一种高效防龟裂抛光液及其使用方法

文档序号:1225480 发布日期:2020-09-08 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 一种高效防龟裂抛光液及其使用方法 (Efficient anti-cracking polishing solution and using method thereof ) 是由 程文静 方伟洪 刘锦凡 汤金伟 麦嘉仪 胡艺伦 李伟勇 冯俏君 于 2020-06-04 设计创作,主要内容包括:本发明涉及陶瓷砖抛光技术领域,具体涉及到一种高效防龟裂抛光液及其使用方法。其制备原料包括10~30重量份硅溶胶、0.5~2重量份助剂、0.1~3重量份分散剂、1~5重量份超弹聚合物、60~80重量份水;所述超弹聚合物的制备方法包括如下步骤:(1)在20ml DMAc中加入3.0mmol的MDI和0.8~2.0mmol的多元醇,然后在80℃下反应2~4小时后得到中间体A;(2)将中间体A冷却至室温,搅拌下滴加乙二胺,然后升温至70℃反应4小时,浓缩即得。本发明的抛光液能够显著改善抛光液对陶瓷砖表面的附着力和粘结强度,与此同时还能够显著改善陶瓷砖表面的抛光液形成的防污层在高低温交替下的龟裂与褶皱,使其在恶劣的环境下依然保持很好的涂膜层完整度和好的光泽度。(The invention relates to the technical field of ceramic tile polishing, in particular to a high-efficiency anti-cracking polishing solution and a using method thereof. The preparation raw materials comprise 10-30 parts by weight of silica sol, 0.5-2 parts by weight of auxiliary agent, 0.1-3 parts by weight of dispersing agent, 1-5 parts by weight of super elastic polymer and 60-80 parts by weight of water; the preparation method of the super elastic polymer comprises the following steps: (1) adding 3.0mmol of MDI and 0.8-2.0 mmol of polyol into 20ml of DMAc, and reacting at 80 ℃ for 2-4 hours to obtain an intermediate A; (2) and cooling the intermediate A to room temperature, dropwise adding ethylenediamine while stirring, heating to 70 ℃, reacting for 4 hours, and concentrating to obtain the intermediate. The polishing solution can obviously improve the adhesion and the bonding strength of the polishing solution to the surface of the ceramic tile, and can also obviously improve the cracking and the wrinkling of an antifouling layer formed by the polishing solution on the surface of the ceramic tile under the high-low temperature alternation, so that the antifouling layer still keeps good coating integrity and good glossiness in a severe environment.)

一种高效防龟裂抛光液及其使用方法

技术领域

本发明涉及陶瓷砖抛光技术领域,具体涉及到一种高效防龟裂抛光液及其使用方法。

背景技术

抛光砖一经问世就深受广大消费者的青睐,因其外观光洁美观,现已成为商场和民用住宅地面及门厅装饰的主要产品,常用于地板、墙壁、餐桌、办公桌等用品表面。但是由于陶瓷砖在生产过程中会在陶瓷砖内部和表面产生大量的气孔和细纹,虽然通过烧结可以消除其表面的些许气孔,但是其内部的闭口气孔在后续的抛光、研磨等工序中暴露于瓷砖表面形成容易藏污纳垢的开口气孔,使用过程中易沾染墨水、油漆、茶水、脚印等污染物,不易清洗。为了提高陶瓷砖的防污性能,目前一般可采取如下两种方式。其一是通过改变瓷砖的材料构成,或在烧结前的瓷砖表面涂布一层致密材料来提高瓷砖的玻化度,降低吸水率;二是在瓷砖抛光后涂布陶瓷防污液。

陶瓷抛光液可以在瓷砖表面形成一层吸附,这些膜由于具有憎水性使得瓷砖具有防污能力。常规抛光液基本上是以硅溶胶为主,然而由于硅溶胶中的主要成分二氧化硅在高低温下的膨胀和收缩性能与陶瓷砖表面的膨胀和收缩性能不一致,容易导致瓷砖在经过抛光处理后水冷过程中出现胀裂影响产品的良率。即便合格的产品在使用时容易因环境温度的变化而出现龟裂等问题。

发明内容

针对上述技术问题,本发明的第一方面提供了一种高效防龟裂抛光液,其制备原料包括10~30重量份硅溶胶、0.5~2重量份助剂、0.1~3重量份分散剂、1~5重量份超弹聚合物、60~80重量份水;

所述超弹聚合物的制备方法包括如下步骤:

(1)在20ml DMAc中加入3.0mmol的MDI和0.8~2.0mmol的多元醇,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至80℃,反应2~4小时后得到异氰酸酯封端的中间体A;

