专利名称：用于基材表面的填充剂及其制备方法和用途的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于基材表面的填充剂及其制备方法和用途，所述填充剂用于在基材表面形成基于二氧化硅(SiO2)的涂层。本发明属于建筑装饰材料领域，诸如用于水泥基免烧陶瓷砖、水磨石、或者陶质砖(其平均吸水率大于10％)、炻质砖(其平均吸水率大于0.5％但小于等于10％)之类产品的表面。
背景技术：
已知公开了3份中国发明专利申请涉及在材料表面制备二氧化硅质地表面抗污薄膜。所述的这3份中国发明专利申请中第1份是“功能性覆层制法”(申请号CN200410096661.5)，其中列举了许多种制膜物质，如“二氧化硅溶液”或“二氧化硅前驱物溶液”。第2份是“抛光瓷砖表面二氧化硅抗污涂层的溶胶—凝胶工艺制备法”(申请号CN200610003420.0)，其中明确讲明就是基于二氧化硅(俗称硅溶胶)的溶胶—凝胶工艺来制备表面防污薄膜。第3份是“水晶渗硅水磨石及其生产工艺”(申请号CN200510031493.6)，其中虽然完全没有讲清楚到底是凭借甚么成膜物质，但是本领域的人士有理由判定，只是该专利申请权利要求2中所提及的“硅酸盐粉末”才可能提供足够的成膜物质来形成该专利申请权利要求1(第2～3行)中所述的“…最终形成…二氧化硅表层”；换言之，该专利申请是借助某种或某类其实并没有公开成分的硅酸盐通过水解反应来形成二氧化硅表层的；而根据专业认知，在现有的无机化学知识当中，尽管硅酸盐物质事实上构成了地壳物质的80％～90％左右，但是，这么庞大的品种和数量的硅酸盐类物质当中，能够跟水有明显水解作用从而产生水解—胶凝反应、形成胶凝物质的，其实仅有人造的两类硅酸盐水泥，其中富含氧化钙—氧化硅二元系统中摩尔比复杂的钙硅酸盐成分；以及基于碱金属氧化物—氧化硅二元系统的碱硅酸盐(纯化学意义上可包括铵硅酸盐)。
至于自然界的火山灰类，其虽然有水化活性并在地质作用过程中表现活跃，但是从该专利申请的实用角度审视则显然是过于偏向惰性了。水泥化学已经很充分地研究过，并且指明，水泥水化反应的产物，不可能存在二氧化硅，其高氧化钙的强烈碱性环境下，所形成的是复杂摩尔比的二元氧化钙—氧化硅凝胶并且往往转化成细微结晶状态，所述这种状态的二元氧化钙—氧化硅凝胶显然不可能导致该专利申请所述的“…最终形成…二氧化硅表层”(该专利申请权利要求1(第2～3行))。因此，能够达到该专利申请所要求目的“…最终形成…二氧化硅表层”的，理论上分析的结果应该就是基于碱金属氧化物—氧化硅二元系统碱硅酸盐(纯化学意义上还可扩展到包括铵硅酸盐)，以下简称为碱硅酸盐，可以用通式M2O·mSiO2来表示，其中M是元素周期律中第1族的主族元素碱金属，所对应的阳离子表示为M+，此处还可扩展到包括NH4+铵离子，而m表示SiO2对M2O的摩尔比。文献“精细陶瓷技术，徐维新等编译，上海交通大学出版社，1989年9月第1版，P102”介绍了水玻璃硬化剂与硬化化学氟硅酸钠微溶于水，其溶解饱和液的水解平衡呈酸性，PH＝3，同时析出硅酸凝胶。并且这样水解所造成的酸性产物大幅度降低水玻璃的PH值，从而使得水玻璃失去胶体稳定性，也形成凝胶态物质而固化。这样的机理，可以良好地揭示专利申请“水晶渗硅水磨石及其生产工艺”(申请号CN200510031493.6)中，为何所用的加硬剂成分要含氟硅酸镁或氟硅酸钠(权利要求1第4到第5行)、为何要用往树脂中混合“硅酸盐粉末”(权利要求2中第2、d条)而不是不含硅酸酐(亦即SiO2)的非硅酸盐类来填塞在顶表层。
