一种瓷砖防滑剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及瓷砖防滑的技术领域，具体涉及一种瓷砖防滑剂及其制备方法。


背景技术：

2.随着瓷砖生产技术的不断创新，其装饰效果得到了提升，同时由于它还具有良好的抗机械压力性能，逐渐成为主要的地面装饰材料，但瓷砖表面往往十分光滑，地面防滑问题受到人们的关注，目前，防滑的主要措施为在砖体表面制成具有宏观或微观的凹凸不平的结构以此来增大与砖体接触时的摩擦力，但是这些凹凸不平的结构在增大摩擦力的同时，由于不易对其进行彻底清洁，容易藏污纳垢、滋生细菌，长时间使用将给人们的生活带来健康隐患。
3.申请号为201710380986.3的专利提供了一种瓷砖表面用的防滑剂及其制备方法，以氟盐为主要原料，缓蚀剂为辅料，并加入表面活性剂、保湿剂和香精作为助剂，通过化学反应在瓷砖表面形成许多纳米级的微孔结构，从而达到防滑效果，通过在防滑剂中加入灭菌剂达到除去病菌的目的。
4.申请号为201610221730.3的专利提供了一种表面防滑处理剂，由复合离子型表面活性剂、羟基乙酸、酒石酸、亲水扩链剂、消泡剂、引气剂等组分组成，能与固体材料表面发生显微反应速度快、防滑系数高，瓷砖表面受腐蚀后表面形成具有防滑作用的微观结构，对固体材料表面的伤害小，不会破坏固体材料表面性质。


技术实现要素：

5.为了解决现有防滑剂易磨损及使用防滑剂后产生的微观的凹凸结构内易滋生病菌的问题，本发明提供了一种瓷砖防滑剂及其制备方法，能够有效的吸附在瓷砖表面，起到良好的防滑作用，同时还具有一定的灭菌效果。
6.本发明解决上述问题的技术方案如下：
7.一种瓷砖防滑剂，按重量份计，至少包括以下组分：
8.氟盐 10
‑
20份；
9.酸类物质 5
‑
15份；
10.表面活性剂 3
‑
7份；
11.醇醚类物质 4
‑
10份；
12.分散稳定剂 0.2
‑
1份；
13.余量为水。
14.所述表面活性剂由以下原料制备合成：低含氢硅油、反
‑3‑
戊烯酸、三乙醇胺、短链脂肪酸、硫酸二甲酯。
15.本发明具有如下有益效果：本发明制备所得的表面活性剂上连接有聚有机硅氧烷链，一方面使其具有一定的抗起泡性质，一方面能够增加涂敷物体表面的光泽度，同时表面活性剂分子中带有正电荷的部分与瓷砖中带有负电荷的成分之间相互吸引，增大了与瓷砖
之间的粘合力。
具体实施方式
16.下面将结合本技术实施例，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
17.低含氢硅油cas号63148
‑
57
‑
2；反
‑3‑
戊烯酸cas号1617
‑
32
‑
9；三乙醇胺cas号102
‑
71
‑
6；戊酸cas号109
‑
52
‑
4；钛酸四丁酯cas号5593
‑
70
‑
4；含水硫酸铈cas号10294
‑
42
‑
5；正丁酸cas号107
‑
92
‑
6；己酸cas号142
‑
62
‑
1；硫酸二甲酯cas号15199
‑
43
‑
6；氟化铵cas号12125
‑
01
‑
8；氟化氢铵cas 号1341
‑
49
‑
7；氢氟酸cas号7664
‑
39
‑
3；乙二醇丁醚cas号111
‑
76
‑
2；聚丙烯酸钠cas号9003
‑
04
‑
7；柠檬酸cas号77
‑
92
‑
9；二乙二醇丁醚cas号112
‑
34
‑