(2)然后将中间体A冷却至室温,在搅拌下滴加乙二胺,然后将体系的温度升至70℃反应4小时,蒸发浓缩得到所述超弹聚合物。

作为本发明的一种优选的技术方案,所述多元醇为聚醚多元醇和/或改性聚醚多元醇。

作为本发明的一种优选的技术方案,所述改性聚醚多元醇具有如下结构式:

其中x+z=(5~12),y=(8~12)。

作为本发明的一种优选的技术方案,所述MDI为功能化处理后的功能MDI,其制备方法包括如下步骤:

在20ml DMAc中加入3.0mmol的MDI和1.0~1.5mmol的功能单体,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至60~70℃,反应1~3小时后得到所述功能MDI;

所述功能单体的官能度不低于2。

作为本发明的一种优选的技术方案,所述功能单体具有如下结构式:

其中R1为脂肪族烷基链或脂肪族酯链,R2选自羟基、氨基、巯基中的一种或多种。

作为本发明的一种优选的技术方案,所述功能单体结构中的R1具有如下结构:

作为本发明的一种优选的技术方案,所述聚醚多元醇和改性聚醚多元醇的摩尔比例为(1~2.5):1。

作为本发明的一种优选的技术方案,所述聚醚多元醇数均分子量为1200~1800。

作为本发明的一种优选的技术方案,所述硅溶胶的粒径不高于30nm;优选不高于20nm。

本发明的第二个方面提供了上述的高效防龟裂抛光液的使用方法,包括如下步骤:

先对抛光砖表面打磨光滑,然后将抛光液喷涂在抛光砖表面上,并用带有毛刷的滚筒组反复打磨至少两次即得;其中每平方米的喷涂量20~40g;打磨时间为20~40s。

有益效果:本发明的抛光液与常规硅溶胶抛光液相比,能够显著改善抛光液对陶瓷砖表面的附着力和粘结强度,与此同时通过超弹聚合物特定的结构,以及其与硅溶胶之间的相互作用,够显著改善陶瓷砖表面的抛光液形成的防污层在高低温交替下的龟裂与褶皱,使其在恶劣的环境下依然保持很好的涂膜层完整度和好的光泽度。此外,本发明中特定复配的多元醇和功能化后的MDI制备得到的超弹聚合物加入到抛光液中后,还使抛光液处理后的陶瓷砖具有很好的止滑性能。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定,本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时,以本说明书中的定义为准。

本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形,意在覆盖非排它性的包括。例如,包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素,而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,当公开了范围“1至5”时,所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

此外,本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个,并且单数形式的要素或组分也包括复数形式,除非所述数量明显旨指单数形式。

本发明的第一方面提供了一种高效防龟裂抛光液,其制备原料包括10~30重量份硅溶胶、0.5~2重量份助剂、0.1~3重量份分散剂、1~5重量份超弹聚合物、60~80重量份水;

所述超弹聚合物的制备方法包括如下步骤:

(1)在20ml DMAc中加入3.0mmol的MDI和0.8~2.0mmol的多元醇,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至80℃,反应2~4小时后得到异氰酸酯封端的中间体A;

(2)然后将中间体A冷却至室温,在搅拌下滴加乙二胺,然后将体系的温度升至70℃反应4小时,蒸发浓缩得到所述超弹聚合物。

本发明中所述的DMI为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯。本发明中对制备超弹聚合物过程中采用的所述多元醇不做特殊限定,可以选用本领域技术人员所熟知的各类多元醇,例如聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚氨酯多元醇、环氧多元醇、植物油多元醇、聚烯烃多元醇、丙烯酸多元醇及乙烯基单体改性多元醇等。

作为聚醚多元醇,例如可以举出聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、聚四亚甲基醚乙二醇(PTMEG)等。

作为聚酯多元醇,例如可以举出在公知条件下使上述低分子量多元醇(优选二元醇)与多元酸反应所得的缩聚物。

在一些实施方式中,所述多元醇为聚醚多元醇和/或改性聚醚多元醇。

进一步地,所述聚醚多元醇数均分子量为1200~1800。

优选的,所述聚醚多元醇数均分子量为1800。本发明中所述的数均分子量是聚合物相对分子量的衡量参数,按照本领域技术人员所熟知的方式进行测试即可。

优选的,所述聚醚多元醇为聚四亚甲基醚乙二醇(PTMEG)。

在一些实施方式中,所述改性聚醚多元醇具有如下结构式:

Figure BDA0002523522810000041

其中x+z=(5~12),y=(8~12)。

上述改性聚醚多元醇在聚醚(如PEG、PPG、PTMEG等)作为起始剂,在碱性氢氧化物作为催化剂下,使环氧化合物(例如环氧乙烷、四氢呋喃、己内酯等)开环聚合制备得到,具体的制备方法和操作不做特殊限定,根据本领域技术人员所熟知的常规操作即可。

进一步地,所述改性聚醚多元醇结构中(x+z)链段个数为8,y链段个数为10。

申请人发现陶瓷砖在经过抛光液打磨抛光之后经过水冷过程中,容易出现陶瓷砖表面与抛光液之间的热胀冷缩不一致,从而容易造成抛光液在陶瓷砖表面形成的涂膜层自由胀裂和收缩影响陶瓷砖的综合性能。申请人发现在陶瓷抛光液配方中加入适量的超弹聚合物能够显著改善抛光液形成的防污层的龟裂与褶皱。申请人通过MDI与多元醇反应得到中间体A,而中间体A再与扩链剂乙二胺反应得到超弹聚合物。其中多元醇选用聚醚多元醇或改性聚醚多元醇,由于其结构中含量亚甲基醚链段,具有很好的柔性,有助于使超弹聚合物收到外界应力或刺激之后能够变形,从而对外界的刺激作出响应。而MDI与乙二胺形成氨酯键和大量的刚性苯环能够有序排列与聚集,形成链段锚固点,是超弹聚合物由于外界的刺激而变形后能够恢复到原来的形状。将该超弹聚合物加入到抛光液中对陶瓷砖表面进行抛光处理时,抛光液中的硅溶胶均匀填充在陶瓷表面的空隙与凹凸不平面内,而由于超弹聚合物与硅溶胶之间的相互作用下,使超弹聚合物均匀填充在硅溶胶颗粒表面及颗粒间隙之中,减小硅溶胶在成膜之后的体积变化程度,使硅溶胶在高低温环境中发生的体积变化通过超弹聚合物自身的弹性形变来抵消,使防污层在高低温环境下依然保持很好的成膜完整性和好的表面性能(例如好的光泽度等)。

此外,申请人预料不到的发现当形成超弹聚合物软段的多元醇采用聚醚多元醇和改性聚醚多元醇时,制备得到的超弹聚合物韧性和弹性得到最佳,尤其是当改性聚醚为己内酯改性聚醚多元醇,并且其结构中的己内酯链段数(x+z)为8,四氢呋喃链段数为10时,超弹聚合物与抛光液中的硅溶胶颗粒之间的相互作用达到最佳的平衡,超弹聚合物能够最大程度的减小硅溶胶的自由胀裂,从而使其在更高的温度和更低的温度下依然保持很好的完整性,保持很好的光泽度。

在一些实施方式中,所述MDI为功能化处理后的功能MDI,其制备方法包括如下步骤:

在20ml DMAc中加入3.0mmol的MDI和1.0~1.5mmol的功能单体,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至60~70℃,反应1~3小时后得到所述功能MDI;

所述功能单体的官能度不低于2。

优选的,所述功能单体的官能度为2~3。

进一步优选的,所述功能单体的官能度为3。其中的官能度是指每摩尔化合物结构中能够与异氰酸酯反应的活泼基团的摩尔数。例如乙二胺的官能度为2。

在一些实施方式中,所述功能单体具有如下结构式:

其中R1为脂肪族烷基链或脂肪族酯链,R2选自羟基、氨基、巯基中的一种或多种。

申请人在完成本发明的过程中发现,制备超弹聚合物过程中,在制备中间体A之前对MDI进行功能化处理后,所得超弹聚合物对抛光液涂膜层的抗冲击性能的改善得到显著的提升,同时又能显著改善抛光液对陶瓷砖表面的粘结力。本发明中采用官能度超过2的功能单体对MDI进行改性,从而在超弹聚合物链段之间中形成微交联结构,从而提高了抛光液膜层的弹性,改善其抗冲击能力。在完成此高兴操作的过程中,申请人发现当采用的功能单体具有对称的三支链结构的上述结构式时,抛光液的抗冲击能力得到显著改善的同时,还能显著改善抛光液对陶瓷砖表面的附着力。由于功能单体具有对称的三支链结构,每个支链末端具有活性基团,通过其每个支链末端的活性基团与MDI反应,调控功能单体与MDI之间的反应摩尔比例,反应得到异氰酸酯封端的三支链结构功能MDI。当此功能MDI与复配的聚醚多元醇和乙二胺反应后,得到的超弹聚合物具有近似多臂化合物的多个相同或近似长链结构,而且每一条链段结构比本相同,因此这些链段填充在硅溶胶颗粒表面的同时,也能更好的渗透进陶瓷砖表面的空隙中,更进一步改善硅溶胶与陶瓷砖表面的粘结力。此外,由于这种超弹聚合物结构中相同的多条长链段结构处理填充在硅溶胶颗粒表面之外,还能够随机穿插在多个硅溶胶微粒之间,将硅溶胶微粒的膨胀和收缩能够保持一致,避免形变能力不均匀而引起的防污性能的下降。

