一种疏水性玻璃马赛克及其制备方法
阅读说明：本技术 一种疏水性玻璃马赛克及其制备方法 (Hydrophobic glass mosaic and preparation method thereof ) 是由 李伟达 于 2021-07-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种疏水性玻璃马赛克,包括：玻璃粉70份-85份,石英砂5份-15份,方解石10份-15份,白云石1份-8份,玻璃纤维1份-3份,氯化石蜡0.1份-1份,1-乙烯基咪唑10份-15份,聚四氟乙烯0.1份-1份,氧化石墨烯3份-8份；该疏水性玻璃马赛克在制备过程中经过紫外光照射,使其表面形成疏水性结构。本发明通过分子间作用力,使得极性基团与基材材料相吸,非极性基团朝外,分散在混合材料表面,再在紫外光的照射下,破坏材料中各组分的键能,使不饱和有机物发生聚合、接技、交联等化学反应,并还原氧化石墨烯,使其附在材料表面,以降低表面能,使材料表面形成疏水性结构,具有自清洁的效果。(The invention discloses a hydrophobic glass mosaic, which comprises: 70-85 parts of glass powder, 5-15 parts of quartz sand, 10-15 parts of calcite, 1-8 parts of dolomite, 1-3 parts of glass fiber, 0.1-1 part of chlorinated paraffin, 10-15 parts of 1-vinylimidazole, 0.1-1 part of polytetrafluoroethylene and 3-8 parts of graphene oxide; the hydrophobic glass mosaic is irradiated by ultraviolet light in the preparation process, so that a hydrophobic structure is formed on the surface of the hydrophobic glass mosaic. According to the invention, through intermolecular force, polar groups and a base material are attracted, nonpolar groups face outwards and are dispersed on the surface of a mixed material, and under the irradiation of ultraviolet light, the bond energy of each component in the material is destroyed, so that unsaturated organic matters undergo chemical reactions such as polymerization, grafting and crosslinking, and graphene oxide is reduced and attached to the surface of the material, so that the surface energy is reduced, a hydrophobic structure is formed on the surface of the material, and the self-cleaning effect is achieved.)
技术领域
本发明涉及装饰材料技术领域，尤其涉及一种疏水性玻璃马赛克及其制备方法。
背景技术
