一种改性二氧化硅晶面剂及其制备方法和应用

1.本发明属于表面护理剂领域，尤其涉及一种改性二氧化硅晶面剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.现有的大部分人造石护理剂为蜡制产品，或者产品中添加了蜡或蜡乳液。蜡作为一种高分子有机物，主要目的是提供油状光泽度和更好的抛光性能。但是，也存在堵塞微孔，透气性差；硬度低，易磨损；不防滑等问题。除此之外，目前通用的人造石护理剂多用于普通石材，并不适用于树脂基人造石英石，其主要原因是树脂基人造石英石表面由于加入了不饱和聚酯树脂等树脂粘合剂所以其表面容易形成微孔等缺陷，因此，提供一种针对树脂基人造石英石，填补树脂基人造石表面的微孔等缺陷从而达到提高人造石表面的光泽度的晶面剂显得十分必要。


技术实现要素：

3.针对现有技术不足，本发明的目的在于提出一种改性二氧化硅晶面剂及其制备方法和应用。
4.本发明的目的通过以下技术方案实现：
5.一种改性二氧化硅晶面剂的制备方法，包括如下步骤：
6.(1)将水升温至80～88℃并保温，边搅拌边加入乳化剂，加入棕榈蜡并继续搅拌至液体呈黄色，再加入氟硅酸镁，搅拌均匀保持温度不变得到溶液1；
7.(2)取二氧化硅粉末，加入无水乙醇配置成浆液，边搅拌边加热至20℃～60℃，加入酒石酸的乙醇溶液，并搅拌均匀后，蒸出乙醇，干燥至恒重后研磨，得到酒石酸改性纳米二氧化硅；
8.(3)将步骤(2)制得的酒石酸改性纳米二氧化硅加入到无水乙醇中，分散后制得浊液1，将浊液1加入到步骤(1)所述的溶液1中，搅拌1小时以后关闭加热，继续搅拌待样品自然冷却以后取出，即制得所述的改性纳米二氧化硅晶面剂。
9.优选的，步骤(1)所述乳化剂在水中的加入量占水的2.5～10wt％。
10.优选的，步骤(1)所述乳化剂为op-10乳化剂、三乙醇胺、span-80、a-20和tween-80中的至少一种。
11.优选的，步骤(1)所述棕榈蜡、氟硅酸镁和乳化剂的质量份数比分别为0.5～2.5：1～5：2.5～10。
12.优选的，步骤(2)所述二氧化硅粉末的颗粒尺寸为500nm。
13.优选的，步骤(2)所述浆液的质量百分数为20wt％。
14.优选的，步骤(2)酒石酸的乙醇溶液的质量百分数为0.5wt％。
15.优选的，步骤(2)所述酒石酸的乙醇溶液的ph为7。
16.优选的，步骤(2)所述酒石酸的乙醇溶液与浆液的体积比为25.2：10～11。
17.优选的，步骤(3)所述浊液1的质量百分数为5～13wt％。
18.优选的，步骤(3)所述将浊液1和溶液1的体积比为1～1.7:2～3。
19.上述一种改性二氧化硅晶面剂的制备方法制备得到的改性二氧化硅晶面剂。
20.上述改性二氧化硅晶面剂在制备人造石用晶面剂中的应用。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
22.酒石酸是一种无毒环保的小分子有机络合剂，其在对纳米二氧化硅进行改性时，容易与二氧化硅通过络合反应生成较为稳定的络合物，本发明用到的酒石酸改性纳米二氧化硅，其在溶液中的分散性较好，可以起到填补人造石英石表面微孔的作用，从而防止人造石表面由于微孔的存在而容易吸附灰尘等而造成其表面无光泽的问题，进而提高人造石表面的光泽度。
附图说明
23.图1为未经处理的人造石表面显微结构观察图。