5；丙二醇丁醚cas号29387
‑
86
‑
8；乙酸乙酯cas号141
‑
78
‑
6；酒石酸cas号526
‑
83
‑
0；草酸cas号144
‑
62
‑
7；二丙二醇甲醚cas号34590
‑
94
‑
8；甲基叔丁基醚cas号1634
‑
04
‑
4；甲基丙烯酸异丙酯cas号4655
‑
34
‑
9；甲基正丁基醚cas号628
‑
28
‑
4。所有化学试剂均为市售，氮气纯度为99％。
18.为了解决上述问题，本发明提供了一种瓷砖防滑剂，按重量份计，至少包括以下组分：
19.氟盐 10
‑
20份；
20.酸类物质 5
‑
15份；
21.表面活性剂 3
‑
7份；
22.醇醚类物质 4
‑
10份；
23.分散稳定剂 0.2
‑
1份；
24.余量为水。
25.作为一种优选的实施方式，一种瓷砖防滑剂，按重量份计，至少包括以下组分：氟盐16份、酸类物质13份、表面活性剂5份、醇醚类物质7份、分散稳定剂0.8份、余量为水。
26.表面活性剂由以下原料制备合成：低含氢硅油、反
‑3‑
戊烯酸、三乙醇胺、短链脂肪酸、硫酸二甲酯。
27.表面活性剂的制备方法为：
28.s1：在反应瓶中加入低含氢硅油、反
‑3‑
戊烯酸和氯铂酸
‑
异丙醇，加热并搅拌均匀；
29.s2：将三乙醇胺与短链脂肪酸混合，以钛酸四丁酯为催化剂，并通入惰性气体；
30.s3：将步骤s1和步骤s2中得到的产物混合，加入含水硫酸铈，加热并搅拌；
31.s4：在步骤s3得到的产物中滴加硫酸二甲酯，加热并搅拌，得到表面活性剂。
32.其中，脂肪酸结构式为：式中，r为c3～c5烷基。
33.硅油一般没有颜色或略微带黄色，没有任何明显的气味，毒性较小，挥发性极小，在制备乳液过程中能够有效的防止气泡，具有一定的消泡作用，同时硅油还能够增加涂覆
物体表面的光泽度，但其本身化学性质稳定，不容易与其他物质发生反应，其中低含氢硅油由于含有si
‑
h键，其上的h较为活泼，易发生一系列反应，从而赋予其一些新的性能，在本发明中，利用氯铂酸
‑
异丙醇作为催化剂，使反
‑3‑
戊烯酸与低含氢硅油发生硅氢加成反应，得到羧基改性硅油，另一方面，令三乙醇胺与短链脂肪酸混合，以钛酸四丁酯为催化剂，生成脂肪酸三乙醇胺酯混合物，其中以双脂肪酸三乙醇胺酯为主产物，双脂肪酸三乙醇胺酯与上述羧基改性硅油发生酯化反应，在生成的酯化物中滴加硫酸二甲酯，得到新型季铵盐类表面活性剂。
34.本发明制备的表面活性剂中n的四周被烃基取代，其特殊结构使得分子中亲水基团带有正电荷，由于瓷砖主要由硅、铝、镁等成分的矿物原料组成，通常是带有负电荷的，合成的表面活性剂分子中的亲水基团能与瓷砖表面形成紧密的单分子吸附层，当使用时，由于该制备所得的防滑剂与瓷砖间能够形成电荷相互作用，即制备的防滑剂中含有的亲水基团中带有正电荷与瓷砖中带有负电荷的成分之间相互吸引，使得防滑剂能够与瓷砖表面产生吸附作用，另外，由于同种电荷之间相互排斥，避免了防滑剂中的有效成分在某一处大量聚集，使得制备的表面活性剂分子能与瓷砖之间形成有效的单分子吸附层，一方面促使了防滑剂与瓷砖的结合，另一方面提高了防滑性能的均一性。
35.防滑剂防滑的作用原理是在瓷砖表面形成大量微观的凹凸不平的结构，平时的清洁很难将其清洗彻底，容易滋生细菌，由于制备的表面活性剂中亲水基团带有正电荷，通常生物细胞组织表面带有负电荷，该表面活性剂分子与带有负电荷的细菌体相互吸附，抑制细菌的生长，从而导致细菌死亡，同时其上含有的烷基与细菌的亲水基作用，改变膜的通透性，使之发生溶胞作用，破坏细胞结构，导致细胞死亡，从而实现消灭病菌的目的。