玻璃马赛克又叫作玻璃锦砖或玻璃纸皮砖，是一种小规格的彩色饰面玻璃，属于各种颜色的小块玻璃质镶嵌材料。玻璃马赛克由天然矿物质和玻璃粉制成，其具有耐酸碱、耐腐蚀、不褪色等特点，是最适合装饰卫浴房间墙地面的建材。
目前，现有玻璃马赛克产品表面为亲水性，不防水，在装饰卫浴房间墙面时，易受水汽侵蚀，长久使用后，易导致墙壁脱落，且其表面不防水，不利于清洁，易沾染污水。为了使玻璃材料的表面成为憎水性，传统技术中，通过在玻璃马赛克表面涂上一层憎水涂层，使其具有疏水性表面，实现自清洁功能，但是憎水涂层容易受摩擦及粘结剂的使用寿命的影响，使玻璃马赛克的表面失去憎水性效果。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种疏水性玻璃马赛克，其并不需要涂敷憎水涂层，具有疏水性表面，使其具有自清洁的效果。
本发明的目的之二在于提供一种疏水性玻璃马赛克的制备方法，其制备步骤简单，易于实现，可大范围地推广。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种疏水性玻璃马赛克，包括如下重量份的组分：
玻璃粉70份-85份，石英砂5份-15份，方解石10份-15份，白云石1份-8份，玻璃纤维1份-3份，氯化石蜡0.1份-1份，1-乙烯基咪唑10份-15份，聚四氟乙烯0.1份-1份，氧化石墨烯3份-8份；
其中，该疏水性玻璃马赛克在制备过程中经过紫外光照射，使其表面形成疏水性结构。
进一步地，所述玻璃粉由30目的第一玻璃粉、50目的第二玻璃粉、80目的第三玻璃粉组成。通过不同的目数的玻璃粉组合，在不同流动性的组合下，使其他组分能够在玻璃粉的包裹中。
进一步地，所述第一玻璃粉、第二玻璃粉、第三玻璃粉的质量比为(0.2-0.5)：1：(0.1-0.3)。
进一步地，所述第一玻璃粉、第二玻璃粉、第三玻璃粉的质量比为0.3：1：0.2。
进一步地，所述石英砂为100目的石英粉；所述方解石为80目的方解石粉；所述白云石为60目的白云石粉。
进一步地，所述玻璃纤维为直径10um-15um，长度3mm-4.5mm的无碱玻璃纤维。
进一步地，所述玻璃粉与石英砂、方解石、氧化石墨烯的质量比为1：(0.09-0.12)：(0.10-0.13)：(0.06-0.08)。优选地，所述玻璃粉与石英砂、方解石、氧化石墨烯的质量比为1：0.1：0.12：0.06。
进一步地，还包括如下重量份的组分：着色剂0.1份-1份，乳化剂0.1份-1份。其中，所述着色剂为Cu2O、SnO、Bi2O3、C、TiO2、CeO2、Fe2O3、ZnO中的一种或两种以上；所述乳化剂为烷基芳基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、羟基烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基硫酸钠和仲烷基硫酸钠中的一种或两种以上。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种疏水性玻璃马赛克的制备方法，包括如下制备步骤：
S1：先向1-乙烯基咪唑中加入玻璃纤维，搅拌均匀，然后再加入氧化石墨烯和聚四氟乙烯，搅拌均匀，得到混合物；
S2：将玻璃粉、石英砂、方解石、白云石、着色剂、乳化剂和氯化石蜡混合均匀，然后加入高温熔化炉中，高温熔化形成溶体，再将步骤S1所得的混合物添加到溶体的表面，接着，通过压延成型法，使溶体成型，得到成型体；
S3：成型体经过紫外光照射，使其表面形成疏水性结构，然后退火，得到疏水性玻璃马赛克。
进一步地，在步骤S2中，高温熔化炉的温度为750℃-900℃；在步骤S2中，紫外光采用UVA光源，照射时间为5min-10min。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的疏水性玻璃马赛克通过在玻璃粉、石英砂、方解石、白云石的基础材料中添加氯化石蜡、玻璃纤维、1-乙烯基咪唑、聚四氟乙烯和氧化石墨烯，通过分子间作用力，使得极性基团与基材材料相吸，非极性基团朝外，分散在混合材料表面，再在紫外光的照射下，破坏材料中各组分的键能，使不饱和有机物发生聚合、接技、交联等化学反应，并还原氧化石墨烯，使其附在材料表面，以降低表面能，使材料表面形成疏水性结构，具有自清洁的效果。
