CN103030421B - 吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，将硅藻泥壁材粉先经酸性或碱性的壁材腐蚀液浸泡腐蚀后，再经氯化钠溶液浸泡，然后加入纳米氧化锌，最后经烘干得到硅藻泥壁材。本发明通过化学反应的方法增加硅藻泥壁材粉中的2-5纳米的孔隙，提供一种增加硅藻泥壁材吸湿性能、呼吸性空隙和抗菌性的方法。
Description
技术领域
本发明涉及建筑家居材料技术领域，尤其涉及一种吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法。
背景技术
众所周知，在建筑家居领域完成家居毛坯后对墙体的施工尤为重要，这样就有了对壁材的选择。“壁材”顾名思义是指有关墙体粉刷施工，对普通的砂浆面进行处理的材料。现今人们不仅要面对公共场所可能的污染，还得面对来自私人甚至于人体自身的污染。因此，在各种癌变症状不断增多的时代，“绿色革命”成为了保证生态平衡、生态稳定的必然选择。现在人们对装修要求越来越高，使用的壁材也越来越昂贵，但现在的装修壁材大部分含有有机化学胶或者其他粘合剂，含有对人身体有害的污染物，严重威胁着人们的健康，因为装修污染造成居住者头晕恶心等身体不适的现象频繁出现，重者严重威胁居住者的生命安全。为了满足人们的需求，市场上出现了一些能够吸附和净化空气中有害物质的壁材，但是为了其可以粘结在墙上，往往添加了石灰水泥和乳胶粉等粘结剂，这些材料往往会与硅藻土等多孔材料反应结合在一起，堵塞本来不多的呼吸孔，使硅藻泥壁材的呼吸性降低，吸附甲醛和水蒸气的能力降低。鉴于吸附甲醛的硅藻泥的孔隙直径分布在2-5纳米之间，这往往是天然的硅藻泥孔隙分布最少的部分，因此需要增加直径在2-5纳米之间的孔隙。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，通过化学反应的方法增加硅藻泥壁材粉中的2-5纳米的孔隙，提供一种增加硅藻泥壁材吸湿性能、呼吸性空隙和抗菌性的方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，将硅藻泥壁材粉先经酸性或碱性的壁材腐蚀液浸泡腐蚀后，再经氯化钠溶液浸泡，然后加入纳米氧化锌，最后经烘干得到硅藻泥壁材。
作为一种方案，包括以下步骤：
(1)将硅藻泥壁材粉加入到浓度为5-30wt％的酸性或碱性的壁材腐蚀液中，所述硅藻泥壁材粉和所述壁材腐蚀液的重量比为1∶1-10，浸泡60-240分钟后沥去壁材腐蚀液得到腐蚀硅藻泥壁材粉；
(2)将步骤(1)得到的腐蚀硅藻泥壁材粉加入到浓度为10-30wt％的氯化钠溶液中，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1∶5-20，浸泡50-180分钟后沥去氯化钠溶液，加入10-50重量份的纳米氧化锌，得到多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉；
(3)将步骤(2)得到的多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉烘干得到成品。
作为一种方案，步骤(1)中，所述硅藻泥壁材粉包括以下重量份的组分：
作为一种优选的技术方案，所述硅藻泥壁材粉包括以下重量份的组分：
作为一种方案，步骤(1)中，所述壁材腐蚀液的浓度为10-20wt％。
作为一种优选的技术方案，所述酸性的壁材腐蚀液为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种的水溶液；所述碱性的壁材腐蚀液为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种的水溶液。
作为一种方案，步骤(1)中，所述硅藻泥壁材粉和所述壁材腐蚀液的重量比为1∶4-6，浸泡时间为120-180分钟。
作为一种方案，步骤(2)中，所述氯化钠溶液浓度为15-20wt％。
作为一种方案，步骤(2)中，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1∶10-15，浸泡时间为60-120分钟。
作为一种方案，步骤(1)和步骤(2)中浸泡后均需进行过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨。
其中，硅藻土是由单细胞水生植物硅藻的遗骸沉积所形成，这种硅藻的独特性能在于能吸收水中的游离硅形成其骨骸，当其生命结束后沉积，在一定的地质条件下形成硅藻泥矿床。它自身形成了几纳米到十几纳米的微孔，其超微细孔比木炭还要多出5000到6000倍。可以吸附空气中的游离甲醛、苯、氨、VOC等有害物质和水分子，具有很高的化学和物理稳定性。
沸石粉具有架状结构，就是说在它们的晶体内，分子像搭架子似地连在一起，中间形成很多空腔。沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂，也可用于气体的干燥、净化和污水处理等方面。沸石还具有“营养”价值。在饲料中添加5％的沸石粉，能使禽畜生长加快，体壮肉鲜，产蛋率高。
膨润土具有强的吸湿性和膨胀性，可吸附8～15倍于自身体积的水量，体积膨胀可达数倍至30倍；在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，这种介质溶液具有一定的黏滞性、能变性和润滑性；有较强的阳离子交换能力；对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力，最大吸附量可达5倍于自身的重量；它与水、泥或细沙的掺和物具有可塑性和黏结性；具有表面活性的酸性漂白土能吸附有色离子。
凹凸棒石又名坡缕石或坡缕缟石，是指以凹凸棒石为主要组分的一种粘土矿物，湿时具粘性和可塑性，干燥后收缩小，不大显裂纹，水浸泡崩散。悬浮液遇电介质不絮凝沉淀。
海泡石是一种具层链状结构的含水富镁硅酸盐黏土矿物。斜方晶系或单斜晶系，一般呈块状、土状或纤维状集合体。颜色呈白色、浅灰色、暗灰、黄褐色、玫瑰红色、浅蓝绿色。新鲜面为珍珠光泽，风化后为土状光泽。硬度2～3，密度2～2.5g/cm3。具有滑感和涩感，粘舌。干燥状态下性脆。收缩率低，可塑性好，比表面大，吸附性强。溶于盐酸、质轻。海泡石还具有脱色、隔热、绝缘、抗腐蚀、抗辐射及热稳定等性能。