在一些实施方式中,所述功能单体结构中的R1具有如下结构:

Figure BDA0002523522810000071

进一步地,所述聚醚多元醇和改性聚醚多元醇的摩尔比例为(1~2.5):1。

进一步地,所述聚醚多元醇和改性聚醚多元醇的摩尔比例为1.8:1。

申请人发现当采用的功能单体中的R1具有相同三支链的聚酯结构时,抛光液对陶瓷砖表面进行抛光处理后再进行高低温循环实验时,陶瓷砖表面的涂膜层完整性得到进一步的改善,陶瓷砖进行高低温循环测试之后,保持很高的光泽度,尤其是当超弹聚合物制备原料中的多元醇为数均分子量为1200~1800聚醚多元醇和己内酯改性聚醚多元醇复配,而且两者的摩尔比例为(1~2.5):1时,抛光砖的高低温循环实验结果最佳。申请人推测,通过对聚醚多元醇和改性聚醚多元醇之间的结构和用量调控,在这种复配的多元醇与功能化处理后的MDI之间的协同作用下,有助于改善超弹聚合物的内聚强度,减小超弹聚合物结构中MDI与乙二胺反应形成的氨酯键硬段和聚醚结构中的软段之间的内聚能密度之间的差异,从而使抛光液涂膜层在通过更小的形变来减小硅溶胶更大的体积变化,使其在经过更高的温度处理后放置到更低的温度时,依然保持很好的表面性能,具有很高的光泽度。而当R1具有相同三支链的聚酯结构,并且超弹聚合物制备原料中的多元醇的摩尔比达到上述复配比时,聚醚链段、聚酯链段以及氨基甲酸和苯环结构之间的作用力达到一定的平衡,使抛光液涂膜层的综合性能达到最佳。

此外,申请人还发现抛光液中硅溶胶的理化参数对抛光液的上述性能有着很关键的作用,当硅溶胶的粒径太大时抛光液对陶瓷砖表面的附着力、防龟裂性能均受到较大的影响。由于超弹聚合物的多条相同链段结构,抛光液在陶瓷砖表面打磨过程中形成多个三维网络空腔,将硅溶胶均匀分散在这些空腔中,而当硅溶胶的粒径太大时,其不能被包覆在超弹聚合物形成的上述空腔中,或者破坏上述空腔结构,从而影响超弹聚合物与硅溶胶之间的相互作用。

本发明中所述硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液,由于胶体粒子微细,对基材有较强的渗透力,能通过毛细管渗透到基层内部,完全封闭毛孔,且胶体粒子表面存在较多未缩合的羟基基团,这些羟基基团与基底之间、羟基团与羟基团之间、羟基团与Si-H基团之间进行结合,在基材表面形成一层具有特殊防护功能且结构稳定的疏水疏油保护层。

在一些实施方式中,所述硅溶胶的粒径不高于30nm。

进一步地,所述硅溶胶的粒径不高于20nm。

进一步地,所述硅溶胶的粒径不高于10~20nm。

本发明中所述的硅溶胶粒径是指硅溶胶中平均粒径,可以根据本领域技术人员熟知的方法进行测试得到,例扫描电镜等。本发明中的硅溶胶可以从市面上购买得到,例如购自广东惠尔特纳米科技有限公司的HS-1430(该硅溶胶的平均粒径10~20nm;粘度(25℃,mms2/s):≤6.5;pH值(25℃):9.0~10.5)。本发明中的黏度是指运动粘度,具体可以根据本领域技术人员所熟知的方法进行测试得到,本发明中的黏度采用NDJ-79型粘度计进行测试得到其黏度。

申请人预料不到的发现,当采用特定复配的多元醇和功能化后的MDI制备得到的超弹聚合物应用到抛光液中后,可以使抛光液处理后的陶瓷砖具有很好的止滑性能。申请人推测,由于制备得到的超弹聚合物具有好的硬段和软段结构和比例的同时,还具有特定的多条相同链段结构,使抛光液形成的涂膜层具有好的触变性能。当陶瓷砖表面受到外界应力后,通过其所具备的触变性增加陶瓷砖表面的摩擦力,从而使其具有一定的止滑效果。

