石材晶面處理組合物及其制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種石材表面處理晶化劑，包括以重量計0.5-5％聚烯烴蠟，10-30％氟硅酸或氟酸硅鹽，1-6％酸調節劑，0.5-5％快干劑，以及余量為水；其中，所述聚烯烴蠟以乳液形式加入，聚烯烴蠟乳液的固含量在20至60％范圍內。本發明晶化劑可以對包括大理石、水磨石或特殊花崗石的石材進行晶面處理，其可以同時用于石材地板表面的加硬和加亮處理，在給予地板保護的同時，提供地板晶面高光澤度，并且具有改善的防滑性能。同時，經過處理的石材表面，具有了增強的機械性能，更加耐磨性和耐化學品腐蝕性，水溶性污漬不易滲入石材內部。經過本發明晶化劑處理的石材表面可以用水進行清洗處理，相對于常規的打蠟處理，后期保養方便快捷，降低保養成本。
【專利說明】石材晶面處理組合物及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及地板石材表面處理技術，尤其涉及應用于石材地板進行晶面處理的組 合物，其可以同時用于石材地板表面的加硬和加亮處理，在給予石材地板保護的同時，提供 石材表面晶面高光澤度，并且具有改善的防滑性能。
【背景技術】
[0002] 地板護理品是在賓館酒店商業機構中常用的，尤其應用于商業環境中石材地板的 表面處理。在石材地板表面處理中，一方面需要提供地板晶面較好的耐磨性，保護地板表 面，延長地板的使用壽命，另一方面需要增強地板表面的光澤度，以提供美觀效果。
[0003] 在目前石材表面晶面處理中，幾乎所有產品都含有蠟。蠟的主要目的是提供油狀 光澤度和更好的拋光性能。但是，這也可能導致石材地板的防滑問題。
[0004] 通常，石材表面拋光劑中使用的蠟為乳液狀褐煤蠟。這是一種從某些類型的褐煤 或棕色褐煤溶劑萃取的自然蠟。該成分為長鏈（C24-C30)羧酸酯、自由長鏈有機酸、長鏈 醇、烴類和樹脂。另外，還使用巴西棕櫚蠟。褐煤蠟和巴西棕櫚蠟均為天然蠟，其熔點約為 85至90°C，防滑性、耐磨性及光澤度均較差。
[0005] 美國專利4, 738, 876 "石材表面處理方法和組合物"描述了一種使用含草酸組合 物并用含諸如六氟硅酸鎂或六氟硅酸鋅作為地板結晶的組合物拋光處理諸如大理石的石 材表面的兩步處理程序。該方法為兩步法，首先采用草酸組合物處理石材表面進行清潔，然 后再用氟硅酸鹽進行晶面處理。
[0006] 歐洲專利0617099 "處理含碳酸鈣表面拋光組合物及方法"描述了一種處理大理 石表面的含有氧的有機化合物、六氟硅酸鹽和水的組合物。但是這種含碳酸鈣表面拋光組 合物對不同類型石材的適應性較差，應用范圍有限。
[0007] 美國專利5, 830, 536 "晶化劑石材地板保養組合物及方法"描述了一種用于保持 諸如大理石的石材地板表面外觀的組合物和方法，從而避免了對使用草酸的需要。該組合 物含有硅氟酸鎂、脂肪酸、氧化鋁磨料、三乙醇胺、硅油和平衡水。該文獻中所使用的晶化劑 中含有磨料，拋光后需過水吸干步驟。
[0008] 美國專利4, 756, 766 "表面清洗和調理方法"描述了一種用于清洗和護理大理石 及相似物質的程序，其中用硫酸鋅溶液、磨料和增稠劑形成的第一混合物并用于機械和化 學清理和準備用于接收由含有堿土金屬和鋅的氟硅酸鹽組、和諸如乙酸的一元脂肪有機酸 形成的第二水溶液。第一混合物用于拋光裝置中用水徹底沖洗并除去。第二溶液被應用并 部分去除拋光裝置。該文獻中的清洗護理組合物進行石材處理后，石材的光澤度不夠，相對 亮度較低。