纳米氧化锌是一种天然的溶出型无菌抗菌剂，溶出的锌离子与细胞膜及膜蛋白质结合，通过损伤细胞立体构造，阻止细菌繁殖。具有光催化活性，纳米粒子表面能产生强氧化性的负离子(氢氧自由基和过氧离子)，直接损伤细菌细胞，起到杀菌、防霉、除臭的功效。纳米氧化锌依靠锌离子的溶入溶出及光触媒催化作用抗菌杀菌，而其本身并无损耗，因此，杀菌功能持久。纳米氧化锌对黄色葡萄球菌、MRSA等GRAM阳性菌、绿脓菌、肺炎杆菌、大肠菌、沙门氏菌等GRAM阴性菌抗菌力强。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明采用自然形成的多孔材料，通过化学反应的方法进一步增加了硅藻泥的纳米孔隙的数目，并且增加了硅藻泥的比表面积，使得硅藻泥吸附甲醛的能力大大的提高。并负载了对湿度变化感应敏感的材料，使得壁材对水分子的呼吸调节性能得到了很大的提高，在湿度高时与一般的硅藻泥相比可以吸收更多的水分子，并在湿度低时释放出更多的水分子，从而提高调解环境湿度的能力。负载了杀灭细菌霉菌的纳米氧化锌，使得硅藻泥壁材具有杀毒消菌的功能，防止出现霉变发黑的现象。因此通过本方法制得的硅藻泥壁材具有防霉效果显著、呼吸性好、添加量低等优点。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取以下组分：
将以上组分混合均匀，得到硅藻泥壁材粉；
(2)将步骤(1)得到的硅藻泥壁材粉加入到浓度为5wt％的盐酸水溶液中，所述硅藻泥壁材粉和盐酸水溶液的重量比为1∶1，浸泡60分钟后沥去盐酸水溶液得到腐蚀硅藻泥壁材粉；
(3)将步骤(2)得到的腐蚀硅藻泥壁材粉加入到浓度为10wt％的氯化钠溶液中，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1∶5，浸泡50分钟后沥去氯化钠溶液，加入10重量份的纳米氧化锌，得到多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉；
(4)将步骤(3)得到的多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉烘干得到成品。
实施例2
吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取以下组分：
将以上组分用搅拌机搅拌均匀，得到硅藻泥壁材粉。
(2)将步骤(1)得到的硅藻泥壁材粉加入到浓度为10wt％的硫酸水溶液中，所述硅藻泥壁材粉和硫酸水溶液的重量比为1∶4，浸泡120分钟后沥去硫酸水溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后得到腐蚀硅藻泥壁材粉；
(3)将步骤(2)得到的腐蚀硅藻泥壁材粉加入到浓度为15wt％的氯化钠溶液中，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1∶10，浸泡100分钟后沥去氯化钠溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后，加入20重量份的纳米氧化锌，得到多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉；
(4)将步骤(3)得到的多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉烘干得到成品。
实施例3
吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取以下组分：
将以上组分用搅拌机搅拌均匀，得到硅藻泥壁材粉。
(2)将步骤(1)得到的硅藻泥壁材粉加入到浓度为15wt％的硝酸水溶液中，所述硅藻泥壁材粉和硝酸水溶液的重量比为1∶5，浸泡150分钟后沥去硝酸水溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后得到腐蚀硅藻泥壁材粉；
(3)将步骤(2)得到的腐蚀硅藻泥壁材粉加入到浓度为18wt％的氯化钠溶液中，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1∶13，浸泡60分钟后沥去氯化钠溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后，加入30重量份的纳米氧化锌，得到多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉；
(4)将步骤(3)得到的多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉烘干得到成品。
实施例4
吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取以下组分：
将以上组分用搅拌机搅拌均匀，得到硅藻泥壁材粉。
(2)将步骤(1)得到的硅藻泥壁材粉加入到浓度为20wt％的氢氧化钠水溶液中，所述硅藻泥壁材粉和氢氧化钠水溶液的重量比为1∶6，浸泡180分钟后沥去氢氧化钠水溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后得到腐蚀硅藻泥壁材粉；
(3)将步骤(2)得到的腐蚀硅藻泥壁材粉加入到浓度为20wt％的氯化钠溶液中，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1∶15，浸泡120分钟后沥去氯化钠溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后，加入40重量份的纳米氧化锌，得到多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉；
(4)将步骤(3)得到的多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉烘干得到成品。
实施例5
吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取以下组分：
将以上组分用搅拌机搅拌均匀，得到硅藻泥壁材粉。
(2)将步骤(1)得到的硅藻泥壁材粉加入到浓度为30wt％的氢氧化钾水溶液中，间隔搅拌，所述硅藻泥壁材粉和氢氧化钾水溶液的重量比为1∶10，浸泡240分钟后沥去氢氧化钾水溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后得到腐蚀硅藻泥壁材粉；
(3)将步骤(2)得到的腐蚀硅藻泥壁材粉加入到浓度为30wt％的氯化钠溶液中，间隔搅拌，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1∶20，浸泡180分钟后沥去氯化钠溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后，加入50重量份的纳米氧化锌，得到多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉；
(4)将步骤(3)得到的多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉烘干得到成品。
对比例1-4
(对比例1-4与实施例3制备的硅藻泥壁材粉中的指标对比情况见下表)
对比例1
吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，包括以下步骤：
按重量份称取以下组分：
将以上组分用搅拌机搅拌均匀，得到硅藻泥壁材粉。
对比例2
吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取以下组分：
将以上组分用搅拌机搅拌均匀，得到硅藻泥壁材粉。
(2)将步骤(1)得到的硅藻泥壁材粉加入到浓度为15wt％的硝酸水溶液中，所述硅藻泥壁材粉和硝酸水溶液的重量比为1∶5，浸泡150分钟后沥去硝酸水溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后得到腐蚀硅藻泥壁材粉；
(3)将步骤(2)得到的腐蚀硅藻泥壁材粉烘干得到成品。
对比例3
吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取以下组分：
将以上组分用搅拌机搅拌均匀，得到硅藻泥壁材粉。
(2)将步骤(1)得到的硅藻泥壁材粉加入到浓度为18wt％的氯化钠溶液中，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1∶13，浸泡60分钟后沥去氯化钠溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后，加入30重量份的纳米氧化锌，得到多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉；
(3)将步骤(2)得到的多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉烘干得到成品。
通过实施例3和对比例1和3的比较发现没有经过处理的硅藻泥粉体的1-5纳米孔径的比表面积是0.009ml/g，而处理过的硅藻泥粉体的1-5纳米孔径的比表面积是0.016ml/g，因此经过本方法制的的硅藻泥粉1-5纳米孔的空隙要多于未经处理的硅藻泥粉体，因此对对甲醛等有害气体的吸附能力大大的提高。
通过实施例3和对比例1和2的对比发现，经过氯化钠处理的硅藻泥粉体在不同的湿度环境下的吸湿量要大大优于未经处理的硅藻泥粉体，因此对环境湿度的调节性也大大的增强。
Claims (5)
1.一种吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，将硅藻泥壁材粉先经酸性或碱性的壁材腐蚀液浸泡腐蚀后，再经氯化钠溶液浸泡，然后加入纳米氧化锌，最后经烘干得到硅藻泥壁材，包括以下步骤：
(1)将硅藻泥壁材粉加入到浓度为10-20wt％的酸性或碱性的壁材腐蚀液中，所述硅藻泥壁材粉和所述壁材腐蚀液的重量比为1：4-6，浸泡时间为120-180分钟后沥去壁材腐蚀液得到腐蚀硅藻泥壁材粉；
(2)将步骤(1)得到的腐蚀硅藻泥壁材粉加入到浓度为15-20wt％的氯化钠溶液中，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1：10-15，浸泡60-120分钟后沥去氯化钠溶液，加入10-50重量份的纳米氧化锌，得到多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉；
(3)将步骤(2)得到的多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉烘干得到成品。
2.如权利要求1所述的吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硅藻泥壁材粉包括以下重量份的组分：
3.如权利要求2所述的吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，所述硅藻泥壁材粉包括以下重量份的组分：
4.如权利要求3所述的吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，所述酸性的壁材腐蚀液为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种的水溶液；所述碱性的壁材腐蚀液为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种的水溶液。
5.如权利要求1～4任一项所述的吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中浸泡后均需进行过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨。
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