本发明的制备方法先通过1-乙烯基咪唑将玻璃纤维、氧化石墨烯分散，并将聚四氟乙烯混合在混合物中，以增强附在溶体表面的耐磨性及疏水性，然后高温熔化形成成型体，混合物添加到成型体表面时，依靠分子间作用力，使极性基团朝向，非极性基团朝外，再经过紫外光的照射下，破坏材料中各组分的键能，形成疏水性结构表面，其制备步骤简单，易于实现，可大范围地推广。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。以下实施例中除特殊限定外，所述玻璃粉由质量比为0.3：1：0.2的30目的第一玻璃粉、50目的第二玻璃粉、80目的第三玻璃粉组成；所述石英砂为100目的石英粉；所述方解石为80目的方解石粉；所述白云石为60目的白云石粉。所述玻璃纤维为直径12um，长度4.5mm的无碱玻璃纤维，着色剂为Cu2O，乳化剂为十二烷基苯磺酸钠。
实施例1
一种疏水性玻璃马赛克，包括如下重量份的组分：
玻璃粉70份，石英砂5份，方解石10份，白云石1份，玻璃纤维1份，氯化石蜡0.1份，1-乙烯基咪唑10份，聚四氟乙烯0.1份，氧化石墨烯3份。
上述疏水性玻璃马赛克的制备方法包括如下制备步骤：
S1：先向1-乙烯基咪唑中加入玻璃纤维，搅拌均匀，然后再加入氧化石墨烯和聚四氟乙烯，搅拌均匀，得到混合物；
S2：将玻璃粉、石英砂、方解石、白云石、着色剂、乳化剂和氯化石蜡混合均匀，然后加入750℃-900℃的高温熔化炉中，高温熔化形成溶体，再将步骤S1所得的混合物添加到溶体的表面，接着，通过压延成型法，使溶体成型，得到成型体；
S3：成型体经过UVA光源照射，照射时间为5min，使其表面形成疏水性结构，然后退火，得到疏水性玻璃马赛克。
实施例2
一种疏水性玻璃马赛克，包括如下重量份的组分：
玻璃粉80份，石英砂10份，方解石12份，白云石5份，玻璃纤维2份，氯化石蜡0.5份，1-乙烯基咪唑13份，聚四氟乙烯0.5份，氧化石墨烯5份。
上述疏水性玻璃马赛克的制备方法包括如下制备步骤：
S1：先向1-乙烯基咪唑中加入玻璃纤维，搅拌均匀，然后再加入氧化石墨烯和聚四氟乙烯，搅拌均匀，得到混合物；
S2：将玻璃粉、石英砂、方解石、白云石、着色剂、乳化剂和氯化石蜡混合均匀，然后加入750℃-900℃的高温熔化炉中，高温熔化形成溶体，再将步骤S1所得的混合物添加到溶体的表面，接着，通过压延成型法，使溶体成型，得到成型体；
S3：成型体经过UVA光源照射，照射时间为5min，使其表面形成疏水性结构，然后退火，得到疏水性玻璃马赛克。
实施例3
一种疏水性玻璃马赛克，包括如下重量份的组分：
玻璃粉85份，石英砂15份，方解石15份，白云石8份，玻璃纤维3份，氯化石蜡1份，1-乙烯基咪唑15份，聚四氟乙烯1份，氧化石墨烯8份。
上述疏水性玻璃马赛克的制备方法包括如下制备步骤：
S1：先向1-乙烯基咪唑中加入玻璃纤维，搅拌均匀，然后再加入氧化石墨烯和聚四氟乙烯，搅拌均匀，得到混合物；
S2：将玻璃粉、石英砂、方解石、白云石、着色剂、乳化剂和氯化石蜡混合均匀，然后加入750℃-900℃的高温熔化炉中，高温熔化形成溶体，再将步骤S1所得的混合物添加到溶体的表面，接着，通过压延成型法，使溶体成型，得到成型体；
S3：成型体经过UVA光源照射，照射时间为5min，使其表面形成疏水性结构，然后退火，得到疏水性玻璃马赛克。
实施例4
一种疏水性玻璃马赛克，包括如下重量份的组分：
玻璃粉80份，石英砂8份，方解石9.6份，白云石1份，玻璃纤维1份，氯化石蜡0.1份，1-乙烯基咪唑10份，聚四氟乙烯0.1份，氧化石墨烯4.8份。
