一种抗污纳米易洁液及其制备方法、抗污纳米易洁陶瓷的制备方法技术

本发明专利技术属于瓷砖表面抗污易洁材料领域，具体公开了一种抗污纳米易洁液及其制备方法、抗污纳米易洁陶瓷的制备方法，按照重量份数，包括40~80份小分子有机硅氧烷、10~40份羟基硅油、5~40份乙醇硅溶胶、0.1~5份催化剂、5~30份异氰酸酯硅烷、10~40份巯基硅烷偶联剂。本方面还公开了该有机硅纳米易洁液制备方法，以及该有机硅纳米易洁液制备抗污纳米易洁陶瓷的方法。本发明专利技术的抗污纳米易洁液的制备工艺简单、安全无毒、绿色环保、抗污易洁效果持久高效、使用寿命长，迎合了人们对于生活空间要求洁净舒适的追求。适的追求。适的追求。

【技术实现步骤摘要】
一种抗污纳米易洁液及其制备方法、抗污纳米易洁陶瓷的制备方法


[0001]本专利技术属于瓷砖表面抗污易洁材料领域，具体是一种抗污纳米易洁液及其制备方法、抗污纳米易洁陶瓷的制备方法。

技术介绍

[0002]在日常生活中，瓷砖沾上污垢后难以清除困扰着不少消费者，这就同色彩鲜艳的衣服上不小心沾上一块油污一样，让人难以释怀，所以瓷砖的防污抗污性能是消费者非常关心关注的。在抗污性能上，国家标准仅对釉面砖分了5个级别，但对不上釉的砖则没有明确的要求。市场上质量合格的瓷质抛光砖虽然产品吸水率比较接近，但防污能力却大相径庭，其产品防污能力不仅与封闭气孔率有关，而且还和抛光砖的其他性能有关，如气孔的结构、形状分布和连通情况等。瓷质抛光砖通过窑炉烧成，使得坯体的密度增加，但最终产品中始终存在有残余气孔，当污染物接触到抛光砖的表面时，一部分污染物就会渗入到暴露的微小气孔中，形成污点。在低温快速烧成瓷质抛光砖的坯体中，当砖坯中的粗颗粒石英含水量过高时，砖坯中就存在许多的微裂纹，在抛光过程中，使砖坯内的微裂纹都有不同程度的扩展，当污染物落到抛光砖的抛光面后，一部分污染物就会渗透到许许多多的小裂纹内，造成抛光砖防污能力差。
[0003]抛光后上防污剂是抛光砖目前使用最为广泛的一种防污措施。虽然市场上已经出现了很多牌子的防污剂，很多品牌商家在销售时也宣称自己的瓷砖是“抗污瓷砖”，然而消费者买回去才发现所谓的“抗污瓷砖”的抗污效果还远远没达到消费者的期待要求，有些甚至不但不抗污，而且还会吸污，这就是最近被炒得沸沸扬扬的“抗污瓷砖吸污”事件。所以，满足消费者对瓷砖抗污的期待值、提升瓷砖的抗污水平和长效性、开发一款耐久性优异且完全不会被污染的瓷砖是陶瓷领域研发人员亟需解决的问题。
[0004]众多研究表明，涂层的防污抗污效果与表面能、弹性模量和涂层厚度等因素有关。Brady等研究发现，当涂层表面张力越小、弹性模量越低时，污染物在涂层上的附着力就越小，越容易被剥离，防污抗污效果就越好。
[0005]有机硅是一种弹性体，容易发生形变，而且还带有憎水基团和低表面能的特性，因此使用有机硅类改性基材表面来达到基材的防污抗污作用已在诸多领域得以应用，比如家用电器、甚至海洋防污等领域。然而，有机硅表面改性在陶瓷抗污领域的研究相对较少，而且目前市场上尚未见到抗污性能非常优越的陶瓷产品；特别对于无釉砖来说，其防污抗污问题一直是行业痛点，至今未能解决。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种长效耐用、抗污效果好的有机硅纳米易洁液。
[0007]本专利技术的另一目的是提供该纳米易洁液的制备方法。
[0008]本专利技术的另一目的是提供该纳米易洁液制备抗污纳米易洁陶瓷的方法。
[0009]为达到上述目的之一，本专利技术采用以下技术方案：一种抗污纳米易洁液，按照重量份数，包括40~80份小分子有机硅氧烷、10~40份羟基硅油、5~40份乙醇硅溶胶、0.1~5份催化剂、5~30份异氰酸酯硅烷、10~40份巯基硅烷偶联剂。
[0010]进一步地，所述小分子有机硅氧烷选自六甲基二硅氧烷、六甲基二硅氮烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
[0011]进一步地，所述催化剂选自有机铋DY
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20、月桂酸铋、异辛酸铋、二月桂酸二丁基锡中的至少一种。
[0012]进一步地，所述异氰酸酯硅烷为3
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异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和/或3
‑
异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷。
[0013]进一步地，所述巯基硅烷偶联剂选自3
‑
巯丙基三甲氧基硅烷和/或3
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巯丙基三乙氧基硅烷。
[0014]进一步地，所述乙醇硅溶胶的粒径为5~10nm，它含有二氧化硅和乙醇，二氧化硅以胶体颗粒存在于乙醇中。
