CN104649640A - 多级孔调控型硅藻泥 - Google Patents

Abstract

多级孔调控型硅藻泥，属于建筑材料，包括硅藻土和粘结剂。所作的改进是：另加入微孔沸石、硅质介孔分子筛和熟石膏粉；其中，沸石的添加量为硅藻土的5-30wt％、介孔分子筛添加量为硅藻土的0.5-15wt％，熟石膏粉的添加量为硅藻土的5-30wt％。本发明的辅料有膨润土、负离子粉、氢氧化钙、光触媒材料、玻璃纤维短切丝，本发明的有益效果是：形成的壁材中有微孔、中孔和大孔不同级别，微孔约0.3-0.9纳米左右，纳米孔2-5纳米，大孔的尺寸从0.5-15微米不等，不同粒度粉体堆积形成的次级孔道为几到几百纳米，不同孔径的共存，显著提高硅藻泥涂抹的墙面的吸附能力，取得意想不到的环境净化效果。相对已有产品，具有成本低、强度高、抗静电、高吸附的优点。

Description

多级孔调控型硅藻泥

技术领域：

本发明属于建筑材料领域，具体涉以硅藻土为主要成分的墙体内表层涂料硅藻泥

技术背景：

自本世纪初硅藻泥产品在中国大陆出现以来，由于其环境效应好、简单、使用面广而备受亲睐，十几年间，硅藻泥生产企业如雨后春笋般迅速发展，并得到广泛应用，典型的品牌如兰舍、大津、绿森林等等。硅藻泥壁材之所以受到商家和用户的广泛关注，并在很短的时间内得到市场接受，源于硅藻泥壁材比传统内墙涂料具有诸多性能上的显著优势。各种硅藻泥配方中，硅藻土是核心组分。硅藻土的多孔、蓬松、化学性质稳定特点，使其具有吸附、隔热、隔音等性能，配合其他胶凝组分、颜色和颗粒调节组分，获得不同于传统涂料的新型壁材。

中国专利【201310007911】公开了防霉透气耐洗刷的硅藻泥壁材,包括呼吸层壁材和净化层壁材,呼吸层壁材和净化层壁材分别为呼吸层硅藻泥壁材，净化层硅藻泥壁材和水的混合物,呼吸层硅藻泥壁材包括以下重量份的组分:硅藻土，硅灰石粉，高岭土，膨润土，白云石粉，碳酸钙粉，植物纤维素，混合树脂乳液；净化层硅藻泥壁材包括以下重量份的组分:硅藻土，硅灰石粉，高岭土，膨润土，混合树脂乳液，纳米混合物。

中国专利【201310171063.9】公开了一种硅藻泥纳米复合材料,由硅藻土50一60％；纳米粉体20一30％；粘土母粒5一10cy0；碳酸钙5一8cy0；海藻胶1一5％。发明的优点是:硅藻泥纳米复合材料中不添加有毒物质,不会对人体造成伤害,同时还具有环保的功效,添加的纳米粉体和粘土母粒,能有效的提高了硅藻泥净化分解有害气体的功能,净化了空气,降低了产品整体成本。

中国专利【201310386117.7】采用由硅藻土精土、改性剂、无机粘接剂、纳米功能粉体、辅助材料组成的。该方法通过对硅藻土孔径内表面轻基改性,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,并通过分步混合。

中国专利【201310647524.5】针对硅藻泥内墙壁材,按照重量份数包括以下配方:硅藻土、丙烯酸粘合粉、高粘凹凸棒土、纳米珍珠粉、纳米碳酸钙、复合纳米稀土氧化物、高分子活化物、纳米电气石粉、钛白粉和石英砂等。

中国专利【201310699227.5】提出的是复合硅藻泥墙体涂覆材料的制备方法。采用硅藻土、发泡水泥粉末、竹子短纤维制备墙体涂覆材。发泡水泥粉末具有多孔性,能够起到吸附空气中颗粒物的性能,其中,竹子短纤维具有抗裂性能,起到增韧作用,同时还起到吸水和调节空气水分的作用。