36.因此，本发明制备的表面活性剂极具有硅油有一定的消泡作用又能够增加涂覆物体表面的光泽度，同时还能够增加与瓷砖表面间的吸附作用及杀菌作用，另外由于聚有机硅氧烷链的存在使得制备的防滑剂具有良好的流动性。
37.实施例1
38.本实施例提供了一种表面活性剂的制备方法：
39.具体步骤为：
40.s1：在反应瓶中加入150ml低含氢硅油和100ml反
‑3‑
戊烯酸，加热并搅拌，反应过程中滴加氯铂酸
‑
异丙醇，升高温度至100℃，反应6h，得到羧酸改性硅油，结构式为：
[0041][0042]
s2：取60ml三乙醇胺与100ml戊酸混合，加入15ml钛酸四丁酯为催化剂，在氮气气氛下反应，搅拌并升温至180℃，反应4h，得油状物；
[0043]
s3：将步骤s1中得到的羧酸改性硅油和步骤s2得到的油状物混合，加入6g含水硫酸铈，搅拌并升温至125℃，反应4.5h，得到油状物，结构式为：
[0044][0045]
s4：将硫酸二甲酯置于恒压漏斗中，缓慢滴加至步骤s3得到的产物内，通入氮气，加热至120℃，搅拌均匀，反应5h，得到表面活性剂，结构式为：
[0046][0047]
制备所得的表面活性剂上连接有聚有机硅氧烷链，使得该制备所得的表面活性剂具有一定的抗起泡性质，同时聚有机硅氧烷链的存在能够增加涂覆物体表面的光泽度，另一方面，制备所得的表面活性剂分子中带有正电荷的部分能够与瓷砖中带有负电荷的成分相互吸引，增大了与瓷砖之间的粘合力，同时带有正电荷的基团与带有负电荷的生物细胞组织表面相互吸引，从而抑制细菌生长，实现灭菌的作用。
[0048]
实施例2
[0049]
本实施例提供了一种表面活性剂的制备方法：
[0050]
具体步骤为：
[0051]
s1：在反应瓶中加入150ml低含氢硅油和100ml反
‑3‑
戊烯酸，加热并搅拌，反应过程中滴加氯铂酸
‑
异丙醇，升高温度至100℃，反应6h，得到羧酸改性硅油；
[0052]
s2：取60ml三乙醇胺与100ml正丁酸混合，加入15ml钛酸四丁酯为催化剂，在氮气气氛下反应，搅拌并升温至180℃，反应4h，得油状物；
[0053]
s3：将步骤s1中得到的羧酸改性硅油和步骤s2得到的油状物混合，加入6g含水硫酸铈，搅拌并升温至125℃，反应4.5h，得到油状物；
[0054]
s4：将硫酸二甲酯置于恒压漏斗中，缓慢滴加至步骤s3得到的产物内，通入氮气，加热至120℃，搅拌均匀，反应5h，得到表面活性剂。
[0055]
实施例3
[0056]
本实施例提供了一种表面活性剂的制备方法：
[0057]
具体步骤为：
[0058]
s1：在反应瓶中加入150ml低含氢硅油和100ml反
‑3‑
戊烯酸，加热并搅拌，反应过程中滴加氯铂酸
‑
异丙醇，升高温度至100℃，反应6h，得到羧酸改性硅油；
[0059]
s2：取60ml三乙醇胺与100ml己酸混合，加入15ml钛酸四丁酯为催化剂，在氮气气氛下反应，搅拌并升温至180℃，反应4h，得油状物；
[0060]
s3：将步骤s1中得到的羧酸改性硅油和步骤s2得到的油状物混合，加入6g含水硫酸铈，搅拌并升温至125℃，反应4.5h，得到油状物；
[0061]
s4：将硫酸二甲酯置于恒压漏斗中，缓慢滴加至步骤s3得到的产物内，通入氮气，加热至120℃，搅拌均匀，反应5h，得到表面活性剂。
