CN104030612A - 高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料及其制备方法，包括以下各成分：60～400目的木质素或木质素衍生物0.5～20重量份、硅藻泥粉体材料80～99.5重量份和水80～120重量份；所述制备方法包括：将木质素或木质素衍生物用1.5％的NaOH溶液过滤去除杂质，调节滤液pH使木质素凝集沉淀，烘干、粉磨过筛，将纯化的木质素或木质素衍生物与硅藻泥粉体材料混合均匀，得改性硅藻泥粉体材料；再将改性硅藻泥粉体材料和水按质量比1：0.8～1.2混合搅拌，即得产品。本发明原料成本低，可以有效提高硅藻泥材料的粘结和抑菌性能，且安全环保，工艺简单易行。

Description

高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种室内用建筑材料，尤其涉及一种高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料及其制备方法。

背景技术

硅藻土是由数百万年前的水生浮游生物—硅藻沉积而成的天然物质，其质地轻软，颗粒表面具有无数微小的孔穴，比表面积可达65m2/g。这种类似活性炭的多孔结构，赋予硅藻土很强的物理吸附性能。以硅藻土为主要原料制备的硅藻泥材料，能通过其发达的孔隙结构吸收空气中的甲醛、芳香烃等有害物质，起到净化室内空气的效果；还可以通过吸收和释放空气中的水分，调节室内的空气湿度，是一种新型环保的室内建筑装饰材料。

虽然硅藻泥材料具有安全环保易施工等优点，但在实际使用中也存在粘结力差、易掉粉，空气湿度长期较大时易滋生细菌霉菌等不足。有鉴于此，目前已有相关专利提出针对性的改进办法，例如中国专利201310080477.0公开了一种改性硅藻泥室内装饰材料的配方和制备方法，该材料具有粘结力强不易掉粉、耐久性好等特点。但粘结性能的提高往往是通过在配方中添加化学胶黏剂(胶粉)或聚合物乳液等方法达到的，这些合成材料的引入必然导致硅藻泥中易挥发单体和有机小分子物质浓度的提高，进而对室内空气产生二次污染。此外，中国专利201210302314.8和201110356272.1分别采用添加四针状纳米氧化锌晶须和硝酸锌/纳米沸石粉复合材料的方法提高硅藻泥材料的抗菌性能，取得较好效果。但是纳米矿物晶须和纳米复合材料价格昂贵，且在分散过程中极易产生团聚而导致抗菌性能下降，因此在产品的大规模使用以及配制施工工艺要求等方面均存在较高门槛。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料，原料成本低，可以有效提高硅藻泥材料的粘结和抑菌性能，且安全环保。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题之一的：一种高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料，包括以下各成分：

60～400目的木质素或木质素衍生物 0.5～20重量份

硅藻泥粉体材料 80～99.5重量份

水 80～120重量份。

进一步地，所述硅藻泥粉体材料包括：

进一步地，所述木质素或木质素衍生物的粒度为120～250目，且木质素或木质素衍生物的含量为2～6重量份，硅藻泥粉体材料的含量为94～98重量份。

进一步地，所述硅藻泥粉体材料包括：

进一步地，所述木质素为硫酸木质素、盐酸木质素、磨木木质素、碱木质素、酶解木质素、蒸汽爆破木质素以及乙醇木质素中的任一种。

进一步地，所述木质素衍生物为磺化改性木质素、环氧改性木质素、胺化改性木质素、羟甲基化改性木质素、接枝改性木质素中的任一种。

本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种所述的高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料的制备方法，工艺简单易行。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题之二的：一种所述的高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将木质素或木质素衍生物溶于1.5％的NaOH溶液中，过滤除去不溶性杂质，得到滤液；

(2)调节滤液pH至3使木质素凝集沉淀，过滤，获得纯化的木质素或木质素衍生物，气流烘干至衡重，然后粉磨过筛，选取粒度为60～400目的纯化的木质素或木质素衍生物；