[0009] 上述專利文獻記載通過特定的石材表面處理組合物或者晶化劑以及處理方法來 提高石材表面的光澤度，但是都沒有公開如何處理在地面光澤度提高同時而帶來的防滑度 增加的負面效果。
【發明內容】
[0010] 本發明的目的在于提供一種地板石材晶面處理組合物，可以對石材表面進行一步 處理，即同時進行地板晶面加硬和加亮，并且還解決現有技術的晶面劑在提供高光澤度的 同時導致防滑性能差的缺陷，從而滿足具有高光澤度和改善的防滑性的需求。
[0011] 為實現上述目的，本發明一方面提出一種石材表面處理組合物，包括以重量計 0. 5-5%聚烯烴蠟，10-30%氟硅酸或氟酸硅鹽，1-6%酸調節劑，0. 5-5%快干劑，以及余量 為水；其中，所述聚烯烴蠟以乳液形式加入，聚烯烴蠟乳液的固含量在20至50%范圍內。
[0012] 本發明另一方面還提出上述的石材表面處理組合物的制備方法，包括以下步驟：
[0013] (i)在水中加入氟硅酸或氟硅酸鹽，攪拌至所述氟硅酸或氟硅酸鹽完全溶解于水 中；
[0014] (ii)在步驟⑴所得溶液中加入酸調節劑，攪拌均勻；
[0015] (iii)在步驟（ii)所得溶液中加入聚烯烴蠟乳液，攪拌均勻；及
[0016] (iv)在步驟（iii)所得溶液中加入快干劑攪拌均勻，
[0017] 其中，所述聚烯烴蠟、氟硅酸或氟酸硅鹽、酸調節劑和醇醚快干劑的質量百分比含 量分別為0. 5-5%，10-30%，1-6%，0. 5-5%，以及余量為水；其中，聚烯烴蠟以乳液形式加 入，聚烯烴蠟乳液的固含量在20至60 %范圍內。
[0018] 本發明的另一方面還公開了包含本發明晶化劑的石材。
[0019] 本發明的再一方面公開了上述石材的制造方法，在石材上噴摩拋光本發明上述晶 化劑，使得所述石材上形成所述晶化劑的涂層。
[0020] 本發明基于聚烯烴蠟的晶化劑與現有技術的晶化劑相比，滿足了在提高光澤度性 能的同時具有改善的防滑性能。同時，經過處理的石材表面，具有了增強的機械性能，更加 耐磨性和耐化學品腐蝕性，水溶性污漬不易滲入石材內部。經過本發明晶化劑處理的石材 表面可以用水進行清洗處理，相對于常規的打蠟處理，后期保養方便快捷，降低保養成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1為不同聚丙烯蠟含量晶化劑對大理石表面光澤度影響的曲線圖；
[0022] 圖2為不同聚丙烯蠟含量晶化劑對大理石表面摩擦系數影響的曲線圖。
[0023] 將參考附圖詳述本發明的多種實施方式，其中相似的附圖標記在幾個視圖范圍內 自始至終代表相似的部分。對多種實施方案的公開并非用于限制本發明的保護范圍。本發 明的說明書附圖僅為示例性說明本發明而提出而非限制本發明實施方式。
【具體實施方式】
[0024] 本發明的實施方案不限于特定的石材，也不限定其表面處理組合物及制備方法， 因為如本領域技術人員能夠理解，其可以相應變動。應當進一步理解本文中所用的全部術 語其目的僅在于描述具體實施方案，并且不意在以任何方式或范圍起限制作用。除非另有 定義，否則本文所用的全部技術和科學術語的含義與本發明實施方案所屬領域的普通技術 人員通常所理解的含義相同。與本文所述的那些方法和材料相似、相對其而言經修改或與 之等效的許多方法和材料可以用于實施本發明的實施方案，無需過多實驗。
