CN103467053B - 一种多功能硅藻泥装饰壁材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种新型多功能硅藻泥装饰壁材及其制备方法。新型多功能硅藻泥装饰壁材是由硅藻土精土、改性剂、无机粘接剂、纳米功能粉体、辅助材料组成。本发明选用硅藻土精土，通过对硅藻土孔径内表面羟基改性，增加了硅藻土的孔径内表面的烃基含量，使硅藻土的亲水性提高，从而提高了硅藻土的吸附性和调湿性，并通过分歩混合，首先通过循环式气动混合机产生的高速气流作用，使纳米功能粉体材料首先驻留在硅藻土的多孔结构中，然后再与其他原料混合得到本产品。得到的新型多功能硅藻泥装饰壁材具有高效的吸附、调湿、杀菌、分解有害物质、释放负离子等多种功能，是一种新型的具有多种功能的硅藻泥装饰壁材。

Description

一种多功能硅藻泥装饰壁材及其制备方法

技术领域

本发明涉及硅藻泥装饰壁材领域，具体涉及一种新型多功能硅藻泥装饰壁材及其制备方法。 

背景技术

随着建筑、装饰装修、家具等各方面因素造成对室内环境的污染越来越严重，人们对装饰材料的绿色、健康、环保更加重视。硅藻泥壁材的主要原料是硅藻土，是一种名为硅藻的水生植物经过数万年的沉积而成的沉积岩，其无数的毛细孔及复孔能够自动调节室内湿度，有效吸附空气中的甲醛、苯、氨等有害化学物质，而且不含有害物质，火灾时不会产生有毒气体，用于装饰时能显现出多种机理形态，富有很强的艺术感染力及装饰效果。因此硅藻泥装饰壁材越来越受到人们的关注和喜爱。 

中国专利公开号CN103011739A公开了一种功能性硅藻泥装饰材料的生产配方及制备方法，该方法中使用的是硅藻土原土粉，未对硅藻土进行改性处理，使其吸附性能大大降低，也未添加其他功能性材料，存在吸附性和调湿性不强，功能性比较单一的缺点。尤其是采用了有机胶粘材料会进一步导致硅藻土空隙封闭，造成吸附功能下降。 

中国专利公开号CN101746997A公开了一种海贝泥、硅藻泥墙面装饰壁材及其生产施工方法，该方法采用硅藻土、贝壳粉、聚乙烯醇等材料混合而成，其中使用了有机粘结剂，造成硅藻土的吸附性和调湿性降低，功能性也比较单一，未能充分发挥硅藻泥的功能。 

目前，硅藻土在装饰壁材中的应用主要是吸附调湿，在配制过程中都是通过简单的混合，由于缺少对硅藻土的改性处理，未能充分发挥硅藻土的功能性，功能性单一。硅藻土由于自身特殊的成因和比表面积，是一种优秀的催化剂载体，通过对硅藻土表面微观改性、微孔结构处理、驻留功能性材料使其能够高效吸附有害物质，优良的分子筛能有效的调节室内空气湿度，吸附并分解甲醛、苯等有害物质，释放负氧离子，净化空气。因此，通过对硅藻土进行深度精选，活化和改性，提高硅藻土品质，充分利用硅藻土的新型微孔，赋予硅藻土高效的吸附、调湿、并通过负载的功能性空气净化材料对富集的有害气体快速分解。 

发明内容

本发明针对目前硅藻泥装饰壁材功能性单一、吸附性差、调湿性不理想、有害物分解效率差等缺点提出一种具有高效的吸附、调湿、杀菌、分解有害物质、释放负离子等多种功能的新型多功能硅藻泥装饰壁材。 