(3)采用混合机将经过(2)处理所得的木质素或木质素衍生物，与硅藻泥粉体材料混合均匀，获得改性硅藻泥粉体材料；

(4)将改性硅藻泥粉体材料和水按质量比1：0.8～1.2混合搅拌，即得产品。

在硅藻泥建筑装饰材料的制备过程中，也可直接先将全部或部分木质素或木质素衍生物先溶于少量碱性水溶液中，再与硅藻泥粉体材料及剩余的水混合搅拌，制得具有优良粘结性和抗菌性的改性硅藻泥材料。

本发明的有益效果在于：既能保持硅藻泥材料的现有的安全环保、施工方便等特点，又能提高其粘结和抗菌性能。

具体实施方式

一种高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料，包括以下各成分：

60～400目的木质素或木质素衍生物 0.5～20重量份

硅藻泥粉体材料 80～99.5重量份

水 80～120重量份。

所述硅藻泥粉体材料包括下述重量份的各成分：

木质素或木质素衍生物采用0.5～20重量份，是因为当木质素或木质素衍生物用量低于0.5重量份时，对于硅藻泥建筑装饰材料粘结和抗菌性能的提高效果不明显；当用量超过20重量份则可能堵塞部分硅藻泥的孔隙结构，从而导致硅藻泥建筑装饰材料吸附能力降低。所述木质素或木质素衍生物的粒度优选为120～250目，且木质素或木质素衍生物的含量优选为2～6重量份；所述木质素是指从含木质素的植物中，以物理粉碎、溶剂提取、生物降解、化学分解等方法分离获得的木质素，优选为硫酸木质素(Klason木质素)、盐酸木质素(Willstatter木质素)、磨木木质素、碱木质素、酶解木质素、蒸汽爆破木质素以及乙醇木质素中的任一种；

所述木质素衍生物是指以木质素为主要原料，在分离或加工过程中，通过化学反应(使木质素发生乙酰化、羟甲基化、磺化、硝化、胺化、磺甲基化、卤化、环氧化、酚化、接枝等)制备的木质素衍生物，所述木质素衍生物优选为磺化改性木质素、环氧改性木质素、胺化改性木质素、羟甲基化木质素、接枝改性木质素中的任一种。

其中，所述硅藻泥粉体材料的含量优选为94～98重量份，所述硅藻泥粉体材料优选为包括下述重量份的各成分：

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

实施例6

实施例7

实施例8

实施例9

实施例10

实施例11

实施例12

针对上述各实施例制备高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料的方法，包括以下步骤：

(1)将木质素或木质素衍生物溶于1.5％的NaOH溶液中，过滤除去不溶性杂质，得到滤液；

(2)用盐酸调节滤液pH至3使木质素凝集沉淀，过滤，获得纯化的木质素或木质素衍生物，气流烘干至衡重，然后粉磨过筛，选取粒度为120～250目的纯化的木质素或木质素衍生物；

(3)采用混合机将经过(2)处理所得的木质素或木质素衍生物，与硅藻泥粉体材料混合均匀，获得改性硅藻泥粉体材料；

(4)将改性硅藻泥粉体材料和水按质量比1：0.8-1混合搅拌，即得产品硅藻泥建筑装饰材料；其中，实施例1-3采用改性硅藻泥粉体材料和水的质量比为1：1，其余的实施例采用改性硅藻泥粉体材料和水的质量比为1：0.8。

在硅藻泥建筑装饰材料的制备过程中，也可直接先将全部或部分木质素或木质素衍生物先溶于少量碱性水溶液中，再与硅藻泥粉体材料及剩余的水混合搅拌，制得具有优良粘结性和抗菌性的改性硅藻泥材料。