[0025] 本說明書所描述的數值范圍包括限定這個范圍的數值。本發明中使用的術語"約" 旨在限定它修飾的數值，從而將這種值表示為誤差范圍內的變量，或者指可能出現的數值 量的變動。無論是否受術語"約"修飾，權利要求包括與這些量的等同物。
[0026] 根據本發明的實施方案，提供一種石材表面處理組合物，包括以重量計0.5-5% 聚烯烴蠟，10-30%氟硅酸或氟酸硅鹽，1-6%酸調節劑，0. 5-5%醇醚類快干劑，以及余量為 水；其中，聚烯烴蠟以聚烯烴蠟乳液形式加入，聚烯烴蠟含量基于聚烯烴蠟乳液的總質量在 20至60%范圍內。用于處理各種石材的表面，以提供高光澤度和高防滑性能，滿足地板日 常護理、美觀和安全實用的需求。
[0027] ?Μ
[0028] 本發明中的石材主要指可以應用于地板、墻體的石材，例如大理石、水磨石或某些 花崗石等。
[0029] -般而言，大理石主要成分以含鈣化合物為主，也包括鎂、鈉、硅等其他雜質，鈣化 合物在大氣中受二氧化碳、碳化物、水氣的作用，抗風化能力較差，石材表面容易很快失去 光澤，因此要注意大理石石材的養護。
[0030] 水磨石通常是以水泥和大理石子為主要成分而形成的混合物。水磨石石材的缺陷 主要在于容易風化老化，而且表面粗糙，導致耐污能力比較差，且污染后很難清洗干凈，即 使在后期進行打蠟保養，也很難恢復石材表面的光潔度。因此，在水磨石石材制備之后馬上 進行晶面處理，對于延長石材使用壽命以及保持石材表面光澤度具有十分重要的意義。
[0031] 花崗石以二氧化硅為主要成分，質地堅硬，具有良好的耐酸性和耐候性，但是長期 使用易出現自然風化和磨損現象，尤其在潮濕的環境中使用，更需要一定的保護。
[0032] 采用本發明晶化劑對石材進行表面處理時，既添堵了石材微孔，具有抗風化和防 潮性能，同時又具有一定的透氣性，防止石材的霉變、病變。本發明晶化劑可以廣泛應用于 對光澤度和防滑性有需求的石材。
[0033] 聚烯烴蠟
[0034] 本發明晶化劑還包括可分散的聚烯烴蠟。聚烯烴蠟可以是至少部分帶有官能團或 不帶有官能團的、線性或非線性的、改性或非改性的疏水聚烯烴蠟。所述烯烴選自乙烯、四 氟乙烯、丙烯、1-丁烯、2-丁烯、異丁烯、1-戊烯、2-戊烯、1-己烯、1-辛烯、環戊烯、環己烯、 丁二烯和異戊二烯，優選為乙烯、四氟乙烯、丙烯或者其混合物。
[0035] 在帶有官能團的聚烯烴蠟中，官能團可以包括但不限于羥基、氨基、巰基、鹵素、 醚、羧基、羧酸酐、磺酸、磷酸、膦酸、羧酰胺、羧酸酯、羧酸酐、磺酸酯、磷酸脂、膦酸酯或腈基 團。
[0036] 本發明聚烯烴蠟的數均分子量1在約1000至20000之間，聚烯烴蠟的數均分子量 皿"優選為約2000至8000之間。聚烯烴蠟的蠟滴點為約60至180°C，優選為約80至160°C， 更優選為 120 至 16(TC (ASTM D3954-1994 (2004)，Standard Test Method for Dropping Point of Waxes)〇
[0037] 聚烯烴蠟一般通過裂解法和合成法制得。W02006/092425記載了帶有（甲基）丙 烯酸酯基團的聚烯烴蠟的制備方法，在此全文引入參考。
[0038] 適合的聚烯烴蠟可以在市場上購買得到，例如美國Honeywell (A-C聚乙烯）， Marcus Oil & Chemical Co.(美國德克薩斯州，Marcus產品），德國BASF(PE錯及合成改 性聚烯經錯），荷蘭Dow Chemical (PEG錯）等。
