一种用于石英石基材上的高耐磨性烧结彩砂的制作方法

2021-01-31 05:01:17|

426|

起点商标网

本发明属于建筑装修材料技术领域，特别涉及一种用于石英石基材上的高耐磨性烧结彩砂。

背景技术：

彩砂具有色彩鲜艳、性能稳定、质感丰富等优点，在建筑装饰材料中占据很重要的地位。彩砂分为天然彩砂和人造彩砂，天然彩砂需要通过直接破坏自然界中的有色矿石而获得，大多数天然彩砂色泽暗淡、强度较低、附着力弱，而少数色泽合格的天然彩砂则价格昂贵，使用成本会很高。人造彩砂则是通过在矿物颗粒表面包覆有色涂层获得，具有可重复生产性。

目前基于彩砂的施工主要是通过喷涂的措施将彩砂附着到基材表面，但喷涂上去的彩砂与基底之间的结合力往往不太理想，因此很多情况下，需要预先在基底表面喷涂一层粘结剂层，再将彩砂喷涂到粘结剂层上，通过粘结剂来实现彩砂层与基底之间的连接。这样一方面增加了客户单位的喷涂工序，另一方面，虽然在短时间内依靠粘结剂能实现彩砂与基底间的稳定连接，但是粘结剂的介入毕竟也是相当于在彩砂层与基底之间多了一道层结构，时间长了之后由于分层效应依然会导致彩砂大面积从基底表面脱落。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于石英石基材上的高耐磨性烧结彩砂，该彩砂为玻化彩砂与添加剂的组合物，按质量份数计算，组合物包括

其中，玻化彩砂为玻璃微珠或石英砂包覆色浆后烧结所形成，

水性乳液包括丙烯酸乳液、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，

增稠剂为甲基纤维素溶液，浓度为1.5～3％，

分散剂为表面活性剂。

将上述彩砂应用于石英石基材表面，具体涂覆方法为：将石英石基材表面用丙酮擦洗干净，待干燥后将上述彩砂组合物涂覆于石英石基材表面，将涂覆后的石英石基材置于二氧化碳环境中固化一段时间后取出，

涂覆可采用喷涂、涂刷等操作，

这里的二氧化碳环境可以通过二氧化碳发生器于室内放出二氧化碳气体，从而于该室内形成高浓度的二氧化碳环境。

本方案中使用水性乳液和水玻璃同时作为粘合剂，其中，水性乳液所起到的粘结作用可以较为快速地使彩砂结合到石英石基底表面；而水玻璃则相对缓慢地与水、二氧化碳反应生成硅酸(na2sio3+co2+h2o＝h2sio3↓+na2co3)，基底石英石的材质为二氧化硅，生成的硅酸逐渐向石英石基底的方向沉积并逐渐与石英石基底表面相互融合，同时也对前期到达基底表面的彩砂颗粒形成挤压、紧固，该过程相当于是对前期到达基底表面的彩砂颗粒进行了逐步的加固。时间长了之后，水性乳液的粘合作用逐渐失效，但此时硅酸相当于已经和石英石基底表面融为一体了，从而将镶嵌在硅酸层中的彩砂颗粒牢牢地固定在了基底表面，确保彩砂长时间不掉落。

具体实施方式

以下各实施例、对比实施例中的玻化彩砂采用现有工艺制备：

将浓度为3％的纤维素水溶液与氧化铁按质量比3：2混合充分得到色浆，将所得色浆和石英砂按质量比8:92的质量比混合搅拌充分至色浆均匀地粘附到石英砂颗粒的表面，将颗粒表面粘附色浆后的石英砂先于80℃下干燥20分钟，再于600℃下煅烧30分钟，自然冷却。

以下各实施例、对比实施例中的“二氧化碳环境”为：利用二氧化碳发生器于室内放出二氧化碳气体，从而于该室内形成空气中的二氧化碳气体的体积浓度为20％且均匀、稳定的状态(该室内气压为一个正常大气压，温度为常温25℃)。

实施例1

一种用于石英石基材上的高耐磨性烧结彩砂组合物，按质量份数计算包括

将上述各组分混合充分后得到所需的组合物；

将平铺的石英石基材表面用丙酮擦洗干净，待干燥后将上述组合物均匀喷涂于石英石基材表面(涂覆厚度为2mm)，将涂覆后的石英石基材置于二氧化碳环境中稳定放置16小时，取出后于50℃烘箱中放置30分钟，自然冷却至常温(25℃，下同)。

按照gb/t5210-2006的标准对本实施例制得的彩砂涂层与石英石基底之间的附着力进行拉开法检测，经检测，附着力为16.32mpa(检测中，被从石英石基底上拉下来的彩砂涂层的平均厚度大约为1.8mm)；

再将本实施例制备的带有彩砂涂层的石英石基底置于70℃的烘箱中放置15天，取出后自然冷却至常温，采用相同的方法检测到彩砂涂层于石英石基底表面的附着力依然能达到15.68mpa。

