CN101486467A - 轻质、白色硅藻土材料 - Google Patents

Abstract

本发明提供了轻质、白色硅藻土材料。该硅藻土材料是探用添加适当的助剂，在合适的温度下煅烧，使硅藻土部分玻璃化或晶化获得的。由于晶化排杂的作用使杂质含量降低或杂质的价态发生变化，达到增白效果；通过煅烧获得合适的孔隙率，以保持硅藻土的多孔、轻质和活性。该材料不仅可作为助滤剂，陶瓷过滤器，更有利于作为白色涂料的添加剂。其取代钛白粉，不仅效果相同而且价格低廉。得到的轻质、白色硅藻土材料经电镜测试表明，其仍然保持硅藻土的多孔结构；XRD测定表明，其已部分晶化，显示出SiO₂晶相的特征衍射峰。经测定，其白度≥90，密度＜0.2g/cm³，Fe₂O₃含量约为1.0％，SiO₂含量≥90％。

Description

轻质、白色硅藻土材料

技术领域

本发明涉及轻质、白色硅藻土材料。

背景技术

硅藻土是以硅藻遗骸(壳体)为主的一种生物沉积矿物。硅藻土的化学成份主要是SiO₂，其结构上属于非晶态。硅藻土特殊的物理和化学性质，如大的孔隙率和比表面积，强的吸附能力，优良的化学活性，耐酸等，使其成为一种不可多得的天然资源。我国硅藻土资源丰富，已证明的储量仅仅次于美国，占据世界第二位。

硅藻土作为一种介孔材料(其孔径约为20nm～几个μm)已广泛地应用于食品、医药、化工、建材、石油、冶金、造纸、橡胶、农业、畜牧业和环保等领域，对提高产品价值、节能减排、减少和消除污染等方面具有重要作用。目前硅藻土主要用于助滤剂、保温材料和催化剂载体，其他应用领域正在开拓，并已取得一系列成果。

利用硅藻土独特的孔结构和不同的粒度分布范围，以及稳定的化学性质，作为助滤材料它不仅能使滤液获得很高的流速比，并能滤除微细的悬浮物，最小可滤除0.1～1μm的杂质粒子，已在食品和工业上得到广泛地应用，目前60％以上的硅藻土用作助滤剂材料。

充分利用硅藻土的多孔结构，大的比表面积和强的吸附性作为载体已有很大发展，如利用硅藻土作为一种液相加氢催化剂的载体(CN1275439)，用于制造硫酸时的钒催化剂载体(CN02148503)和用于丙烯齐聚固体磷酸催化剂载体(CN1381432)等等；特别是近年来迅速发展的具有功能特性的复合型环保催化剂，其中以探用TiO₂与硅藻土复合制备具有光催化特性的硅藻土材料较为成熟，如中国发明专利200610129918公开了一种硅藻土微粒负载纳米TiO₂的制备方法，该产物适用于处理居室内的甲醛气体，调节水份的微循环；也可用于废水中有机物的吸附、降解和产品的回收利用。中国发明专利200810050430.9公开了一种能产生负氧离子的硅藻土复合材料及其制备方法。该材料是将硅藻土与Ti(OH)₄复合，经灼烧后得到能在日光下产生负氧离子的硅藻土材料，具有降尘、灭菌、净化以及生理保健等功能。

日本利用硅藻土生产室内的装修材料，在硅藻土中添加TiO₂制成复合材料，能够长时间消除异味和吸收分解有害化学物质，并能够长期保持内外墙面清洁。深圳市好千代建材有限公司销售日本的硅藻土壁材，认为具有调节温度、净化空气、抗菌抑菌、保温隔热、遮蔽放射线等作用。

硅藻土作为涂料添加剂具有孔隙度大、吸附性强、化学性质稳定、耐磨、耐热等特点。它能为涂料提供优异的表面性能，降低涂膜的表面光滑并增加涂膜的耐磨性及抗划痕性，由于它具有较大的孔体积，还可以减少树脂的用量，降低成本。该添加剂也被认为是一种具有良好性价比的高效涂料用消光粉产品，目前已被国际上众多的大型涂料生产商认可，广泛应用于乳胶漆、醇酸树脂漆和聚酯漆等多种漆料体系中，尤其适用于建筑涂料的生产。