[0039] 本發明聚烯烴蠟優選為聚乙烯蠟、聚丙烯蠟或二者的混合物。
[0040] 本發明聚烯烴蠟用以提供油狀光亮度和更好的拋光應用屬性，并具有優良的防滑 性。聚烯烴蠟占所述晶化劑的質量百分含量為約0. 5%至5%，優選為約1. 0至3. 0%，更優 選1. 5% -2. 5%，本發明人發現在此范圍的聚烯烴蠟，所提供的光澤度水平趨于穩定，并且 具有良好的防滑性能。而超過此范圍，地面滑爽性會驟增，而光澤度沒有特別的改進。
[0041] 為了本發明晶化劑產品的使用便捷，可以將本發明聚烯烴蠟優選作為被乳化劑分 散的聚烯烴蠟，以水包油乳液形式存在。聚烯烴蠟乳液是通過加入乳化劑降低油水兩相的 表面張力，使得聚烯烴蠟均勻地分散在水中，借助乳化劑的定向作用，在外力作用下形成乳 狀液體。聚烯烴蠟形成乳液形式后，性能穩定、成膜均勻、便于存儲，并且容易與其他物質的 水溶液或乳狀液復配使用。
[0042] 本發明聚烯烴蠟乳液可以采用合適的乳化劑對聚烯烴蠟進行乳化而形成。采用的 乳化劑可以是非離子表面活性劑、陽離子表面活性劑，或其組合。由于陽離子乳液帶有正電 荷，對于灰塵有排斥作用，且在酸性體系下穩定性好，優選使用陽離子乳化劑制備聚烯烴蠟 乳液，由此，本發明也優選陽離子聚烯烴蠟乳液。
[0043] 聚烯烴蠟乳液制備通常將聚烯烴蠟氧化改性，引入-C00H，-0H等官能團，使得其 乳化性能提高，在此過程原料為聚烯烴蠟，氧化劑為空氣，反應溫度為150-20(TC，反應壓力 為0. 5-1. 5MPa，反應時間為2-8h，該過程為氧化改性聚烯烴蠟，該技術已經比較成熟。然后 將氧化改性的聚烯烴蠟乳化，乳化溫度為95-140°C，乳化壓力為0. 2-0. 4MPa，乳化劑的選 擇在下文進行詳細描述。
[0044] 本發明使用的乳化劑HLB值為8至18,其中計算非離子型表面活性劑的HLB值公 式為：
[0045]
【權利要求】
1. 一種石材表面處理晶化劑，包括以重量計0. 5-5%聚烯烴蠟，10-30%氟硅酸或氟酸 硅鹽，1-6%酸調節劑，0.5-5%快干劑，以及余量為水；其中，所述聚烯烴蠟以乳液形式加 入，聚烯烴蠟乳液的固含量在20至60 %范圍內。
2. 根據權利要求1所述的晶化劑，其特征在于，所述聚烯烴蠟乳液為陽離子聚烯烴蠟 乳液。
3. 根據權利要求1所述的晶化劑，其特征在于，所述聚烯烴蠟乳液粒徑在50至200nm 范圍內，粘度為1〇〇至1000厘泊范圍內。
4. 根據權利要求1至3任一項所述的晶化劑，其特征在于，所述聚烯烴蠟乳液是由HLB 值為8至18的乳化劑對聚烯烴蠟進行乳化而形成的。
5. 根據權利要求4所述的晶化劑，其特征在于，所述乳化劑是陽離子表面活性劑。
6. 根據權利要求5所述的晶化劑，其特征在于，所述乳化劑是烷基銨鹽，其中烷基為具 有12至20個碳原子的線性或非線性烷基。
7. 根據權利要求1至3任一項所述的晶化劑，其特征在于，所述聚烯烴蠟由選自以下一 種或幾種單體形成：乙烯、四氟乙烯、丙烯、1-丁烯、2-丁烯、異丁烯、1-戊烯、2-戊烯、1-己 烯、1-辛烯、環戊烯、環己烯、丁二烯和異戊二烯。
8. 根據權利要求7所述的晶化劑，所述聚烯烴蠟由選自以下任一種或幾種官能團取代 的，所述官能團選自羥基、氨基、巰基、醚、鹵素、羧基、羧酸酐、磺酸、磷酸、膦酸、羧酰胺、羧 酸酯、羧酸酐、磺酸酯、磷酸脂、膦酸酯和腈基團。