[0062]
实施例4
[0063]
本实施例提供一种瓷砖防滑剂及其制备方法：
[0064]
一种瓷砖防滑剂，按重量计，至少包括以下组分：
[0065]
氟盐10份、酸类物质5份、表面活性剂3份、醇醚类物质4份、分散稳定剂0.2份、余量为水，其中，氟盐为氟化铵，酸类物质为氢氟酸，表面活性剂为实施例1中制备所得的表面活性剂，醇醚类物质为乙二醇丁醚，分散稳定剂为聚丙烯酸钠。
[0066]
一种瓷砖防滑剂的制备方法：
[0067]
a、将10份氟盐加入水中，600rpm转速下搅拌均匀；
[0068]
b、将5份酸类物质加入到步骤a所得的溶液中，800rpm转速下搅拌均匀；
[0069]
c、将3份表面活性剂、4份醇醚类物质、0.2份分散稳定剂加入到步骤b 所得的溶液中，超声20min，1000rpm转速下搅拌30min，得到制备的瓷砖防滑剂。
[0070]
实施例5
[0071]
本实施例提供一种瓷砖防滑剂及其制备方法：
[0072]
一种瓷砖防滑剂，按重量计，至少包括以下组分：
[0073]
氟盐20份、酸类物质15份、表面活性剂7份、醇醚类物质10份、分散稳定剂1份、余量为水，其中，氟盐为氟化氢铵，酸类物质为氢氟酸和柠檬酸，表面活性剂为实施例1中制备所得的表面活性剂，醇醚类物质为二乙二醇丁醚和丙二醇丁醚，分散稳定剂为乙酸乙酯和二乙二醇二甲基醚。
[0074]
一种瓷砖防滑剂的制备方法：
[0075]
a、将20份氟盐加入水中，800rpm转速下搅拌均匀；
[0076]
b、将15份酸类物质加入到步骤a所得的溶液中，1000rpm转速下搅拌均匀；
[0077]
c、将7份表面活性剂、10份醇醚类物质、1份分散稳定剂加入到步骤b 所得的溶液中，超声20min，1200rpm转速下搅拌30min，得到制备的瓷砖防滑剂。
[0078]
实施例6
[0079]
本实施例提供一种瓷砖防滑剂及其制备方法：
[0080]
一种瓷砖防滑剂，按重量计，至少包括以下组分：
[0081]
氟盐15份、酸类物质10份、表面活性剂4份、醇醚类物质6份、分散稳定剂0.7份、余量为水，其中，氟盐为氟化铵，酸类物质为酒石酸和草酸，表面活性剂为实施例1中制备所得的表面活性剂，醇醚类物质为二丙二醇甲醚和甲基叔丁基醚，分散稳定剂为二乙二醇单乙烯基醚和甲基丙烯酸异丙酯。
[0082]
一种瓷砖防滑剂的制备方法：
[0083]
a、将15份氟盐加入水中，800rpm转速下搅拌均匀；
[0084]
b、将10份酸类物质加入到步骤a所得的溶液中，1000rpm转速下搅拌均匀；
[0085]
c、将4份表面活性剂、6份醇醚类物质、0.7份分散稳定剂加入到步骤b 所得的溶液中，超声20min，1200rpm转速下搅拌30min，得到制备的瓷砖防滑剂。
[0086]
实施例7
[0087]
本实施例提供一种瓷砖防滑剂及其制备方法：
[0088]
一种瓷砖防滑剂，按重量计，至少包括以下组分：
[0089]
氟盐18份、酸类物质12份、表面活性剂6份、醇醚类物质8份、分散稳定剂0.9份、余量为水，其中，氟盐为氟化铵，酸类物质为氢氟酸和酒石酸，表面活性剂为实施例1中制备所得的表面活性剂，醇醚类物质为对二甲苯基醚和甲基正丁基醚，分散稳定剂为丙烯酸
‑
丙烯酰胺共聚物。
[0090]
一种瓷砖防滑剂的制备方法：
[0091]
a、将18份氟盐加入水中，600rpm转速下搅拌均匀；