[0015]一种抗污纳米易洁液的制备方法，包括以下步骤：将小分子有机硅氧烷、羟基硅油、乙醇硅溶胶、催化剂、巯基硅烷偶联剂添加到反应釜中，在搅拌条件下加热至50~70℃，反应1~4小时；之后再往体系中加入异氰酸酯硅烷，再搅拌0.5~3小时，冷却后即可得到抗污纳米易洁液。
[0016]一种抗污纳米易洁陶瓷的制备方法，包括以下步骤：S1、将上述的抗污纳米易洁液涂覆于陶瓷基体表面，形成均匀的涂层；S2、对抗污纳米易洁液进行烘烤处理使其固化，得到抗污纳米易洁陶瓷。
[0017]进一步地，所述涂覆为喷涂或擦涂；所述涂层的厚度为0.1~5μm。
[0018]进一步地，所述烘烤处理的温度为150~280℃，烘烤处理的时间为2~40分钟。
[0019]该抗污纳米易洁液可以广泛应用于以下陶瓷基材：1、有釉砖：抛光砖（高光和哑光）、仿古砖、木纹砖、大理石砖、通体砖、瓷片、全抛釉、抛晶砖、微晶石砖等。
[0020]2、无釉砖：陶土广场砖、文化砖、道板砖等。
[0021]本专利技术具有以下有益效果：大部分抛光砖在抛光过程中易形成开孔的微观结构，而且砖体在高温烧结后其表面和微孔内部结构都赋予大量的活泼羟基官能团，这些微孔结构和活泼羟基官能团正是导致抛光瓷砖不耐污的主因之一。本专利技术的抗污纳米易洁液的制备过程中，亲水性纳米硅溶胶微小颗粒（粒径5~10nm）首先被有机硅小分子（硅氧烷和硅氮烷）进行表面修饰形成疏水性纳米颗粒，这些疏水型SiO2纳米颗粒对于瓷砖表面的多孔结构可以实现很好的填充作用。
[0022]异氰酸酯硅烷分子中含有异氰酸酯基和乙氧硅烷基两种不同的活泼基团，而巯基硅烷偶联剂分子中含有巯基和烷氧基两种活泼基团，可以用来偶联桥接有机分子和无机基材，增强其粘结性，提高产品的机械、抗油、抗水、抗老化等性能。异氰酸酯硅烷和巯基硅烷偶联剂在大气湿度下均可快速水解，并对易洁液中的纳米二氧化硅颗粒表面进行疏水修
饰：纳米二氧化硅的羟基和3
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异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷中乙氧基发生化学反应得到表面修饰改性的纳米二氧化硅，增加了纳米二氧化硅的抗油性和疏水性。
[0023]同时，在高温和催化剂的共同作用下，改性纳米二氧化硅中异氰酸基等活泼基团会进一步与瓷砖表面的活泼羟基反应形成共价键，相当于巯基硅烷偶联剂和异氰酸酯硅烷作为中间交联媒质将纳米二氧化硅和瓷砖链接起来，从而大大提升了纳米SiO2颗粒与瓷砖之间的粘结力和耐磨性能，从而确保了该抗污涂层的耐久性和长使用寿命。
[0024]因此，本专利技术的易洁液的高抗污性能具有半永久性，为了验证涂层的附着力，将样片放置在沸水中沸煮1h后，测定其水滴接触角依然保持在95~100
o
之间。通过PCT高加速老化试验验证，涂层的抗污性能寿命可长达20年以上。
[0025]本专利技术的抗污纳米易洁液在对瓷砖进行表面修饰改性的过程中，砖体的表面和内微孔结构的活泼羟基官能团都会同时与之反应形成Si
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O共价化学键，所以瓷砖的外表面和微孔内壁都被有机硅小分子改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗污纳米易洁液，其特征在于，按照重量份数，包括40~80份小分子有机硅氧烷、10~40份羟基硅油、5~40份乙醇硅溶胶、0.1~5份催化剂、5~30份异氰酸酯硅烷、10~40份巯基硅烷偶联剂。2.根据权利要求1所述的抗污纳米易洁液，其特征在于，所述小分子有机硅氧烷选自六甲基二硅氧烷、六甲基二硅氮烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。3.根据权利要求1所述的抗污纳米易洁液，其特征在于，所述催化剂选自有机铋DY
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20、月桂酸铋、异辛酸铋、二月桂酸二丁基锡中的至少一种。4.根据权利要求1所述的抗污纳米易洁液，其特征在于，所述异氰酸酯硅烷为3
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异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和/或3
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异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷。5.根据权利要求1所述的抗污纳米易洁液，其特征在于，所述巯基硅烷偶联剂选自3
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巯丙基三甲氧基硅烷和/或3<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志林，梁海潮，
申请(专利权)人：清远市简一陶瓷有限公司广西简一陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：