9. 根據權利要求8所述的晶化劑，所述聚烯烴蠟是聚乙烯蠟、聚四氟乙烯蠟、聚丙烯蠟 或其混合物。
10. 根據權利要求1至3任一項所述的晶化劑，其特征在于，所述聚烯烴蠟的數均分子 量1在1000至20000之間。
11. 根據權利要求10所述的晶化劑，其特征在于，所述聚烯烴蠟的數均分子量1在 2000至8000之間。
12. 根據權利要求1至3任一項所述的晶化劑，其特征在于，所述聚烯烴蠟的滴熔點為 60至180°C之間。
13. 根據權利要求12所述的晶化劑，其特征在于，所述聚烯烴蠟的蠟滴點為80至 160°C之間。
14. 根據權利要求1至3任一項所述的晶化劑，其特征在于，所述晶化劑包括 1. 0% -3. 0 %的聚烯烴蠟。
15. 根據權利要求1至3任一項所述的晶化劑，其特征在于，所述氟硅酸鹽是選自氟硅 酸鈉、氟硅酸鉀、氟硅酸鎂、氟硅酸鋅和氟硅酸鉻其中的一種或幾種。
16. 根據權利要求1至3任一項所述的晶化劑，其特征在于，所述酸調節劑的一級解離 常數pKal在1.0至6.0范圍。
17. 根據權利要求16所述的晶化劑，其特征在于，所述酸調節劑的一級解離常數pKal 在2. 5至4. 5范圍。
18. 根據權利要求1至3任一項所述的晶化劑，其特征在于，所述酸調節劑為富馬酸、檸 檬酸、2, 3-二羥基丁二酸或其組合。
19. 根據權利要求1至3任一項所述的晶化劑，其特征在于，所述快干劑蒸發速度大于 0. 01ο
20. 根據權利要求19所述的晶化劑，其特征在于，所述快干劑是選自乙二醇甲醚、乙二 醇丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚，丙二醇丙醚、二丙二醇丙醚、丙二醇丁 醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇二甲醚、乙二醇丁醚和二乙二醇甲 醚其中的一種或幾種。
21. 根據權利要求1所述的晶化劑，其特征在于，所述晶化劑還包括光亮增強劑類和灰 塵吸收劑作為助劑，含量不超過1%。
22. 根據權利要求1所述的晶化劑，其特征在于，所述石材是大理石、水磨石或特殊花 崗石。
23. 權利要求1-22任一項所述晶化劑的制造方法，包括以下步驟： (i) 在水中加入氟硅酸或氟硅酸鹽，攪拌至所述氟硅酸或氟硅酸鹽完全溶解于水中； (ii) 在步驟（i)所得溶液中加入酸調節劑，攪拌均勻； (iii) 在步驟（ii)所得溶液中加入聚烯烴蠟乳液，攪拌均勻；及 (iv) 在步驟（iii)所得溶液中加入醇醚類快干劑攪拌均勻， 其中，所述聚烯烴蠟、氟硅酸或氟酸硅鹽、酸調節劑和醇醚快干劑的質量百分比含量分 別為0. 5-5%，10-30%，1-6 %，0. 5-5%，以及余量為水；其中，聚烯烴蠟以乳液形式加入， 聚烯烴蠟乳液的固含量在20至60 %范圍內。
24. 包含權利要求1-22任一項所述的晶化劑的石材。
25. 權利要求24所述的石材的制造方法，其特征在于，在石材表面上噴摩拋光權利要 求1的晶化劑，使得所述石材上形成所述晶化劑的涂層。
【文檔編號】C09G1/08GK104119803SQ201310156316
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月28日 優先權日:2013年4月28日
【發明者】許劍杰 申請人:埃科萊布美國股份有限公司