[0092]
b、将12份酸类物质加入到步骤a所得的溶液中，800rpm转速下搅拌均匀；
[0093]
c、将6份表面活性剂、8份醇醚类物质、0.9份分散稳定剂加入到步骤b 所得的溶液中，超声20min，1000rpm转速下搅拌30min，得到制备的瓷砖防滑剂。
[0094]
实施例8
[0095]
本实施例提供一种瓷砖防滑剂及其制备方法：
[0096]
一种瓷砖防滑剂，按重量计，至少包括以下组分：
[0097]
氟盐16份、酸类物质13份、表面活性剂5份、醇醚类物质7份、分散稳定剂0.8份、余量为水，其中，氟盐为氟化铵，酸类物质为氢氟酸和硝酸，表面活性剂为实施例1中制备所得的表面活性剂，醇醚类物质为三乙二醇二乙烯基醚，分散稳定剂为聚氧乙烯醚。
[0098]
一种瓷砖防滑剂的制备方法：
[0099]
a、将16份氟盐加入水中，800rpm转速下搅拌均匀；
[0100]
b、将13份酸类物质加入到步骤a所得的溶液中，1000rpm转速下搅拌均匀；
[0101]
c、将5份表面活性剂、7份醇醚类物质、0.8份分散稳定剂加入到步骤b 所得的溶液中，超声20min，1200rpm转速下搅拌30min，得到制备的瓷砖防滑剂。
[0102]
实施例9
[0103]
本实施例提供一种瓷砖防滑剂及其制备方法：
[0104]
一种瓷砖防滑剂，按重量计，至少包括以下组分：
[0105]
氟盐16份、酸类物质12份、表面活性剂6份、醇醚类物质7份、分散稳定剂0.7份、余量为水，其中，氟盐为氟化铵，酸类物质为氢氟酸和硝酸，表面活性剂为实施例1中制备所得的表面活性剂，醇醚类物质为三乙二醇二乙烯基醚，分散稳定剂为聚氧乙烯醚。
[0106]
一种瓷砖防滑剂的制备方法：
[0107]
a、将16份氟盐加入水中，800rpm转速下搅拌均匀；
[0108]
b、将12份酸类物质加入到步骤a所得的溶液中，1000rpm转速下搅拌均匀；
[0109]
c、将6份表面活性剂、7份醇醚类物质、0.7份分散稳定剂加入到步骤b 所得的溶液中，超声20min，1200rpm转速下搅拌30min，得到制备的瓷砖防滑剂。
[0110]
实施例10
[0111]
本实施例提供一种瓷砖防滑剂及其制备方法：
[0112]
一种瓷砖防滑剂，按重量计，至少包括以下组分：
[0113]
氟盐15份、酸类物质10份、表面活性剂3份、醇醚类物质10份、分散稳定剂0.9份、余量为水，其中，氟盐为氟化铵，酸类物质为氢氟酸，表面活性剂为实施例1中制备所得的表面活性剂，醇醚类物质为乙二醇丁醚，分散稳定剂为聚丙烯酸钠。
[0114]
一种瓷砖防滑剂的制备方法：
[0115]
a、将15份氟盐加入水中，600rpm转速下搅拌均匀；
[0116]
b、将10份酸类物质加入到步骤a所得的溶液中，800rpm转速下搅拌均匀；
[0117]
c、将3份表面活性剂、10份醇醚类物质、0.9份分散稳定剂加入到步骤 b所得的溶液中，超声20min，1000rpm转速下搅拌30min，得到制备的瓷砖防滑剂。
[0118]
对实施例4
‑
10制备的瓷砖防滑剂进行性能测试，其中对比例1为国内某同类产品。
[0119]
(1)摩擦系数测试
[0120]
1.干态表面测试
[0121]
测试过程：根据jc/t 1050
‑