24.图2为采用实施例1(水升温至86℃并保温)制备得到的晶面剂按照标准gb/t 9754处理后的人造石表面显微观察图。
具体实施方式
25.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
26.实施例所述二氧化硅的粒径为500nm。
27.实施例1
28.一种改性二氧化硅晶面剂的制备方法，包括如下步骤：
29.(1)将100ml水升温至x℃并保温，边搅拌边加入8g op-10乳化剂，加入2g棕榈蜡并继续搅拌至液体呈黄色，再加入3g氟硅酸镁，搅拌均匀后得到溶液1；
30.(2)取10g二氧化硅粉末，加入50ml无水乙醇配置成浆液，边搅拌边加热至40℃，加入126ml酒石酸的乙醇溶液(浓度为0.5wt％，ph为7)，并搅拌均匀后，蒸出乙醇，干燥至恒重后研磨，得到酒石酸改性纳米二氧化硅；
31.(3)将5g步骤(1)制得的酒石酸改性纳米二氧化硅加入到100ml无水乙醇中，分散后制得浊液1，将浊液1加入到步骤(1)所述的x℃溶液1中，搅拌1小时以后关闭加热，继续搅拌待样品自然冷却以后取出，即制得所述的改性纳米二氧化硅晶面剂。
32.步骤(1)中的“x℃”分别取80℃、82℃、84℃、86℃和88℃，然后制备得到5种改性二氧化硅晶面剂，测试这5种晶面剂对人造大理石进行晶面处理后光泽度的提升性能。测试方法按照标准gb/t 9754，人造大理石购买于湖北钊晟新材料科技有限公司的树脂基人造石英石。测试结果见表1。
33.表1光泽度提升效果一览表(一)
[0034][0035]
由表1可以知道：当温度从80℃逐渐上升到88℃时，经过晶面剂处理以后的人造石英石其光泽度均得到一定的提升。而且随着温度的上升，人造石英石的光泽度提升量呈现先增大后减小的趋势。在温度为86℃时，制备出的晶面剂对于人造石英石的光泽度的提升效果最好，使人造石英石的光泽度从5.32提升到69.7。
[0036]
实施例2
[0037]
一种改性二氧化硅晶面剂的制备方法，包括如下步骤：
[0038]
(1)将100ml水升温至86℃并保温，边搅拌边加入8g op-10乳化剂，加入1g棕榈蜡并继续搅拌至液体呈黄色，再加入yg氟硅酸镁，搅拌均匀后得到溶液1；
[0039]
(2)取10g二氧化硅粉末，加入50ml无水乙醇配置成浆液，边搅拌边加热至40℃，加入126ml酒石酸的乙醇溶液(浓度为0.5wt％，ph为7)，并搅拌均匀后，蒸出乙醇，干燥至恒重后研磨，得到酒石酸改性纳米二氧化硅；
[0040]
(3)将5g步骤(1)制得的酒石酸改性纳米二氧化硅加入到100ml无水乙醇中，分散后制得浊液1，将浊液1加入到步骤(1)所述的86℃的溶液1中，搅拌1小时以后关闭加热，继续搅拌待样品自然冷却以后取出，即制得所述的改性纳米二氧化硅晶面剂。
[0041]
步骤(1)中的“yg”分别取1g、2g、3g、4g和5g，然后制备得到5种改性二氧化硅晶面剂，测试这5种晶面剂对人造大理石进行晶面处理后光泽度的提升性能。测试步骤和条件同实施例1，测试结果见表2。
[0042]
表2光泽度提升效果一览表(二)
[0043][0044]
由表2可知：在氟硅酸镁含量为3g时，晶面剂的效果达到最好，在其含量超过3g以后，石材表面光泽度的提升程度并没有随着其含量的增加而有所提高。
[0045]
实施例3
[0046]
一种改性二氧化硅晶面剂的制备方法，包括如下步骤：
[0047]