中国专利03114257公开了纳米生态功能涂料，其由弹性丙烯酸树脂乳液，纳米无机材料、超微硅藻土、助剂等复合而成，具有防水、隔热、净化空气、杀菌、防潮、防霉等功效。

目前市场上生产的涂料主要是乳胶漆，白乳胶漆中添加钛白粉，其价格昂贵。以硅藻土原料制成的负离子功能材料添加到乳胶漆中与添加钛白粉的乳胶漆有同等效果。并以其特有的物理性能和低廉的价格，在市场上有很大的竞争优势。

硅藻土的原土通常含有一定量的杂质，如Al₂O₅、Fe₂O₃、CaO、MgO等，由于杂质的影响使原土呈现不同的颜色，如灰白色、灰色、灰绿色、灰褐色和棕褐色，通常随着杂质的含量增加颜色加深，特别是Fe₂O₃的含量影响最明显。由此对硅藻土的应用带来限制，故制备轻质、白色硅藻土材料已成为当前扩大应用范围、提高产品质量、提升产品附加值所急待解决的问题。

发明内容

本发明提供了轻质、白色硅藻土材料。

本发明根据硅藻土材料的化学与物理性质，提出探用添加适当的助剂，在合适的温度下煅烧，使硅藻土部份玻璃化或晶化，在煅烧的过程中，由于晶化排杂的作用使杂质含量降低或杂质的价态发生变化，达到增白效果，与此同时，通过煅烧获得合适的孔隙率，以保持硅藻土多孔、轻质、和活性。然后探用旋风分离以优选出轻质、白色硅藻土材料，该材料不仅可作为助滤剂，陶瓷过滤器，更有利于作为白色涂料的添加剂，以取代钛白粉，不仅效果相同而且价格低廉。

本发明提供的轻质、白色硅藻土材料，其特征在于，它是由如下的方法制备的：

硅藻土质量为：100％，

助剂质量为：3％～10％；

所述的硅藻土为干燥的SiO₂含量≥85％硅藻土；

所述的助剂为NaOH、Na₂CO₃或NaCl；或者为NaOH和NaCl的混合物、NaCl和CaCO₃的混合物、Na₂CO₃和CaCl₃的混合物、Na₂CO₃和MgCl₂混合物、MgCO₃和NaCl的混合物的任意一种；

所述的NaOH和NaCl的混合物中，NaOH和NaCl重量配比为：5:1-1:1；

所述的Na₂CO₃和CaCl₃的混合物中，Na₂CO₃和CaCl₃的重量配比为：5:1-1:1；

所述的Na₂CO₃和MgCl₂的混合物中，Na₂CO₃和MgCl₂重量配比为：5:1-4:3；

所述的NaCl和CaCO₃的混合物中，NaCl和CaCO₃的重量配比为：4:1-1:1；

所述的NaCl和MgCO₃的混合物中，NaCl和MgCO₃的重量配比为：4:1-5:3；

按配比，称取所述的硅藻土和助剂，混合均匀，经700℃～1100℃下灼烧4—8小时，所得灼烧物粉碎，经旋风分离除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，得到轻质、白色硅藻土材料。

有益效果：探用添加适当的助剂在合适的温度下煅烧，使硅藻土部份玻璃化或晶化，在煅烧的过程中，由于晶化排杂的作用使杂质含量降低或杂质的价态发生变化，达到增白效果，与此同时，通过煅烧获得合适的孔隙率，以保持硅藻土的多孔、轻质、和活性。然后探用旋风分离以优选出轻质白色硅藻土材料，该材料不仅可作为助滤剂，陶瓷过滤器，更有利于作为白色涂料的添加剂，以取代钛白粉，不仅效果相同而且价格低廉。得到的轻质、白色硅藻土材料经电镜测试(见图1、2)，表明其仍然保持硅藻土的多孔结构，XRD测定(见图3)表明，其已部份晶化，显示出SiO₂晶相的特征衍射峰。经测定，其白度≥90，密度<0.2g/cm³，Fe₂O₃含量约为1.0％，SiO₂含量≥90％。