本发明进一步的目的是提供一种新型多功能硅藻泥装饰壁材的制备方法，该方法采用分步混合，首先选用通过微波震荡水洗、500℃条件下煅烧而得的硅藻土精土，将硅藻土精土用聚乙二醇改性处理，增加硅藻土的表面烃基数，硅藻土亲水性提高，调湿功能增强，再将干燥后的改性硅藻土与纳米功能粉体在循环式气动混合机中充分分散混合，使纳米功能粉体分散驻留在硅藻土孔隙中，最后再与其他原料混合得到本产品。所得的新型多功能硅藻泥装饰壁材对吸附富集的有害物质具有高效催化分解性，从而达到高效调湿、吸附、分解、杀菌、保健等多种功能。 

本发明一种新型多功能硅藻泥装饰壁材及其制备方法，其特征在于其原料组成（重量份）如下： 

硅藻土精土                         30-60份，

改性剂                              5-10份,

无机粘接剂                         10-20份，

200目的改性石英砂                 10-15份，

350-750目的高岭土                 10-15份，

200-500目的麦饭石                  2-10份，

负离子释放剂                        2-10份，

光分解剂                         0.1-0.3份，  

杀菌防霉剂                       0.1-0.2份,

长度为0.5-2mm的木质纤维素          3-8份,

消泡剂                            0.5-2份，

无机颜料                            2-5份,

其中，所述硅藻土精土是通过微波震荡水洗、500℃条件下煅烧而得的精细化处理硅藻土，最大限度的保留了硅藻土的微孔形态，硅藻纳米微孔开合度良好，结构完好无破坏；所述改性剂是聚乙二醇，能有效的增加硅藻土孔径内表面烃基数，提高硅藻土亲水性；所述的无机粘接剂为高强石膏粉、氢氧化钙中的至少一种；所述的改性石英砂是表面涂有一层铝的氧化物、锰的氧化物、镁的氧化物中的一种，石英砂表面的电荷由负变为正，使空气中带有负电荷的微生物粘附；所述负离子释放剂是以稀土元素为激发剂，电气石和稀土的最佳质量比例为5:1，通过机械力超细粉碎分散，形成粒径为5000-10000目纳米级负离子释放剂；所述光分解剂是使用贵金属进行配位螯合处理过的纳米TiO2、ZnO、Fe2O3、SnO2、SrTiO3、SiO2中的一种或多种，使用经过贵金属配位螯合处理的纳米材料作为有害物的分解催化剂，具有更宽的光波吸收范围，使产品对有害物的分解效率得到较大提高，可有效降解卤代有机污染物；所述杀菌防霉剂是颗粒直径为0.01-10um的银粉；所述消泡剂是聚硅烷系消泡剂；所述无机颜料为铁红、钛镍黄、钛绿、钴蓝中的一种或多种。

上述硅藻土精土优选硅藻含量大于95%的硅藻土精土。 

上述聚乙二醇优选分子量为400-600的聚乙二醇。 

上述负离子释放剂优选二氧化铈为激发剂的改性电气石微粉，电气石和二氧化铈的最佳质量比例为5:1。 

上述光分解剂优选以五氧化二钒进行配位螯合的纳米TiO2、ZnO、Fe2O3、SnO2、SrTiO3、SiO2中的一种或多种。 

本发明一种新型多功能硅藻泥装饰壁材的具体制备步骤如下： 

1) 将30-60重量份的硅藻土精土和5-10重量份的改性剂混合搅拌均匀，在密闭容器中陈放24小时，然后加入到马福炉中在50-60℃下陪烧30分钟，用水洗去多余的改性剂后烘干；

2）将步骤1)得到的改性硅藻土精土与2-10重量份的负离子释放剂、0.1-0.3重量份的光分解剂、0.1-0.2重量份的杀菌防霉剂加入到循环式气动混合机中，通过高速旋转产生的涡旋高压气流促使纳米功能性粉体驻留在硅藻土精土孔洞内，充分分散混合0.5-1小时得到混合物A；

3）将10-20重量份的无机粘接剂、10-15重量份的改性石英砂、10-15重量份的高岭土、2-10重量份的麦饭石、3-8重量份的木质纤维素、0.5-2重量份的消泡剂、2-5重量份的无机颜料加入到高速混合机中，在800-1000转/分钟的速度下混合5-10分钟得到混合物B；