(1)将100ml水升温至86℃并保温，边搅拌边加入8g op-10乳化剂，加入zg棕榈蜡并继续搅拌至液体呈黄色，再加入3g氟硅酸镁，搅拌均匀后得到溶液1；
[0048]
(2)取10g二氧化硅粉末，加入50ml无水乙醇配置成浆液，边搅拌边加热至40℃，加入126ml酒石酸的乙醇溶液(浓度为0.5wt％，ph为7)，并搅拌均匀后，蒸出乙醇，干燥至恒重
后研磨，得到酒石酸改性纳米二氧化硅；
[0049]
(3)将5g步骤(1)制得的酒石酸改性纳米二氧化硅加入到100ml无水乙醇中，分散后制得浊液1，将浊液1加入到步骤(1)所述86℃的溶液1中，搅拌1小时以后关闭加热，继续搅拌待样品自然冷却以后取出，即制得所述的改性纳米二氧化硅晶面剂。
[0050]
步骤(1)中的“zg”分别取0.5g、1g、1.5g、2.0g和2.5g，然后制备得到5种改性二氧化硅晶面剂，测试这5种晶面剂对人造大理石进行晶面处理后光泽度的提升性能。测试步骤和条件同实施例1，测试结果见表3。
[0051]
表3光泽度提升效果一览表(三)
[0052][0053]
由表3可知：随着棕榈蜡含量的增加，晶面剂的效果也随之变好，对于人造石材表面光泽度的提升度越来越高，在棕榈蜡含量为2g时晶面剂的作用效果达到最好，石材表面光泽度从5.32提高到62.5。
[0054]
实施例4
[0055]
一种改性二氧化硅晶面剂的制备方法，包括如下步骤：
[0056]
(1)将100ml水升温至86℃并保温，边搅拌边加入8g op-10乳化剂，加入2g棕榈蜡并继续搅拌至液体呈黄色，再加入3g氟硅酸镁，搅拌均匀后得到溶液1；
[0057]
(2)取10g二氧化硅粉末，加入50ml无水乙醇配置成浆液，边搅拌边加热至40℃，加入126ml酒石酸的乙醇溶液(浓度为0.5wt％，ph为7)，并搅拌均匀后，蒸出乙醇，干燥至恒重后研磨，得到酒石酸改性纳米二氧化硅；
[0058]
(3)将mg步骤(1)制得的酒石酸改性纳米二氧化硅加入到100ml无水乙醇中，分散后制得浊液1，将浊液1加入到步骤(1)所述的86℃溶液1中，搅拌1小时以后关闭加热，继续搅拌待样品自然冷却以后取出，即制得所述的改性纳米二氧化硅晶面剂。
[0059]
步骤(2)中的“mg”分别取5g、7g、9g、11g和13g，然后制备得到5种改性二氧化硅晶面剂，测试这5种晶面剂对人造大理石进行晶面处理后光泽度的提升性能。测试步骤和条件同实施例1，测试结果见表4。
[0060]
表4光泽度提升效果一览表(四)
[0061][0062]
由表4可看出：当改性二氧化硅的含量为7g时，晶面剂的效果达到最好，人造石材
的表面光泽度从5.32增加到67.5，而随着改性二氧化硅含量的继续增加，晶面剂的效果并没有再继续变好，而且晶面剂的状态也发生了变化，从溶液慢慢变成了膏状。
[0063]
图1为未经处理的人造石表面显微结构观察图，图2为采用实施例1(水升温至86℃并保温)制备得到的晶面剂按照标准gb/t 9754处理后的人造石表面显微观察图。由图1～2可知：未经处理的的人造大理石可以明显的看到表面存在着孔洞，而经过晶面剂处理以后的人造大理石表面较为光滑，表面孔洞被填补，而且可以看出石材表面存在块状的保护层，这对于大理石表面光泽度的提高会起到积极的作用，而且避免了人造石会因为表面存在孔洞而容易吸附灰尘等而造成其表面无光泽的问题。
[0064]
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范。