文献“微粉与新型耐火材料(李晓明著，冶金工业出版社，1997年6月第1版，2002年3月第3次印刷)，P21～30§3SiO2微粉的低温结合机理”指出，作对比研究的三种SiO2微粉中，1号(气溶胶硅灰)粒径＜0.5μm(500nm)，2号主要为3～8μm，3号主要为8～24.5μm，而该研究的综合结论(P30第2～10行)是“…只有硅灰(1号)是无定形的，而其它(2号、3号)微粉大多是晶态的，这和硅灰是由气相Si氧化后沉淀而成、因而属于初生态无定形状态有关。…通过水化…硅灰的表面在常温下水化程度远远高于…其它两种微粉，硅灰水化后表面形成了大量的羟基，亦即Si-OH键，也就是说硅灰表面形成了相当数量的硅胶，…表面形成硅胶的硅灰…在浇注料中的低温结合性能就可以用硅胶的结合性能来圆满地解释了。”这样的理论观点，事实上已经成熟地用于新型耐火材料的开发工作，无定形耐火材料中早就开始形成了“无水泥成分的无定形耐火材料、或者是无水泥(耐酸水泥或是高铝水泥)成分的自流型浇注耐火材料新品种系列”，其中通常往往会用到上边所述的“硅灰”——次纳米级别的二氧化硅、或者不需顾及成本时就使用纳米二氧化硅，借助纳米二氧化硅的“水化而形成胶凝物质”的特性来提供工艺过程中的结合力、塑性和拌合性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种填充剂，其借助纳米二氧化硅粒子的水化活性而在基材表面形成基于二氧化硅的涂层，所述填充剂具有如下重量百分比组成10％～15％树脂、30％～50％纳米二氧化硅、20％～40％另外的粉末状添加物质、0.1％～1％固化剂、0.1％～1％促进剂、5％～15％溶剂和0～2％表面活性剂，均基于填充剂的总重量。
根据本发明的填充剂可以用于水泥基材、陶质或炻质陶瓷基材的表面，具体而言，可用于水泥基免烧陶瓷砖、水磨石、陶质砖或炻质砖的表面。
根据本发明的填充剂中，纳米二氧化硅的含量优选为35％～45％，更优选为38％～42％，另外的粉末状添加物质的含量优选为25％～35％，更优选为28％～32％，均基于填充剂的总重量。
本发明所述的填充剂在配制中所采用的纳米二氧化硅，可以是专门生产、制备的气溶胶纳米二氧化硅、沉淀法纳米二氧化硅、作为矽铁合金电炉法冶炼、或者是硅、硅单晶生产、制备中烟囱烟尘回收物的二氧化硅微粉(这种烟囱回收物通常俗称硅微粉或硅粉，也称之为煅制纳米二氧化硅)；与通常的二氧化硅粉末对水呈现惰性的情况相反，所述的这三类纳米二氧化硅皆具有独特的水化活性，从而在形成本发明所述的表面抗污涂层中起到至关重要的作用；另外的粉末状添加物质是微米级尺寸的石英微细粉、工业白炭黑亦即沉淀法微米级二氧化硅，其意义在于可以调节纳米二氧化硅的水化反应成膜速度；至于所述的树脂并无特别重要的活性意义，其功能主要在于锚固纳米二氧化硅亦即提供与所述基材表面紧密结合的包埋基床，在品种选择上主要满足耐水性和粘着力要求即可，通常可选择工业上价格便宜且广泛使用的聚酯、不饱和聚酯树脂或酚醛树脂。
本发明的另一目的是提供本发明所述填充剂的制备方法，其特征在于采用高速搅拌机将各组分混合均匀，优选在室温下进行。
本发明的又一目的是提供本发明所述的填充剂的用途，用于在基材表面形成基于二氧化硅的涂层。
根据本发明的用途通过以下步骤实现使所述填充剂充塞、修补、抹平基材表面，并进而加热使树脂硬化、亦即使所述填充剂硬化；对已经加热硬化的填充剂膜层磨抛加工，利用所述填充剂中纳米二氧化硅水化产生的溶胶—凝胶作用而在所述基材表面上形成一种透明的基于二氧化硅的涂层。
所述填充剂往所述作业面的供给方式并不要求特别的创新，现有工业中的各种供给方式均能满足使其到达所述作业面的目的，其被涂覆而能达到的均匀程度，实际上就靠的是磨盘它是被夹压在磨盘与作业面之间，由所述磨盘的磨抛运动而均匀遍布于作业表面的；具体可选择喷、流淋、离心甩、滴、刷、抹、刮中的一种或多种。
用来涂布所述表面填充剂而采用的磨盘并不要求特别的创新，并不装备具切削力的磨具，而是配备现行工业中常规使用的软性或是半软性的毡垫型式，其意义就在于在所述的磨抛过程中不会明显磨削而伤害所述的水泥基材、陶质、炻质基材，而只是着重对其表面粗糙形貌和坑洼实施缺陷充塞、修补、抹平而已，具体可单独选用或者组合选用布盘、绒布盘、羊毛毡(垫)盘、合成羊毛毡(垫)盘、精细的钢丝棉软抛光盘或者塑料平盘；为了获得好的效果，需要时可以先后两次或多次进行所述的填充作业。
用来使得所述的表面填充膜层硬化的方法，是任何现行适当的加热形式，只要能够满足所用树脂的硬化温度要求即可，不论是对建筑现场水磨石施工场合还是对于一块块类似墙地砖形式的产品生产场合，移动式电热盘即为一种方便实用的设备，而电热式隧道窑则适用于一块块类似墙地砖形式的产品在连续线上加工的场合。
