基于仿生矿化技术的瓷砖修复方法技术

本发明专利技术涉及瓷砖表面修复技术领域，具体公开一种基于仿生矿化技术的瓷砖修复方法，以无机硅酸盐及微量正硅酸乙酯作为前驱体，以不同分子量聚多胺作为诱导分子，以磷酸铝作为粘结剂，以水溶性氨基酸作为二氧化硅结晶的分子开关，形成复合溶胶。将此溶胶涂覆在经过预处理的瓷砖基底上，伯铵盐型阳离子聚合物分子富集于瓷砖破损处诱导二氧化硅前驱体水解结晶，并自组装形成二氧化硅与聚多胺复合多孔层。经此溶胶处理的瓷砖，不仅其釉面得到修复，且其局部摩擦系数亦得到较大提升，因此，本发明专利技术在高效修复地面瓷砖的同时，又可以解决地面瓷砖遇水湿滑的安全难题；其成本低廉、使用过程简易、组分绿色环保。组分绿色环保。组分绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
基于仿生矿化技术的瓷砖修复方法


[0001]本专利技术涉及瓷砖修复
，特别是涉及一种基于仿生矿化技术的瓷砖修复方法。

技术介绍

[0002]玻化砖、釉面砖等各类瓷砖整洁美观，是我国应用最广，市场份额最大的地面建材之一。尽管如此，绝大多数瓷砖釉面易于磨损折旧，在使用若干年后其美观度就会大打折扣；在此情况下，其表面更是容易藏污纳垢，严重影响室内环境。根据中国建材市场数据统计，由于磨损折旧问题所造成的地面瓷砖重铺翻新率高达～25％，其造成的资源浪费与环境问题亟待解决。因此，发展高效通用的地面瓷砖修复技术具有极高的市场需求与应用前景。
[0003]然而，目前最为常见的瓷砖修复技术主要是通过人工打磨抛光破损处并涂覆环氧树脂(及其衍生物)保护层。此类方法成本高昂(瓷砖本身价格的～40
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60％)，效率低下(2
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3平米/小时)，其修复痕迹显而易见；另一方面，打磨抛光过程对瓷砖基材的损伤不言而喻，而环氧树脂涂覆过程造成的有机溶剂挥发对人体健康的危害更是巨大。根据相关商检数据，人工打磨所产生的刚性表面及其环氧树脂涂覆层更易产生磨损，其修复效果仅能维持时间～3
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6个月，需反复清理维护。所以，上述瓷砖修复技术的环保属性、处理效果、耐久度远未达到普适性的应用要求。
[0004]此外，3M等国外公司针对瓷砖修复的问题，开发出了地面修补料、胶粘剂、地面涂料等产品。然而，这些产品又会造成地面湿滑，挥发性有机物增加等新问题，目前仅适用于工业厂房等环境要求较低的应用场景；加之产品价格昂贵且使用期限较短(≤6个月)，大规模推广应用尚难实现。
[0005]在自然界中，生物体可以通过诱导分子在温和条件下构建多级有序结构的功能材料，其力学性能相当优异，例如牙齿、骨骼等。通过模拟此过程(称之为仿生矿化过程)，研究人员可以在室温条件下实现二氧化硅、羟基磷石灰、二氧化钛等材料的定向成核、生长和自组装，并以此实现一定基板界面的无痕修复。
[0006]综上所述，本专利技术基于仿生矿化技术在瓷砖釉面破损处原位生长晶化二氧化硅与诱导分子复合物，设计构建了一种性能优异、绿色环保的瓷砖无痕修复技术，同时二氧化硅与诱导分子复合物形成的多孔薄膜又可以在一定程度上提高瓷砖局部摩擦系数。因此，本专利技术的瓷砖修复方法从根本上解决现有瓷砖修复技术复杂昂贵、痕迹明显、室内污染严重、易于造成湿滑等安全隐患等问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供一种基于仿生矿化技术的瓷砖修复方法，将无机硅酸盐、正硅酸乙酯(TEOS)，不同分子量伯铵盐型阳离子聚合物，磷酸铝等作为仿生矿化溶胶原料；通过调控瓷砖基材破损处的Zeta电位，可
实现聚多胺在瓷砖破损表面的选择性吸附，首先诱导二氧化硅前驱体水解并填充于瓷砖破损处；随后，引入水溶性氨基酸，促进无定型二氧化硅结晶固化，形成莫氏硬度≥2.0的半透明二氧化硅与聚多胺复合多孔层，完成瓷砖的无痕修复。
[0008]根据上述分析，本专利技术解决其技术问题所要采用的具体技术方案是：一种基于仿生矿化技术的瓷砖修复方法，包括以下步骤：
[0009]S1：瓷砖表面电荷调控：
[0010]首先，配置前处理溶液：前处理溶液包括如下质量份的原料：无机钾盐5份～20份、表面活性剂1份～5份、果酸10份～20份、碳酸氢钠10份～20份、乙二醇0.1份～0.5份、去离子水100份～150份、阴离子型乳化剂1份～5份、硫酸钛0.1份～0.5份；溶液配制时在室温下即可，配制方式为常规方式。
[0011]然后，将配置好的前处理溶液通过雾化喷涂的方式均匀涂覆在待修复瓷砖基底表面，前处理溶液喷涂的用量与瓷砖的面积以及破损程度有关，作为优选，前处理溶液用量约为100～120mL/m2；
[0012]随后，涂覆有前处理溶液的瓷砖地面静置10min～30min，采用pH值在10～11的碳酸氢钠溶液对涂覆有前处理溶液的瓷砖基底表面进行高压冲洗；然后，采用Zeta电位仪监测瓷砖破损处的Zeta电位，直到待修复瓷砖基底的釉面破损处Zeta电位在