4）将步骤2）的得到的混合物A加入到步骤3）得到的混合物B中，通过高速混合机在800-1000转/分钟的速度下混合3-5分钟，出料即得本产品。

上述一种新型多功能硅藻泥装饰壁材的制备方法，所述的循环式气动混合机是由中心升管、混合斗、混合锥槽、节流段、混合头、风机、折流锥、计量间隙组成，通过高速旋转产生的涡旋高压气流促使纳米功能性粉体驻留在硅藻土精土孔洞内。 

上述一种新型多功能硅藻泥装饰壁材的制备方法，采用分歩混合的方式，首先选用通过微波震荡水洗、500℃条件下煅烧而得的硅藻土精土，通过与改性剂聚乙二醇混合反应，能有效的增加硅藻土孔径内表面烃基数，提高硅藻土亲水性；然后将纳米功能粉体均匀的分散驻留在硅藻土精土孔洞中；最后再同其他物料进行混合，确保了硅藻土的吸附性，并将功能性粉体驻留在硅藻土的孔洞内，利用硅藻土吸附性将有害物质富集起来，提高了有害物质的浓度，使功能性粉体能更好的与有害物质接触，从而进行催化氧化，分解，提高了纳米功能性粉体的利用率和反应速度。 

本发明一种新型多功能硅藻泥装饰壁材及其制备方法，其突出的特点在于： 

1、本发明选用硅藻土精土，并将硅藻土用聚乙二醇处理后，增加了硅藻土的表面的烃基含量，使硅藻土的亲水性提高，从而提高了硅藻土的吸附性。

2、本发明选用了通过改性的负氧离子释放剂、光分解剂、杀菌防霉剂作为功能性粉体，在制备过程中采用分歩混合，使纳米功能粉体首先驻留在硅藻土孔洞中，从而提高了高了功能性粉体的利用率和反应速度，使产品具有了高效的吸附、调湿、杀菌、分解有害物质、释放负离子等多种功能。 

3、本发明选用的辅料改性石英砂是一种表面涂有正电荷的改性石英砂，可使空气中带有负电荷的微生物粘附，能及时通过杀菌防霉剂将微生物杀死，达到净化空气的目的。 

4、本发明采用无机粘结材料，未使用有机粘结剂作为粘结材料，确保了硅藻土的孔洞不被封闭，保证了硅藻土良好的调湿性和吸附性。 

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。 

实施例1

1) 将40重量份的通过微波震荡水洗、500℃条件下煅烧而得的硅藻土硅藻土精土和10重量份的聚乙二醇400混合搅拌均匀，在密闭容器中陈放24小时，然后加入到马福炉中在50-60℃下陪烧30分钟，用水洗去多余的改性剂后烘干；

2）将步骤1)得到的改性硅藻土精土与5重量份的负离子释放剂、0.2重量份的光分解剂、0.1重量份的杀菌防霉剂加入到循环式气动混合机中充分分散混合0.5小时得到混合物A；

3）将10重量份的高强石膏粉、10重量份的氢氧化钙、15重量份的200目改性石英砂、10重量份的高岭土、8重量份的麦饭石、3重量份的木质纤维素、1重量份的消泡剂、2重量份的钴蓝颜料加入到高速混合机中，在800-1000转/分钟的速度下混合10分钟得到混合物B；

4）将步骤2）的得到的混合物A加入到步骤3）得到的混合物B中，通过高速混合机在800-1000转/分钟的速度下混合3分钟，出料即得本产品。

将本产品倒入容器中，按质量比1：0.9的比列加入清水，用电动搅拌机搅拌均匀，调成稠状，用泥扳刀刮涂到腻子打磨平整的内墙面上，待半干时用专用工具进行造型处理，48小时可完全干透。干燥后的硅藻泥装饰壁材墙面具有调湿、吸附、杀菌、分解有害物、释放负离子等功能，且墙面不裂口，不脱层，不退色，强度好。依据标准JCT 1047-2008室内空气净化功能涂覆材料净化性能和标准JCT 2082-2011调湿功能室内建筑装饰材料进行检测，具体检测数据如下： 