另外，将基础硅藻泥粉体材料和水按质量比1：1的比例混合搅拌，作为空白对照组，其中空白对照组的配方如下：

空白对照组

上实施例1-3和空白对照组制得的产品性能测试结果如下表所示：

其中，产品性状是以目测的方法判断各产品是否有结块；施工性测试是指将硅藻泥建筑装饰材料通过在墙面刮涂观察样品是否易于混合，涂装作业有无障碍；粘结强度测试是将各产品刮涂于墙上，待其全干后用砂纸打磨，观察掉粉现象来评定；防霉菌性能测试参照行业标准HG/T 3950-2007“抗菌涂料”中的附录B的方法进行，将各产品刮涂于水泥墙上，喷霉菌孢子悬液和霉菌培养营养液，28天后通过观测长霉程度来评定。上述对比实验结果表明，当木质素或其衍生物用量为硅藻泥粉体材料的3％以上时，就可以明显地抑制硅藻泥墙面霉菌生长，同时减少掉粉现象。

本发明具有以下优点：

(1)原料成本低：主要以木质素和木质素衍生物作为硅藻泥的改性原料，相较于化学合成改性剂，木质素具有来源广泛，生产成本低等特点。木质素和木质素衍生物通常来源于造纸工业的副产物，大多数木质素产品每吨售价一千余元，仅为化学合成胶粉价格的五分之一。

(2)通过在硅藻泥粉体材料中添加木质素或木质素衍生物可以有效提高硅藻泥材料的粘结和抑菌性能。由于独特的三维体型结构和复杂酚型结构，木质素及其衍生物在植物体内是一种天然的物理抗菌物质，它能够沉积于细胞壁上形成结构屏障，保护细胞免受各种病原菌的侵染。同时，木质素及其衍生物的分子结构中含有数量众多的酚羟基、甲氧基、羧基等极性官能团，能与无机粉体产生强烈的分子间相互作用，显著增强粉体粘结力。

(3)工艺简单易行：本发明将木质素或木质素衍生物经粉磨过筛后与硅藻泥粉体材料原配方中各组分混合均匀，即可制得改性硅藻泥粉体材料；使用时，将改性硅藻泥粉体材料与水按一定比例混合搅拌均匀即可进行施工操作，整个改性工艺过程简单易行，且与传统硅藻泥的配制和施工方法完全相同，具有很强的可操作性。

(4)安全环保性好：木质素及其衍生物是一种典型的绿色可再生资源，作为一种天然高分子材料，木质素及其衍生物还具有使用安全、环境友好等特性，将木质素及其衍生物用于制备硅藻泥建筑装饰材料不会造成室内环境的二次污染，完全保持了传统硅藻泥材料安全环保的特性。

Claims (7)

1.一种高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料，其特征在于：包括以下各成分：

60～400目的木质素或木质素衍生物 0.5～20重量份

硅藻泥粉体材料 80～99.5重量份

水 80～120重量份。

2.如权利要求1所述的高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料，其特征在于：所述硅藻泥粉体材料包括：

3.如权利要求1所述的高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料，其特征在于：所述木质素或木质素衍生物的粒度为120～250目，且木质素或木质素衍生物的含量为2～6重量份，硅藻泥粉体材料的含量为94～98重量份。

4.如权利要求3所述的高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料，其特征在于：所述硅藻泥粉体材料包括：

5.如权利要求1所述的高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料，其特征在于：所述木质素为硫酸木质素、盐酸木质素、磨木木质素、碱木质素、酶解木质素、蒸汽爆破木质素以及乙醇木质素中的任一种。

6.如权利要求1所述的高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料，其特征在于：所述木质素衍生物为磺化改性木质素、环氧改性木质素、胺化改性木质素、羟甲基化改性木质素、接枝改性木质素中的任一种。

7.一种如权利要求1所述的高粘结强度和抑菌性的硅藻泥建筑装饰材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将木质素或木质素衍生物溶于1.5％的NaOH溶液中，过滤除去不溶性杂质，得到滤液；

(2)调节滤液pH至3使木质素凝集沉淀，过滤，获得纯化的木质素或木质素衍生物，气流烘干至衡重，然后粉磨过筛，选取粒度为60～400目的纯化的木质素或木质素衍生物；

(3)采用混合机将经过(2)处理所得的木质素或木质素衍生物，与硅藻泥粉体材料混合均匀，获得改性硅藻泥粉体材料；

(4)将改性硅藻泥粉体材料和水按质量比1：0.8～1.2混合搅拌，即得产品。