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20mV～
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35mV之间；如果一次涂覆和清洗不能满足Zeta电位要求，则可以进行循环涂覆和循环清洗，直到满足电位要求。本专利技术中前处理溶液作用有两个：(1)清洗瓷砖表面；(2)使瓷砖基底的釉面破损处在碱性条件下带负电，为后续带正电的聚多胺诱导分子吸附提供条件。
[0013]S2：溶胶涂覆：
[0014]首先，配置仿生矿化溶胶：仿生矿化溶胶包括如下质量份的原料：无机硅酸盐15份～30份、正硅酸乙酯(TEOS)0.1份～0.5份、纳米磷酸铝1份～5份、伯铵盐型阳离子聚合物1份～5份、碳酸氢钠1份～5份、去离子水80份～120份；其中，伯铵盐型阳离子聚合物对二氧化硅能够起到很好的矿化作用。
[0015]然后，将上述仿生矿化溶胶的原料混合后采用超声波混合设备对其处理5
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10min，对仿生矿化溶胶进行摇匀处理。摇匀的时间长短可以根据原料的多少进行调整。
[0016]随后，涂覆：将配置好的仿生矿化溶胶涂抹至步骤S1中清洗后的瓷砖基底表面，用量为50
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100mL/m2，在空气对流条件下干燥静置30
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90min，随后采用纯净水清洗瓷砖基底，祛除瓷砖基底未破损处的溶胶残留物；
[0017]S3：结晶：
[0018]首先，配置水溶性氨基酸溶液：水溶性氨基酸0.1份～0.5份、碳酸氢钠5份～10份以及纯净水100份～150份配置成水溶性氨基酸溶液，水溶性氨基酸作为二氧化硅结晶的分子开关；溶液配制时在室温下即可，配制方式为常规方式。
[0019]随后，采用水溶性氨基酸溶液充分浸润经过步骤S2中仿生矿化溶胶处理的瓷砖基底，用量为50
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100mL/m2，静置10min～40min，此处，静置时间即为浸润的时间，仿生矿化溶胶中的无定型二氧化硅前驱体结晶形成莫氏硬度≥2.0的晶化二氧化硅与聚多胺复合多孔层；然后，采用纯净水对结晶后的瓷砖基底进行冲洗，室温干燥一定时间，瓷砖修复处理完成。
[0020]本专利技术以无机硅酸盐及微量正硅酸乙酯(TEOS)作为前驱体，以不同分子量伯铵盐
型阳离子聚合物作为诱导分子，以磷酸铝作为粘结剂，以水溶性氨基酸作为二氧化硅结晶的分子开关，在瓷砖基底上形成复合溶胶。伯铵盐型阳离子聚合物分子富集于瓷砖破损处诱导二氧化硅前驱体水解结晶，并自组装形成半透明二氧化硅与聚多胺复合多孔层。经过前处理清洁和仿生矿化技术修复过程的瓷砖，在瓷砖破损处与未破损处可见光吸收特性接近，无明显色差，且肉眼可见尺度无明显形貌变化，不仅其釉面得到修复，且其局部摩擦系数亦得到较大提升，在水、乙醇等强极性液体润湿条件下具有明显的防滑效果，摩擦系数均高于国家安全标准(0.50)，因此，本技术既可以高效智能化的修复地面瓷砖，又可以解决地面瓷砖遇水湿滑的安全本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于仿生矿化技术的瓷砖修复方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：瓷砖表面电荷调控：将配置好的前处理溶液均匀涂覆在待修复的瓷砖基底表面，静置一定时间，采用pH值在10～11的碳酸氢钠溶液对涂覆前处理溶液的瓷砖基底表面进行高压冲洗，使瓷砖基底釉面破损处的Zeta电位在
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20mV～
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35mV之间；S2：溶胶涂覆：将配置好的仿生矿化溶胶涂抹至步骤S1中清洗后的瓷砖基底表面，干燥静置一定时间后，采用纯净水清洗瓷砖基底，祛除瓷砖基底未破损处的溶胶残留物；S3：结晶：采用水溶性氨基酸溶液充分浸润经过步骤S2中仿生矿化溶胶处理的瓷砖基底，静置一定时间，仿生矿化溶胶中的无定型二氧化硅前驱体结晶形成莫氏硬度≥2.0的晶化二氧化硅与聚多胺复合多孔层；采用纯净水对结晶后的瓷砖基底进行冲洗，室温干燥一定时间，瓷砖修复处理完成。2.如权利要求1所述的基于仿生矿化技术的瓷砖修复方法，其特征在于：配置步骤S1中的前处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：严勇，韩凯，
申请(专利权)人：浙江思蓝堡防滑防护科技有限公司，
类型：发明
国别省市：