2007的标准，将测试表面用清水洗净并干燥，放在水平的工作台上，将滑块组件放在测试面上，水平拉力计挂钩挂在滑块组件的环首螺钉上，在滑块组件上面的中心位置放置一个重块，固定测试样品，使拉力计的拉杆和环首螺钉保持在同一条水平线上，缓慢拉动拉力计至滑块组件恰发生移动，记录相关读数。
[0122]
2.湿态表面测试
[0123]
测试过程：根据jc/t 1050
‑
2007的标准，用蒸馏水将测试面和滑块与测试面的接触面打湿，将制备好的测试面放在水平的工作台上，将滑块组件放在打湿的测试面上，水平拉力计挂钩挂在滑块组件的环首螺钉上，在滑块组件上面的中心位置放置一个重块，固定测试样品，使拉力计的拉杆和环首螺钉保持在同一条水平线上，缓慢拉动拉力计至滑块组件恰发生移动，记录相关读数。
[0124]
(2)光泽度测试
[0125]
测试过程：将涂覆有防滑剂的瓷砖表面擦拭干净并干燥，将处于工作状态的地板光泽仪底部平放于需要测试的物体的表面，测试中采用的是广州市东儒电子科技有限公司生产的型号为dr61的地板光泽度仪。
[0126]
结果数据如表1所示：
[0127]
表1
[0128]
对象干态摩擦系数湿态摩擦系数光泽度(％)实施例40.780.8777实施例50.850.9280实施例60.890.9785实施例70.870.9483实施例80.910.9989实施例90.860.9283实施例100.900.9686对比例10.560.6452
[0129]
由表1对比发现，本发明制备的瓷砖防滑剂增大了接触面间的摩擦力，无论在干燥状态下还是湿态状态下均起到了良好的防滑作用，同时，在无外加光亮剂的情况下，该防滑剂能够使瓷砖表面具有良好的光泽度，使得瓷砖在具有防滑作用的同时能够尽可能保持瓷砖原有的光泽，保证瓷砖的装饰效果。
[0130]
(3)灭菌效果检测
[0131]
测试过程：
[0132]
1.大肠杆菌制备：在三角瓶中装50ml营养肉汤培养基，接种0.4ml大肠杆菌，28℃培养24h。将培养出的大肠杆菌稀释10倍后备用；
[0133]
2.在洁净的瓷砖片上涂布防滑剂，对比例2为洁净的瓷砖片，将准备好的瓷砖片灭菌后备用；
[0134]
3.取0.6ml备用的大肠杆菌液涂布在瓷砖片上，经2h后洗菌进行菌落培养，在36℃下培养96h，试验组和对照组样本稀释后计算杀菌率：杀菌率(％) ＝(对照组活菌浓度
‑
试验组活菌浓度)/对照组活菌浓度
×
100％。
[0135]
抗菌实验结果如表2所示：
[0136]
表2
[0137]
对象存活菌落数/(个
·
ml
‑1)杀菌率/％实施例426395.8
±
0.2实施例516897.3
±
0.5实施例621696.5
±
0.6实施例712598.0
±
0.4实施例80100实施例932094.8
±
0.7实施例1030095.2
±
0.9
[0138]
对比例2上的菌落数为6250个/ml。
[0139]
通过表2数据可以发现，本发明制备的防滑剂具有抗菌消毒的效果，防止因长时间使用无法及时清洁而对人们的生活产生健康隐患。
[0140]
总的来说，经过本发明制备的防滑剂处理后，增大了瓷砖与接触面间的摩擦力，提高了防滑效果，同时能够使瓷砖表面维持良好的光泽度，还具有一定的灭菌效果。
[0141]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0142]
尽管已经示出和描述了本技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。