净化性能：

调湿性能：

实施例2

1) 将60重量份的通过微波震荡水洗、500℃条件下煅烧而得的硅藻土硅藻土精土和8重量份的聚乙二醇600混合搅拌均匀，在密闭容器中陈放24小时，然后加入到马福炉中在50-60℃下陪烧30分钟，用水洗去多余的改性剂后烘干；

2）将步骤1)得到的改性硅藻土精土与10重量份的负离子释放剂、0.3重量份的光分解剂、0.1重量份的杀菌防霉剂加入到循环式气动混合机中充分分散混合1小时得到混合物A；

3）将10重量份的高强石膏粉、5重量份的氢氧化钙、10重量份的200目改性石英砂、15重量份的高岭土、10重量份的麦饭石、8重量份的木质纤维素、2重量份的消泡剂、2重量份的钛镍黄颜料加入到高速混合机中，在800-1000转/分钟的速度下混合5分钟得到混合物B；

4）将步骤2）的得到的混合物A加入到步骤3）得到的混合物B中，通过高速混合机在800-1000转/分钟的速度下混合5分钟，出料即得本产品。

将本产品倒入容器中，按质量比1：0.9的比列加入清水，用电动搅拌机搅拌均匀，调成稠状，用泥扳刀刮涂到腻子打磨平整的内墙面上，待半干时用专用工具进行造型处理，48小时可完全干透。干燥后的硅藻泥装饰壁材墙面具有调湿、吸附、杀菌、分解有害物、释放负离子等功能，且墙面不裂口，不脱层，不退色，强度好。通过测试，在恒温室内，释放负氧离子浓度达到每立方厘米达到2000个以上。 

依据标准JCT 1047-2008室内空气净化功能涂覆材料净化性能和标准JCT 2082-2011调湿功能室内建筑装饰材料进行检测，具体检测数据如下： 

净化性能：

调湿性能：

实施例3

1) 将60重量份的硅藻土和10重量份的聚乙二醇600混合搅拌均匀，在密闭容器中陈放24小时，50℃下陪烧30分钟，用水洗去多余的改性剂后烘干；

2）将步骤1)得到的改性硅藻土精土与10重量份的负离子释放剂、0.3重量份的光分解剂、0.1重量份的杀菌防霉剂加入到循环式气动混合机中充分分散混合1小时得到混合物A；

3）将5重量份的高强石膏、10重量份的氢氧化钙、10重量份的200目改性石英砂、10重量份的高岭土、10重量份的麦饭石、5重量份的木质纤维素、0.5重量份的BL6010消泡剂、2重量份的铁红颜料加入到高速混合机中，在1000转/分钟的速度下混合10分钟得到混合物B；

4）将步骤2）的得到的混合物A加入到步骤3）得到的混合物B中，通过高速混合机在1000转/分钟的速度下混合5分钟，出料即得本产品。

将本产品倒入容器中，按质量比1：0.9的比列加入清水，用电动搅拌机搅拌均匀，调成稠状，用泥扳刀刮涂到腻子打磨平整的内墙面上，待半干时用专用工具进行造型处理，48小时可完全干透。干燥后的硅藻泥装饰壁材墙面具有调湿、吸附、杀菌、分解有害物、释放负离子等功能，且墙面不裂口，不脱层，不退色，强度好。依据标准JCT 1047-2008室内空气净化功能涂覆材料净化性能和标准JCT 2082-2011调湿功能室内建筑装饰材料进行检测，具体检测数据如下： 

净化性能：

调湿性能：

Claims (7)

