醇溶液升温至65℃，搅拌下加入10g聚乙烯蜡(Mw＝4000)，保温反应6h，冷却至室温加入30g异丙醇，搅拌30min，即得B组分65g。
上述纳米石材表面处理剂应用方法为：在已经清理油污的石材表面，按照先A组分后B组分的顺序使用多功能石材处理机或翻新机，配合百洁垫进行磨抛，A组分、B组分的用量分别为60g/m2、25g/m2，即可在石材表面形成牢固、坚硬耐磨的镜面层。
1、本发明实施例1-6制备的上述纳米石材表面处理剂的粒径检测
对实施例制备的纳米石材表面处理剂用英国马尔文纳米激光粒度仪进行粒度测试，检测结果见下表1。
表1.粒度测试结果
由上表1检测结果可知，实施例所得的纳米石材表面处理剂A、B组分的粒径都在1-100nm之间，属于纳米材料，具有良好的强度、渗透附着性能，A组分能很好的与石材表面破损的碳酸盐或硅酸盐反应，使其暴露出新的表面，同时被磨削下来的碎屑能与纯丙乳液一起填入石材微缝隙中，形成光滑密实的共混结晶层；在此基础上，纳米丙烯酸树脂、聚乙烯蜡或微晶蜡等高精蜡能进一步提高镜面的耐磨性、强度和光泽度。
2、本发明实施例1-6制备的上述纳米石材表面处理剂的应用测试：
石材表面处理测试：未处理石材光泽度在5-20°，将上述实施例1-6所得纳米石材表面处理剂的A组分涂于石材表面，使用多功能石材处理机或翻新机，配合百洁垫进行磨抛，再将B组分涂于石材表面，使用多功能石材处理机或翻新机，配合百洁垫进行磨抛，处理后石材表面当天光泽度的检测结果如表2所示，在酒店等公众场合使用一周、一个月后的光泽度检测结果同样列于表2中。
表2.不同石材表面处理的光泽度检测结果
由上表2的检测结果可知，经本发明纳米石材表面处理剂处理的不同石材表面的光泽度显著提高，刚处理后光泽度都在85°以上，具有很好的镜面效果；且随着时间的推移，在使用状态下，经过本发明表面处理剂处理的不同石材表面磨损较少，一个月内，光泽度变化都在10°以内，可见其具有较高的硬度及耐磨性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种纳米石材表面处理剂，其特征在于它由A组分和B组分组成，按重量份数计，所述的A组分由以下原料组成：5wt％-10wt％草酸盐溶液1-2份，5wt％-10wt％氟硅酸盐溶液3-5份，30wt％-50wt％纯丙乳液6-9份，水4-9份；所述的B组分由以下原料组成：15wt％-20wt％丙烯酸树脂异丙醇溶液3-5份，聚乙烯蜡或微晶蜡1-2份，溶剂3-6份；
所述的纳米石材表面处理剂的应用方法：在清理油污后的石材表面，先用A组分进行磨抛处理，再用B组分进行磨抛处理，A组分、B组分的用量分别为40-80g/m2、20-30g/m2，即可在石材表面形成牢固、耐磨的镜面层。
2.根据权利要求1所述的一种纳米石材表面处理剂，其特征在于所述的草酸盐为草酸钠和草酸钾中的一种或两种按任意比例的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种纳米石材表面处理剂，其特征在于所述的氟硅酸盐为氟硅酸钠、氟硅酸镁、氟硅酸铝中的一种或几种按任意比例的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种纳米石材表面处理剂，其特征在于所述的聚乙烯蜡重均分子量为2000-5000。
5.根据权利要求1所述的一种纳米石材表面处理剂，其特征在于所述的微晶蜡重均分子量为500-1000。
6.根据权利要求1所述的一种纳米石材表面处理剂，其特征在于所述的溶剂为异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或几种按任意比例的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种纳米石材表面处理剂，其特征在于所述丙烯酸树脂为市售BR-116，或DM-810丙烯酸树脂中的一种或两者按任意比例的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种纳米石材表面处理剂，其特征在于所述纯丙乳液为市售AcronalDS-6266ap，或BA-201纯丙乳液的一种或两者按任意比例的混合物。
9.权利要求1-8之一所述的纳米石材表面处理剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)制备A组分：按重量份称取以下原料：5wt％-10wt％草酸盐溶液1-2份，5wt％-10wt％氟硅酸盐溶液3-5份，30wt％-50wt％纯丙乳液6-9份，水4-9份；然后将草酸盐溶液、氟硅酸盐溶液混合后升温至40-50℃，加入纯丙乳液和水，搅拌下反应15min-45min，即得A组分；
(2)制备B组分：按重量份称取以下原料：15wt％-20wt％丙烯酸树脂异丙醇溶液3-5份，聚乙烯蜡或微晶蜡1-2份，溶剂3-6份；然后将丙烯酸树脂异丙醇溶液加热至60-80℃，搅拌下加入聚乙烯蜡或微晶蜡，保温反应4-6h，冷却至室温加入溶剂，15min-45min，即得B组分。
10.权利要求1-8之一所述的纳米石材表面处理剂的应用方法，其特征在于：在清理油污后的石材表面，先用A组分进行磨抛处理，再用B组分进行磨抛处理，A组分、B组分的用量分别为40-80g/m2、20-30g/m2，即可在石材表面形成牢固、耐磨的镜面层。
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