采用抛光盘对上述已经加热硬化的填充剂膜层磨抛加工，所用的抛光盘并不要求特别的创新，可选自现行工业领域抛光用途的类型，具体可单独选用或者组合选用布盘、绒布盘、羊毛毡(垫)盘、合成羊毛毡(垫)盘、精细的钢丝棉软抛光盘或者塑料平盘等；所用的抛光粉并不要求特别的创新，可选自现行工业领域抛光用途的类型，具体可单独选用或者组合选用氧化铝、碳化硅、碳化硼、氧化铁、氧化铬、氧化铈等，所取用的抛光粉其粒度应为小于等于2000目达到抛光粉级别的；本步骤的关键在于依靠所述填充剂中纳米二氧化硅水化产生的溶胶—凝胶作用，从而在所述的表面上形成一种结合牢固、透明、高光泽度的基于二氧化硅的涂层。
具体实施例方式
下面将介绍一些实施例，但这些实施例只不过是用来作为说明的例子而已，而绝对不意味着本发明仅仅限于这些实施例。
实施例1将表1中的各组分采用高速搅拌机搅拌均匀，得到填充剂1。
表1
该填充剂1用于半干法压制成型并完成养护作业的水泥基板材表面。
实施例2将表2中的各组分采用高速搅拌机搅拌均匀，得到填充剂2。
表2
该填充剂2用于吸水率等于4.5％的炻质陶磁砖表面。
实施例3将表3中的各组分采用高速搅拌机搅拌均匀，得到填充剂3。
表3
该填充剂3用于水磨石板材表面。
实施例4将表4中的各组分采用高速搅拌机搅拌均匀，得到填充剂4。
表4
该填充剂4用于吸水率等于2％的炻质砖表面。
实施例5将表5中的各组分采用高速搅拌机搅拌均匀，得到填充剂5。
表5
该填充剂5用于吸水率等于10％的炻质砖表面。
实施例6
将表6中的各组分采用高速搅拌机搅拌均匀，得到填充剂6。
表6
该填充剂6用于吸水率等于12％的陶质砖表面。
权利要求
1.一种用于基材表面的填充剂，其特征在于具有如下重量百分比组成10％～15％树脂、30％～50％纳米二氧化硅、20％～40％另外的粉末状添加物质、0.1％～1％固化剂、0.1％～1％促进剂、5％～15％溶剂和0～2％表面活性剂，均基于填充剂的总重量。
2.根据权利要求1的填充剂，其中所述基材是水泥基材和陶质、炻质基材。
3.根据权利要求1的填充剂，其中纳米二氧化硅的含量为35％～45％，基于填充剂的总重量。
4.根据权利要求1的填充剂，其中纳米二氧化硅的含量为38％～42％，基于填充剂的总重量。
5.根据权利要求1的填充剂，其中另外的粉末状添加物质的含量为25％～35％，基于填充剂的总重量。
6.根据权利要求1的填充剂，其中另外的粉末状添加物质的含量为28％～32％，基于填充剂的总重量。
7.根据权利要求1的填充剂，其中纳米二氧化硅选自气溶胶纳米二氧化硅、沉淀法纳米二氧化硅和煅制纳米二氧化硅。
8.根据权利要求1的填充剂，其中另外的粉末状添加物质选自微米级尺寸的石英微细粉和工业白炭黑。
9.根据权利要求1的填充剂，其中所述树脂选自聚酯树脂和酚醛树脂。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的填充剂的制备方法，其特征在于采用高速搅拌机将各组分混合均匀。
11.根据权利要求1-9中任一项所述的填充剂的用途，用于在基材表面形成基于二氧化硅的涂层。
12.根据权利要求11的用途，通过以下步骤实现使所述填充剂充塞、修补、抹平基材表面，并进而加热使所述填充剂硬化；对已经加热硬化的填充剂膜层进行磨抛加工，利用所述填充剂中纳米二氧化硅水化产生的溶胶-凝胶作用而在所述基材表面上形成一种透明的基于二氧化硅的涂层。
全文摘要
本发明涉及一种用于基材表面的填充剂，其特征在于具有如下重量百分比组成10％～15％树脂、30％～50％纳米二氧化硅、20％～40％另外的粉末状添加物质、0.1％～1％固化剂、0.1％～1％促进剂、5％～15％溶剂和0～2％表面活性剂，均基于填充剂的总重量。本发明还涉及所述填充剂的制备方法和其用于在基材表面形成基于二氧化硅的涂层的用途。
文档编号C04B41/80GK1884209SQ200610090229
公开日2006年12月27日 申请日期2006年7月7日 优先权日2006年7月7日
发明者向承刚, 汪奇林, 肖绍展 申请人:霍镰泉