实施例2

一种用于石英石基材上的高耐磨性烧结彩砂组合物，按质量份数计算包括

将上述各组分混合充分后得到所需的组合物；

按照gb/t5210-2006的标准对本实施例制得的彩砂涂层与石英石基底之间的附着力进行拉开法检测，经检测，附着力为18.79mpa(检测中，被从石英石基底上拉下来的彩砂涂层的平均厚度大约为1.8mm)；

再将本实施例制备的带有彩砂涂层的石英石基底置于70℃的烘箱中放置15天，取出后自然冷却至常温，采用相同的方法检测到彩砂涂层于石英石基底表面的附着力依然能达到18.27mpa。

对比实施例1

采用氟硅酸钠与水玻璃反应来生成硅酸，其余均同实施例1：

一种用于石英石基材上的高耐磨性烧结彩砂组合物，按质量份数计算包括

首先将上述的玻化彩砂、水玻璃、丙烯酸水性乳液、甲基纤维素水溶液、吐温-60混合充分，再向所得的混合物中加入上述氟硅酸钠并快速混合充分，将所得的组合物立即均匀喷涂于丙酮处理并干燥后的石英石基材表面(涂覆厚度为2mm)，同样将涂覆后的石英石基材置于二氧化碳环境中稳定放置16小时，取出后于50℃烘箱中放置30分钟，自然冷却至常温。

按照实施例1中的检测操作对本对比实施例制得的彩砂涂层与石英石基底之间的附着力进行拉开法检测，经检测，附着力为10.45mpa(检测中，被从石英石基底上拉下来的彩砂涂层的平均厚度大约为1.1mm)；

再将本对比实施例制备的带有彩砂涂层的石英石基底置于70℃的烘箱中放置15天，取出后自然冷却至常温，采用相同的方法检测到彩砂涂层于石英石基底表面的附着力为6.37mpa。

对比实施例1相比于实施例1在附着效果上出现了明显的下滑，对此申请人认为原因有可能在于：对比实施例1中加入了氟硅酸钠，由于氟硅酸钠本身就可以作为水玻璃的固化剂，氟硅酸钠促进水玻璃反应生产硅酸的速率要明显快于外部的二氧化碳环境，而正如前文中所述“基底石英石的材质为二氧化硅，生成的硅酸会逐渐向石英石基底的方向沉积并逐渐与石英石基底表面相互融合”，这样，在彩砂颗粒到达基底表面并(依靠水性乳液)形成前期结合之前，很可能就已经有大量的硅酸已经沉积到基底表面上了，这也相应地导致了彩砂到达终端之后再向基底方向沉积上去的硅酸的量大大减少，也就使对彩砂存在向基底方向进行加固的硅酸层厚度大大变薄，最终影响了彩砂附着于基底上的稳定性和持续性。

这一点从检测中被从石英石基底上拉下来的彩砂涂层的厚度上也能一定程度地看出来，对比实施例1中被拉下来的涂层厚度明显要小于实施例1，很可能就是因为对比实施例1中由于快速生成的硅酸大部分先于彩砂沉积到了石英石基底表面并最终与石英石基底稳定地结合相容到一起，因此在拉开法检测试验中，即以彩砂集中区与硅基质之间的界面为分界将两者分开时，位于彩砂集中区一侧的硅酸量已经比较少了，因此这一侧所能堆积起来的厚度也就相应变小。

对比实施例2

在实施例1的基础上，仅将“石英石基底”替换为“钢材基底”，其余均同实施例1。

按照实施例1中的检测操作对本对比实施例制得的彩砂涂层与钢材基底之间的附着力进行拉开法检测，经检测，附着力为6.24mpa(检测中，被从钢材基底上拉下来的彩砂涂层的厚度为1.8mm)。

对比实施例3

在对比实施例1的基础上，仅将“石英石基底”替换为“钢材基底”，其余均同对比实施例1。

按照实施例1中的检测操作对本对比实施例制得的彩砂涂层与钢材基底之间的附着力进行拉开法检测，经检测，附着力为5.85mpa(检测中，被从钢材基底上拉下来的彩砂涂层的厚度为1.8mm)。

从对比实施例2和对比实施例3的比较结果来看，水玻璃无论是依靠二氧化碳环境缓慢固化，还是依靠固化剂氟硅酸钠快速固化，最终涂层与钢材基底间的附着力相差不大，远没有达到对比实施例1与实施例1间的差距。这有可能是因为钢材与硅酸(或二氧化硅)在材质上相差太大，涂层中固化生成的硅酸(或硅酸转化后的二氧化硅)已经不存在向钢材基底表面沉积并融合的趋势，也就不存在相比于彩砂向基底表面沉积的先后顺序了，涂层也始终是作为一个不同于基材的相存在着。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击【在线咨询】或添加微信【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。