已有的研究报道主要针对硅藻泥的主要组分硅藻土含量、配合组分如他粘土和胶凝剂及其复合功能组分如电气石等进行配方研究；对硅藻泥的施工涂覆进行工艺优化或组分调配，未见采用专门配方进行多孔组分的孔多级分布调节的报道。为使硅藻泥产品不仅仅具有吸附性，并兼具对有害吸附物的分解效能，现有的产品中有的添加了少量纳米锐钛矿型二氧化钛等半导体光触媒。该光触媒的存在，在可见光辐照下就能使吸附在硅藻泥表面的水分解产生自由基，分解有机小分子，使硅藻壁材具有内墙装饰、隔音、隔热特点之外，对有害组分的分解去除具有长效性。但光催化降解有机有害组分的前提是将有机小分子高效的吸附到壁材 表面，因此，硅藻泥壁材的吸附能力至关重要。硅藻泥壁材的吸附能力也直接关系到其调湿、隔音和保温隔热功能。

直至目前，现有的硅藻泥壁材中主要的吸附组分仍为硅藻土，即使有的配方中加入了部分粘土，如膨润土、凹凸棒石、高岭土等层状矿物，但其效能不高。硅藻土经过煅烧的比表面积仅为20-30m2/g左右，与活性炭、介孔分子筛等(比表面积达到800-1000m2/g以上)相差甚远，与具有微孔结构的沸石相比也小得多(比表面积达到150-300m2/g以上)。硅藻土中的孔主要为大孔，硅藻土的主要特性在于其空腔蛋白石形态导致的疏松大孔状态。以其为主要成分的墙体内表面材料，在吸附效能上仍有待于提高。

发明内容：

本发明的目的是提供一种多级孔调控型硅藻泥，用作墙体内表面材料，提升吸附性能，克服已有技术的不足。

本发明的硅藻泥包括现有硅藻泥的主要成分硅藻土、胶粘剂、所作的改进是：在前述组分基础上另加入微孔沸石、硅质介孔分子筛和熟石膏粉作为组成成分；其中，沸石的添加量为所使用的硅藻土的5-30wt％、硅质介孔分子筛添加量为硅藻土的0.5-15wt％，熟石膏粉的添加量为硅藻土的5-30wt％。以上为本发明基本方案。

本发明中，所使用的沸石可选用天然斜发沸石或丝光沸石或人工合成的X型或Y型沸石中的任意一种，沸石粉的粒度宜在100微米以下；所使用的介孔分子筛优选MCM-41介孔分子筛；所使用的熟石膏粉宜为半水石膏粉，粒度在100目以下。

为在不降低吸附功效和保证墙面强度的条件下节省高成本材料及使墙体表面具有高吸附能力、防静电等综合性能，本发明中硅藻泥的组成成分中还包括膨润土、负离子粉、氢氧化钙、纤维素醚、光触媒、玻璃纤维短切丝作为辅料，所用各材料的重量份数比例选择在：

硅藻土20-30重量份、沸石3—5重量份、介孔分子筛0.5—3重量份、熟石膏粉3—5.5重量份、膨润土8-15重量份、氢氧化钙10-25重量份、纤维素醚0.5-1重量份、玻璃纤维短切丝0.05—0.2重量份、胶粉7-10重量份、光触媒材料1-3重量份、负离子粉5-6重量份。

其中的膨润土要求白色度80以上、粒度600-800目。其中的氢氧化钙要求白色度80以上，粒度200-400目。其中的纤维素醚选用甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素的一种或二种。其中的胶粉选用聚乙烯醇、可再分散乳胶粉的一种或二种。其中的负离子粉选用负离子发生量为10000ions 1500目的电气石粉。其中的玻璃纤维短切丝的长度宜在2-4mm。

本发明的有益效果是：形成的壁材具有微孔、中孔和大孔不同级别的孔，微孔尺寸约0.3-0.9纳米左右，纳米孔的范围在2-5纳米，大孔的尺寸从0.5-15微米不等，不同粒度粉体堆积形成的次级孔道为几到几百纳米，该不同孔径的共存，将显著提高硅藻泥的吸附性能，大幅度提升墙面的吸附能力，取得意想不到的环境的净化效果。所形成的墙面具有成本低、强度高、抗静电、高吸附的优点。

具体实施方式

实施例一

取硅藻土100重量份，较粘剂30重量份，天然斜发沸石5重量份、介孔分子筛15重量份，熟石膏粉30重量份。

将上述材料进行干燥，使材料的含水量要小于5％，然后把干燥后的各种材料放 入到粉体搅拌机中，充分拌和30-40分钟，使物料拌和均匀，验收合格后防潮包装待用。到施工现场使用时加石英砂80重量份、水适量，调合成均匀灰浆。