上述疏水性玻璃马赛克的制备方法包括如下制备步骤：
S1：先向1-乙烯基咪唑中加入玻璃纤维，搅拌均匀，然后再加入氧化石墨烯和聚四氟乙烯，搅拌均匀，得到混合物；
S2：将玻璃粉、石英砂、方解石、白云石、着色剂、乳化剂和氯化石蜡混合均匀，然后加入750℃-900℃的高温熔化炉中，高温熔化形成溶体，再将步骤S1所得的混合物添加到溶体的表面，接着，通过压延成型法，使溶体成型，得到成型体；
S3：成型体经过UVA光源照射，照射时间为5min，使其表面形成疏水性结构，然后退火，得到疏水性玻璃马赛克。
以上实施例中，各材料不限于上述所述的组分，各材料还可以为本发明所记载的其它单个组分或者多种组分组成，并且各材料的组分份数不限于上述份数，各材料的组分份数还可以为本发明所记载的其它组分份数的组合，在此不再赘述。
对比例1
一种疏水性玻璃马赛克，包括如下重量份的组分：
玻璃粉70份，石英砂5份，方解石10份，白云石1份，玻璃纤维1份，氯化石蜡0.1份，1-乙烯基咪唑10份，聚四氟乙烯0.1份。
上述疏水性玻璃马赛克的制备方法包括如下制备步骤：
S1：先向1-乙烯基咪唑中加入玻璃纤维，搅拌均匀，然后再加入聚四氟乙烯，搅拌均匀，得到混合物；
S2：将玻璃粉、石英砂、方解石、白云石、着色剂、乳化剂和氯化石蜡混合均匀，然后加入750℃-900℃的高温熔化炉中，高温熔化形成溶体，再将步骤S1所得的混合物添加到溶体的表面，接着，通过压延成型法，使溶体成型，得到成型体；
S3：成型体经过UVA光源照射，照射时间为5min，使其表面形成疏水性结构，然后退火，得到疏水性玻璃马赛克。
对比例2
一种疏水性玻璃马赛克，包括如下重量份的组分：
玻璃粉70份，石英砂5份，方解石10份，白云石1份，玻璃纤维1份，氯化石蜡0.1份，1-乙烯基咪唑10份，氧化石墨烯3份。
上述疏水性玻璃马赛克的制备方法包括如下制备步骤：
S1：先向1-乙烯基咪唑中加入玻璃纤维，搅拌均匀，然后再加入氧化石墨烯，搅拌均匀，得到混合物；
S2：将玻璃粉、石英砂、方解石、白云石、着色剂、乳化剂和氯化石蜡混合均匀，然后加入750℃-900℃的高温熔化炉中，高温熔化形成溶体，再将步骤S1所得的混合物添加到溶体的表面，接着，通过压延成型法，使溶体成型，得到成型体；
S3：成型体经过UVA光源照射，照射时间为5min，使其表面形成疏水性结构，然后退火，得到疏水性玻璃马赛克。
对比例3
一种疏水性玻璃马赛克，包括如下重量份的组分：
玻璃粉70份，石英砂5份，方解石10份，白云石1份，玻璃纤维1份，1-乙烯基咪唑10份，聚四氟乙烯0.1份，氧化石墨烯3份。
上述疏水性玻璃马赛克的制备方法包括如下制备步骤：
S1：先向1-乙烯基咪唑中加入玻璃纤维，搅拌均匀，然后再加入氧化石墨烯和聚四氟乙烯，搅拌均匀，得到混合物；
S2：将玻璃粉、石英砂、方解石、白云石、着色剂、乳化剂混合均匀，然后加入750℃-900℃的高温熔化炉中，高温熔化形成溶体，再将步骤S1所得的混合物添加到溶体的表面，接着，通过压延成型法，使溶体成型，得到成型体；
S3：成型体经过UVA光源照射，照射时间为5min，使其表面形成疏水性结构，然后退火，得到疏水性玻璃马赛克。
性能测试：
1、对实施例和对比例的玻璃马赛克分别测试吸水率和气孔率，步骤为：用水浸泡样品玻璃马赛克，再在沸水中煮8h，使玻璃马赛克中的水得到饱和。用液体静力天平和电子天平称量饱和试样表面质量(m2)、饱和试样空气中质量(m3)和将5组玻璃马赛克烘干恒重质量(m1)。吸水率和气孔率具体如下：吸水率：显气孔率：具体数据如下表所示。
2、对实施例和对比例的玻璃马赛克分别测试抗折强度、水接触角、油性接触角和来回摩擦3000次后水接触角，具体测试结果请见下表。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
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