本发明中的所述分散剂为硅溶胶、超弹聚合物、助剂等成分充分分散在体系中,得到稳定性高的抛光液的组分,具体成分为表面活性剂。本发明中所述分散剂可以选用本领域技术人员所熟知的各类分散剂,例如非离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、复配表面活性剂等。可以列举的包括但不限于BYK-190等。

本发明中在不显著降低防污液综合性能的前提下,可以选用本领域技术人员所熟知的各类助剂,对助剂的种类选择不做特殊限定,例如可以选用滑感增强剂、透感增强剂、螯合剂、稳定剂、光度增强剂等。

本发明的第二个方面提供了上述的高效防龟裂抛光液的使用方法,包括如下步骤:

先对抛光砖表面打磨光滑,然后将抛光液喷涂在抛光砖表面上,并用带有毛刷的滚筒组反复打磨至少两次即得;其中每平方米的喷涂量20~40g;打磨时间为20~40s。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。另外,如果没有其它说明,所用原料都是市售的,其中助剂为光度增强剂,购自湖北新四海化工股份有限公司;所述分散剂为BYK-190。

实施例

实施例1:提供了一种高效防龟裂抛光液,其制备原料包括22重量份硅溶胶、0.8重量份助剂、1.7重量份分散剂、4重量份超弹聚合物、75重量份水。

所述硅溶胶为广东惠尔特纳米科技有限公司的HS-1430;所述超弹聚合物的制备方法包括如下步骤:

(1)在20ml DMAc中加入3.0mmol的MDI和1.0mmol的功能单体,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至65℃,反应2小时后得到异氰酸酯封端的中间体B;

(2)在上述中间体B中加入1.0mmol的多元醇,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至80℃,反应4小时后得到异氰酸酯封端的中间体A;

(3)然后将中间体A的体系冷却至室温,在搅拌下滴加0.55mmol乙二胺,然后将体系的温度升至70℃反应4小时,蒸发浓缩,干燥,得到所述超弹聚合物。

其中所述多元醇为聚醚多元醇和改性聚醚多元醇,其摩尔比例为1.8:1。

所述聚醚多元醇为聚四亚甲基醚乙二醇(PTMEG),其数均分子量为1800。所述改性聚醚多元醇具有如下结构式:

其中x+z=8,y=10,为聚四氢呋喃为起始剂,己内酯在碱性条件下开环聚合制备得到。

所述功能单体具有如下结构式:

其中R1具有如下结构:R2为巯基。

实施例2:提供了一种高效防龟裂抛光液,其制备原料包括22重量份硅溶胶、0.8重量份助剂、1.7重量份分散剂、4重量份超弹聚合物、75重量份水。

所述硅溶胶为广东惠尔特纳米科技有限公司的HSD(其平均粒径为30~120nm);所述超弹聚合物的制备方法包括如下步骤:

(1)在20ml DMAc中加入3.0mmol的MDI和1.0mmol的功能单体,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至65℃,反应2小时后得到异氰酸酯封端的中间体B;

(2)在上述中间体B中加入1.0mmol的多元醇,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至80℃,反应4小时后得到异氰酸酯封端的中间体A;

(3)然后将中间体A的体系冷却至室温,在搅拌下滴加0.55mmol乙二胺,然后将体系的温度升至70℃反应4小时,蒸发浓缩,干燥,得到所述超弹聚合物。

其中所述多元醇为聚醚多元醇和改性聚醚多元醇,其摩尔比例为1.8:1。

所述聚醚多元醇为聚四亚甲基醚乙二醇(PTMEG),其数均分子量为1800。所述改性聚醚多元醇具有如下结构式:

其中x+z=8,y=10,为聚四氢呋喃为起始剂,己内酯在碱性条件下开环聚合制备得到。

所述功能单体具有如下结构式:

其中R1具有如下结构:R2为巯基。

实施例3:提供了一种高效防龟裂抛光液,其制备原料包括22重量份硅溶胶、0.8重量份助剂、1.7重量份分散剂、4重量份超弹聚合物、75重量份水。

所述硅溶胶为广东惠尔特纳米科技有限公司的HS-1430;所述超弹聚合物的制备方法包括如下步骤:

(1)在20ml DMAc中加入1.5mmol的MDI和1.0mmol的多元醇,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至80℃,反应4小时后得到异氰酸酯封端的中间体A;