附图说明

图1、2是轻质、白色硅藻土材料的电镜测试照片。

图3是轻质、白色硅藻土材料的XRD图。

具体实施方式

实施例1 称取1000g经干燥的硅藻土，加入50g NaOH，混合均匀，于800℃下灼烧4个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例2 称取1000g经干燥的硅藻土，加入30g NaOH，混合均匀，于950℃下灼烧6个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例3 称取1000g经干燥的硅藻土，加入80g NaCl，混合均匀，于800℃下灼烧6个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例4 称取1000g经干燥的硅藻土，加入50g NaCl，混合均匀，于900℃下灼烧8个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例5 称取1000g经干燥的硅藻土，加入40g Na₂CO₃，混合均匀，于1000℃下灼烧4个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例6 称取1000g经干燥的硅藻土，加入60g Na₂CO₃，混合均匀，于900℃下灼烧4个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例7 称取1000g经干燥的硅藻土，加入25g NaOH和5g NaCl，混合均匀，于900℃下灼烧5个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例8 称取1000g经干燥的硅藻土，加入40g NaOH和10g NaCl，混合均匀，于800℃下灼烧5个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例9 称取1000g经干燥的硅藻土，加入40g NaOH和40g NaCl，混合均匀，于700℃下灼烧6个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例10 称取1000g经干燥的硅藻土，加入50g NaCl+50gCaCO₃₃，混合均匀，于800℃下灼烧8个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例11 称取1000g经干燥的硅藻土，加入40g NaCl+30gCaCO₃₃，混合均匀，于1000℃下灼烧7个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例12 称取1000g经干燥的硅藻土，加入40g NaCl+10gCaCO₃₃，混合均匀，于1100℃下灼烧8个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例13 称取1000g经干燥的硅藻土，加入50g Na₂CO₃+10gCaCl，混合均匀，于1000℃下灼烧6个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例14 称取1000g经干燥的硅藻土，加入40g Na₂CO₃+30gCaCl，混合均匀，于900℃下灼烧6个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例15 称取1000g经干燥的硅藻土，加入40g Na₂CO₃+40gCaCl，混合均匀，于800℃下灼烧8个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例16 称取1000g经干燥的硅藻土，加入50g Na₂CO₂+10gMgCl₂，混合均匀，于1000℃下灼烧8个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例17 称取1000g经干燥的硅藻土，加入40g Na₂CO₃+20gMgCl₂，混合均匀，于950℃下灼烧6个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例18 称取1000g经干燥的硅藻土，加入40g Na₂CO₃+30gMgCl₂，混合均匀，于900℃下灼烧8个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例19 称取1000g经干燥的硅藻土，加入50g NaCl和30gMgCO₃，混合均匀，于900℃下灼烧8个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例20 称取1000g经干燥的硅藻土，加入40g NaCl和20gMgCO₃，混合均匀，于1000℃下灼烧6个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

实施例21 称取1000g经干燥的硅藻土，加入40g NaCl和10gMgCO₃，混合均匀，于1100℃下灼烧8个小时，灼烧物经粉碎得到白色粉体，经旋风分离后，除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，即得到轻质、白色硅藻土材料。

Claims (1)

1、轻质、白色硅藻土材料，其特征在于，它是由如下的方法制备的：

硅藻土质量为：    100％，

助剂质量为：      3％～10％；

所述的硅藻土为干燥的SiO₂含量≥85％硅藻土；

所述的助剂为NaOH、Na₂CO₃或NaCl；或者为NaOH和NaCl的混合物、NaCl和CaCO₃的混合物、Na₂CO₃和CaCl₃的混合物、Na₂CO₃和MgCl₂混合物、MgCO₃和NaCl的混合物的任意一种；

所述的NaOH和NaCl的混合物中，NaOH和NaCl重量配比为：5:1-1:1；

所述的Na₂CO₃和CaCl₃的混合物中，Na₂CO₃和CaCl₃的重量配比为：5:1-1:1；

所述的Na₂CO₃和MgCl₂的混合物中，Na₂CO₃和MgCl₂重量配比为：5:1-4:3；

所述的NaCl和CaCO₃的混合物中，NaCl和CaCO₃的重量配比为：4:1-1:1；

所述的NaCl和MgCO₃的混合物中，NaCl和MgCO₃的重量配比为：4:1-5:3；

按配比，称取所述的硅藻土和助剂，混合均匀，经700℃～1100℃下灼烧4—8小时，所得灼烧物粉碎，经旋风分离除去渣子和细尘，冷却到室温后过筛，得到轻质、白色硅藻土材料。

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