实施例二

取硅藻土100重量份，胶粘剂50重量份，丝光沸石30重量份、介孔分子筛0.5重量份，熟石膏粉20重量份。

将上述材料进行干燥，使材料的含水量要小于5％，然后把干燥后的各种材料放入到粉体搅拌机中，充分拌和30-40分钟，使物料拌和均匀，验收合格后防潮包装待用。到施工现场使用时加石英砂100重量份、水适量，调合成均匀灰浆。

实施例三

取硅藻土100重量份，胶粘剂70重量份，人工合成的X型或Y型沸石20重量份、介孔分子筛10重量份，熟石膏粉5重量份。

将上述材料进行干燥，使材料的含水量要小于5％，然后把干燥后的各种材料放入到粉体搅拌机中，充分拌和30-40分钟，使物料拌和均匀，验收合格后防潮包装待用。到施工现场使用时加石英砂120重量份、水适量，调合成均匀灰浆。

实施例四

取硅藻土25重量份、X型沸石5重量份、介孔分子筛3重量份、熟石膏粉3重量份、氢氧化钙25重量份、膨润土8重量份、聚乙烯醇8重量份、羟丙基甲基纤维素1重量份、电气石粉5重量份、光触媒材料3重量份、玻璃纤维短切丝0.05重量份。

按上述重量份取各种材料进行干燥混合，各种材料的含水量要小于5％，然后把干燥后的各种材料放入到粉体搅拌机中，充分拌和30-40分钟，使物料拌和均匀，验收合格后防潮包装待用。到施工现场使用时加石英砂20重量份、水适量，调合成均匀灰浆。

实施例五

取硅藻土20重量份、丝光沸石4重量份、介孔分子筛2重量份、熟石膏粉4重量份、氢氧化钙16重量份、膨润土12.5重量份、聚乙烯醇5重量份、可再分散乳胶粉2重量份、羟丙基甲基纤维素0.7重量份、电气石粉6重量份、光触媒材料2重量份、玻璃纤维短切丝0.1重量份。

按上述重量份取各种材料进行干燥混合，各种材料的含水量要小于5％，然后把干燥后的各种材料放入到粉体搅拌机中，充分拌和30-40分钟，使物料拌和均匀，验收合格后防潮包装待用。到施工现场使用时加石英砂25重量份、水适量，调合成均匀灰浆。

实施例六

硅藻土30重量份、斜发沸石3重量份、介孔分子筛0.5重量份、熟石膏粉5.5重量份、氢氧化钙10重量份、膨润土15重量份、聚乙烯醇7重量份、可再分散乳胶粉3重量份、甲基纤维素0.5重量份、光触媒材料1重量份、电气石粉5重量份、玻璃纤维短切丝0.2重量份。

按上述重量份取各种材料进行干燥，各种材料的含水量要小于5％，然后把干燥后的各种材料放入到粉体搅拌机中，充分拌和30-40分钟，使物料拌和均匀，验收合格后防潮包装待用。到施工现场使用时加石英砂30重量份、水适量，调合成均匀灰浆。

Claims (3)

1.多级孔调控型硅藻泥，包括硅藻土、粘结剂、其特征是：添加多级孔调控材料微孔沸石、硅质介孔分子筛、熟石膏粉为组成成分；其中，沸石的添加量为所使用的硅藻土的5-30wt％、介孔分子筛添加量为硅藻土的0.5-15wt％，熟石膏粉的添加量为硅藻土的5-30wt％。

2.根据权利要求1所述的多级孔调控型硅藻泥，其特征是：所使用的沸石为天然斜发沸石或丝光沸石或人工合成的X型或Y型沸石中的任意一种，沸石粉的粒度宜在100微米以下；所使用的介孔分子筛为MCM-41介孔分子筛；所使用的熟石膏粉为半水石膏粉，粒度在100目以下。

3.根据权利要求1所述的多级孔调控型硅藻泥，其特征是：添加膨润土、纤维素醚、负离子粉、氢氧化钙、光触媒、玻璃纤维短切丝作为组成成分，所用各材料的比例为：硅藻土20-30重量份、沸石3—5重量份、介孔分子筛0.5—3重量份、熟石膏粉3—5.5重量份、膨润土8-15重量份、氢氧化钙10-25重量份、玻璃纤维短切丝0.05—0.2重量份、胶粉7-10重量份、光触媒1-3重量份、负离子粉5-6重量份。