(2)然后将中间体A的体系冷却至室温,在搅拌下滴加0.55mmol乙二胺,然后将体系的温度升至70℃反应4小时,蒸发浓缩,干燥,得到所述超弹聚合物。

其中所述多元醇为聚醚多元醇和改性聚醚多元醇,其摩尔比例为1.8:1。

所述聚醚多元醇为聚四亚甲基醚乙二醇(PTMEG),其数均分子量为1800。所述改性聚醚多元醇具有如下结构式:

Figure BDA0002523522810000111

其中x+z=8,y=10,为聚四氢呋喃为起始剂,己内酯在碱性条件下开环聚合制备得到。

实施例4:提供了一种高效防龟裂抛光液,其制备原料包括22重量份硅溶胶、0.8重量份助剂、1.7重量份分散剂、4重量份超弹聚合物、75重量份水。

所述硅溶胶为广东惠尔特纳米科技有限公司的HS-1430;所述超弹聚合物的制备方法包括如下步骤:

(1)在20ml DMAc中加入3.0mmol的MDI和1.0mmol的功能单体,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至65℃,反应2小时后得到异氰酸酯封端的中间体B;

(2)在上述中间体B中加入1.0mmol的多元醇,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至80℃,反应4小时后得到异氰酸酯封端的中间体A;

(3)然后将中间体A的体系冷却至室温,在搅拌下滴加0.55mmol乙二胺,然后将体系的温度升至70℃反应4小时,蒸发浓缩,干燥,得到所述超弹聚合物。

其中所述多元醇为聚四亚甲基醚乙二醇(PTMEG),其数均分子量为1800。

所述功能单体具有如下结构式:

其中R1具有如下结构:R2为巯基。

实施例5:提供了一种高效防龟裂抛光液,其制备原料包括22重量份硅溶胶、0.8重量份助剂、1.7重量份分散剂、4重量份超弹聚合物、75重量份水。

所述硅溶胶为广东惠尔特纳米科技有限公司的HS-1430;所述超弹聚合物的制备方法包括如下步骤:

(1)在20ml DMAc中加入3.0mmol的MDI和1.0mmol的功能单体,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至65℃,反应2小时后得到异氰酸酯封端的中间体B;

(2)在上述中间体B中加入1.0mmol的多元醇,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至80℃,反应4小时后得到异氰酸酯封端的中间体A;

(3)然后将中间体A的体系冷却至室温,在搅拌下滴加0.55mmol乙二胺,然后将体系的温度升至70℃反应4小时,蒸发浓缩,干燥,得到所述超弹聚合物。

其中所述多元醇为改性聚醚多元醇,其具有如下结构式:

其中x+z=8,y=10,为聚四氢呋喃为起始剂,己内酯在碱性条件下开环聚合制备得到。

所述功能单体具有如下结构式:

Figure BDA0002523522810000122

其中R1具有如下结构:

Figure BDA0002523522810000123

R2为巯基。

实施例6:提供了一种高效防龟裂抛光液,其制备原料包括22重量份硅溶胶、0.8重量份助剂、1.7重量份分散剂、4重量份超弹聚合物、75重量份水。

所述硅溶胶为广东惠尔特纳米科技有限公司的HS-1430;所述超弹聚合物的制备方法包括如下步骤:

(1)在20ml DMAc中加入3.0mmol的MDI和1.0mmol的功能单体,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至65℃,反应2小时后得到异氰酸酯封端的中间体B;

(2)在上述中间体B中加入1.0mmol的多元醇,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至80℃,反应4小时后得到异氰酸酯封端的中间体A;

(3)然后将中间体A的体系冷却至室温,在搅拌下滴加0.55mmol丙二醇,然后将体系的温度升至70℃反应4小时,蒸发浓缩,干燥,得到所述超弹聚合物。

其中所述多元醇为聚醚多元醇和改性聚醚多元醇,其摩尔比例为1.8:1。

所述聚醚多元醇为聚四亚甲基醚乙二醇(PTMEG),其数均分子量为1800。所述改性聚醚多元醇具有如下结构式:

Figure BDA0002523522810000124

其中x+z=8,y=10,为聚四氢呋喃为起始剂,己内酯在碱性条件下开环聚合制备得到。

所述功能单体具有如下结构式:

Figure BDA0002523522810000131

其中R1具有如下结构:R2为巯基。

实施例7:提供了一种高效防龟裂抛光液,其制备原料包括22重量份硅溶胶、0.8重量份助剂、1.7重量份分散剂、4重量份超弹聚合物、75重量份水。

所述硅溶胶为广东惠尔特纳米科技有限公司的HS-1430;所述超弹聚合物的制备方法包括如下步骤:

(1)在20ml DMAc中加入3.0mmol的MDI和1.0mmol的功能单体,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至65℃,反应2小时后得到异氰酸酯封端的中间体B;

(2)在上述中间体B中加入1.0mmol的多元醇,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至80℃,反应4小时后得到异氰酸酯封端的中间体A;

(3)然后将中间体A的体系冷却至室温,在搅拌下滴加0.55mmol乙二胺,然后将体系的温度升至70℃反应4小时,蒸发浓缩,干燥,得到所述超弹聚合物。

其中所述多元醇为聚醚多元醇和改性聚醚多元醇,其摩尔比例为1.8:1。

所述聚醚多元醇为聚四亚甲基醚乙二醇(PTMEG),其数均分子量为1800。所述改性聚醚多元醇具有如下结构式:

其中x+z=8,y=10,为聚四氢呋喃为起始剂,己内酯在碱性条件下开环聚合制备得到。

所述功能单体为丁二醇-二(巯基丙酸酯),具有如下结构:

实施例8:提供了一种高效防龟裂抛光液,其制备原料包括22重量份硅溶胶、0.8重量份助剂、1.7重量份分散剂、4重量份超弹聚合物、75重量份水。

所述硅溶胶为广东惠尔特纳米科技有限公司的HS-1430;所述超弹聚合物的制备方法包括如下步骤:

(1)在20ml DMAc中加入3.0mmol的MDI和1.0mmol的功能单体,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至65℃,反应2小时后得到异氰酸酯封端的中间体B;

(2)在上述中间体B中加入1.0mmol的多元醇,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至80℃,反应4小时后得到异氰酸酯封端的中间体A;

(3)然后将中间体A的体系冷却至室温,在搅拌下滴加0.55mmol乙二胺,然后将体系的温度升至70℃反应4小时,蒸发浓缩,干燥,得到所述超弹聚合物。

其中所述多元醇为聚醚多元醇和改性聚醚多元醇,其摩尔比例为1.8:1。

所述聚醚多元醇为聚四亚甲基醚乙二醇(PTMEG),其数均分子量为1800。所述改性聚醚多元醇具有如下结构式:

其中x+z=8,y=10,为聚四氢呋喃为起始剂,己内酯在碱性条件下开环聚合制备得到。

所述功能单体为二乙醇胺-三(巯基丙酸酯),具有如下结构式:

Figure BDA0002523522810000142

实施例9:提供了一种高效防龟裂抛光液,其制备原料包括22重量份硅溶胶、0.8重量份助剂、1.7重量份分散剂、16重量份超弹聚合物、75重量份水。

所述硅溶胶为广东惠尔特纳米科技有限公司的HS-1430;所述超弹聚合物的制备方法包括如下步骤:

(1)在20ml DMAc中加入3.0mmol的MDI和1.0mmol的功能单体,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至65℃,反应2小时后得到异氰酸酯封端的中间体B;

(2)在上述中间体B中加入1.0mmol的多元醇,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至80℃,反应4小时后得到异氰酸酯封端的中间体A;

(3)然后将中间体A的体系冷却至室温,在搅拌下滴加0.55mmol乙二胺,然后将体系的温度升至70℃反应4小时,蒸发浓缩,干燥,得到所述超弹聚合物。

其中所述多元醇为聚醚多元醇和改性聚醚多元醇,其摩尔比例为1.8:1。

所述聚醚多元醇为聚四亚甲基醚乙二醇(PTMEG),其数均分子量为1800。所述改性聚醚多元醇具有如下结构式:

其中x+z=8,y=10,为聚四氢呋喃为起始剂,己内酯在碱性条件下开环聚合制备得到。

所述功能单体具有如下结构式:

Figure BDA0002523522810000152

其中R1具有如下结构:R2为巯基。

实施例10:提供了一种高效防龟裂抛光液,其制备原料包括22重量份硅溶胶、0.8重量份助剂、1.7重量份分散剂、4重量份超弹聚合物、75重量份水。

所述硅溶胶为广东惠尔特纳米科技有限公司的HS-1430;所述超弹聚合物的制备方法包括如下步骤:

(1)在20ml DMAc中加入3.0mmol的MDI和1.0mmol的功能单体,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至65℃,反应2小时后得到异氰酸酯封端的中间体B;

(2)在上述中间体B中加入1.0mmol的多元醇,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至80℃,反应4小时后得到异氰酸酯封端的中间体A;

(3)然后将中间体A的体系冷却至室温,在搅拌下滴加0.55mmol乙二胺,然后将体系的温度升至70℃反应4小时,蒸发浓缩,干燥,得到所述超弹聚合物。

其中所述多元醇为聚醚多元醇和改性聚醚多元醇,其摩尔比例为2.5:1。

所述聚醚多元醇为聚四亚甲基醚乙二醇(PTMEG),其数均分子量为1800。所述改性聚醚多元醇具有如下结构式:

其中x+z=8,y=10,为聚四氢呋喃为起始剂,己内酯在碱性条件下开环聚合制备得到。

所述功能单体具有如下结构式:

Figure BDA0002523522810000161

其中R1具有如下结构:R2为巯基。

实施例11:提供了一种高效防龟裂抛光液,其制备原料包括22重量份硅溶胶、0.8重量份助剂、1.7重量份分散剂、4重量份超弹聚合物、75重量份水。

所述硅溶胶为广东惠尔特纳米科技有限公司的HS-1430;所述超弹聚合物的制备方法包括如下步骤:

(1)在20ml DMAc中加入3.0mmol的MDI和1.0mmol的功能单体,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至65℃,反应2小时后得到异氰酸酯封端的中间体B;

(2)在上述中间体B中加入1.0mmol的多元醇,然后在通入氮气的氛围下将体系的温度升至80℃,反应4小时后得到异氰酸酯封端的中间体A;

(3)然后将中间体A的体系冷却至室温,在搅拌下滴加0.55mmol乙二胺,然后将体系的温度升至70℃反应4小时,蒸发浓缩,干燥,得到所述超弹聚合物。

其中所述多元醇为聚醚多元醇和改性聚醚多元醇,其摩尔比例为1.8:1。

所述聚醚多元醇为聚四亚甲基醚乙二醇(PTMEG),其数均分子量为4500。所述改性聚醚多元醇具有如下结构式:

其中x+z=8,y=10,为聚四氢呋喃为起始剂,己内酯在碱性条件下开环聚合制备得到。

所述功能单体具有如下结构式:

其中R1具有如下结构:R2为巯基。

实施例12:提供了一种高效防龟裂抛光液,其制备原料包括22重量份硅溶胶、0.8重量份助剂、1.7重量份分散剂、75重量份水;所述硅溶胶为广东惠尔特纳米科技有限公司的HS-1430。

性能测试

按照本发明中所述抛光液的使用方法,先对抛光砖表面打磨光滑,然后将实施例中所制得的抛光液喷涂在抛光砖表面上,并用带有毛刷的滚筒组反复打磨至三次,其中每平方米的喷涂量为40g,打磨时间为30s,然后对所得的样品进行相应测试。

1、根据国家标准GB/T 1720-89的要求,对使用上述实施例中的防污液进行抛光后的抛光砖表面进行附着力测试,分别记1~7级,其中7级附着力最差,1级最佳,测试结果如表1所示。

2、根据国家标准GB/T2792-1981(基材为抛光砖)的要求,对使用上述实施例中的防污液进行抛光后的抛光砖表面进行剥离强度(单位:N/25mm)测试,测试结果如表1所示。

3、根据GB/T 35153-2017上的标准对上述样品进行防滑性能测试,测试其湿态下的静摩擦系数。

4、采用实施例中的防污液样品对抛光砖根据具体的使用方法进行抛光操作后,将抛光砖置于烘箱中升温至70℃并保持1小时,然后取出置于-15℃冷冻装置中保持1小时,进行3次和30次循环得到测试样。然后利用光泽度测试仪对抛光砖表面进行测试,结果取测试的平均值(单位GU)。

5、根据国家标准GB/T 1732-1993的要求,对使用上述实施例中的样品进行-5℃下的耐冲击性能测试。

表1

Figure BDA0002523522810000171

Figure BDA0002523522810000181

表2

循环3次光泽度(度) 循环30次光泽度(度) 冲击强度
实施例1 101.8 100.3 45cm
实施例2 97.9 90.0 30cm
实施例3 91.4 82.5 30cm
实施例4 96.8 90.2 45cm
实施例5 97.5 90.9 35cm
实施例6 98.6 89.5 45cm
实施例7 92.4 84.0 40cm
实施例8 95.5 86.3 40cm
实施例9 101.2 100.5 45cm
实施例10 100.1 99.8 45cm
实施例11 98.0 96.5 45cm
实施例12 88.5 77.1 25cm

从上述表格中可以看出,本发明中的抛光液能够对陶瓷砖表面有很好的粘结力,在高温和低温环境中依然保持很好的涂膜层完整性,不会出现龟裂或褶皱等问题,依然保持很好的光泽度。此外,通过加入特定的超弹聚合物可以在很低温度下具有很好的耐冲击性能。

前述的实例仅是说明性的,用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围,这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

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