1.一种多功能硅藻泥装饰壁材，其特征在于其原料组成（重量份）如下：

硅藻土精土                         30-60份，

改性剂                              5-10份,

无机粘接剂                         10-20份，

200目的改性石英砂                  10-15份，

350-750目的高岭土                  10-15份，

200-500目的麦饭石                   2-10份，

负离子释放剂                        2-10份，

光分解剂                         0.1-0.3份，   

杀菌防霉剂                       0.1-0.2份,

长度为0.5-2mm的木质纤维素          3-8份,

消泡剂                            0.5-2份，

无机颜料                            2-5份,

其中，所述硅藻土精土是通过微波震荡水洗、500℃条件下煅烧而得的精细化处理硅藻土，最大限度的保留了硅藻土的微孔形态，硅藻纳米微孔开合度良好，结构完好无破坏；所述改性剂是聚乙二醇，能有效的增加硅藻土孔径内表面烃基数，提高硅藻土亲水性；所述的无机粘接剂为高强石膏粉、氢氧化钙中的至少一种；所述的改性石英砂是表面涂有一层铝的氧化物、锰的氧化物、镁的氧化物中的一种，石英砂表面的电荷由负变为正，使空气中带有负电荷的微生物粘附；所述负离子释放剂是以稀土元素为激发剂，通过机械力超细粉碎分散的改性电气石微粉；所述光分解剂是使用贵金属进行配位螯合处理过的纳米TiO₂、ZnO、Fe₂O₃、SnO₂、SrTiO₃、SiO₂中的一种或多种或以五氧化二钒进行配位螯合的纳米TiO₂、ZnO、Fe₂O₃、SnO₂、SrTiO₃、SiO₂中的一种或多种；所述杀菌防霉剂是颗粒直径为0.01-10μm的银粉。

2.根据权利要求1中所述的一种多功能硅藻泥装饰壁材，其特征在于所述的硅藻土精土是硅藻含量大于95%的硅藻土精土。

3.根据权利要求1中所述的一种多功能硅藻泥装饰壁材，其特征在于所述的改性剂是分子量为400-600的聚乙二醇。    

4.根据权利要求1中所述的一种多功能硅藻泥装饰壁材，其特征在于所述的负离子释放剂是以二氧化铈为激发剂的改性电气石微粉，电气石和二氧化铈的质量比例为5:1，粒径为5000-10000目。                          

5.制备权利要求1所述的一种多功能硅藻泥装饰壁材的方法，其特征在于采用分步混合，具体制备步骤如下：

1) 将30-60重量份的硅藻土精土和5-10重量份的改性剂混合搅拌均匀，在密闭容器中陈放24小时，然后加入到马福炉中在50-60℃下焙烧30分钟，用水洗去多余的改性剂后烘干；

2）将步骤1)得到的改性硅藻土精土与2-10重量份的负离子释放剂、0.1-0.3重量份的光分解剂、0.1-0.2重量份的杀菌防霉剂加入到循环式气动混合机中，通过高速旋转产生的涡旋高压气流促使纳米功能性粉体驻留在硅藻土精土孔洞内，充分分散混合0.5-1小时得到混合物A；

3）将10-20重量份的无机粘接剂、10-15重量份的改性石英砂、10-15重量份的高岭土、2-10重量份的麦饭石、3-8重量份的木质纤维素、0.5-2重量份的消泡剂、2-5重量份的无机颜料加入到高速混合机中，在800-1000转/分钟的速度下混合5-10分钟得到混合物B；

4）将步骤2）的得到的混合物A加入到步骤3）得到的混合物B中，通过高速混合机在800-1000转/分钟的速度下混合3-5分钟，出料即得本产品。      

6.根据权利要求6所述的一种多功能硅藻泥装饰壁材的制备方法，其特征在于所述的制备步骤采用分步改性混合，首先将硅藻精土羟基化改性，然后使负离子释放剂、光分解剂、杀菌防霉剂纳米功能粉体驻留在硅藻土微孔中，最后再将其余组成混入。   

7.根据权利要求6所述的一种多功能硅藻泥装饰壁材的制备方法，其特征在于所述的循环式气动混合机由中心升管、混合斗、混合锥槽、节流段、混合头、风机、折流锥、计量间隙组成，通过高速旋转产生的涡旋高压气流促使纳米功能性粉体驻留在硅藻土精土孔洞内。