CN105645900A - 硅藻生态砖及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅藻生态砖及其生产方法。该生态砖的原料组分及其重量份数为：硅藻土20-50份，复合催化剂1-3份，纳米银抗菌剂1-3份，锂长石10-30份，钠长石10-30份，硅灰石10-30份，颜料1-5份，30％硅酸钠水溶液黏合剂10-26份，水4-12份。将原料通过干混、湿混、造粒、干燥、压型、干燥、烧制、冷却、检验等过程制得成品。本发明所述产品由纯无机材料制成，不易发霉，由于硅藻生态砖施工采用干法上墙，施工方便，周期短，效率高，成本低，和硅藻泥装饰壁材相比，其强度、耐水性、使用年限均有显著的提升。
Description
技术领域
本发明涉及装饰材料技术领域，特别是指一种以硅藻土、复合催化剂、纳米银抗菌剂为主要功能成分的硅藻生态砖及其生产方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，环保健康意识的增强，对装饰装修材料的要求越来越高。传统的内墙装饰材料以乳胶漆、壁纸为主，虽然技术的发展，已经大幅度提高了环保性能，但仍含有约5％的可挥发性有机化合物(VOC)，会对大气环境及室内环境造成较大危害。普通陶瓷墙砖注重色彩、肌理、图案等装饰性，尤其是上了釉面的墙砖，封闭了砖体的微孔，失去了吸放湿性能、空气净化性能等生态功能性。
近几年兴起的硅藻泥装饰壁材，自身无害，且具有呼吸调湿、净化空气的生态功能性，但仍存在由于湿法上墙带来的施工周期长、施工成本高、施工技能要求高的问题，同时，硅藻泥装饰壁材的强度、耐水性、吸放湿性能、空气净化性能、抗菌防霉性能、材料使用年限等也有一定的局限性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种硅藻生态砖及其生产方法，该产品具有比硅藻泥更高的呼吸调湿和净化空气的生态功能性，和硅藻泥装饰壁材相比，其强度、耐水性、使用年限均有显著的提升。
为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
本发明所述硅藻生态砖，其原料组分及其重量份数为：
本发明所述的硅藻生态砖，所述硅藻土为经处理的硅藻土二、三级原土矿。
本发明所述的硅藻生态砖，所述复合催化剂为硅藻土负载纳米二氧化钛、稀土元素化合物和过渡元素化合物。其中，所述稀土元素化合物为氧化镧、氧化铈的一种或多种；过渡元素化合物为氧化铜、氧化锌的一种或多种。
本发明所述的硅藻生态砖，所述纳米银抗菌剂银平均粒径为40-60nm；所述硅灰石的粒径小于75μm；所述锂长石的粒径小于75μm；所述钠长石的粒径小于75μm；所述30％硅酸钠水溶液黏合剂中硅酸钠的模数为3.2-3.4；所述粉体颜料为不含有水溶性重金属的无机颜料，颜料颗粒的粒径小于45μm。
本发明所述的硅藻生态砖的生产方法，包括以下步骤：
步骤一：将除30％硅酸钠水溶液黏合剂和水之外的组分，按上述重量份数计量，加入混合器中干混30-60分钟，将30％硅酸钠水溶液黏合剂10-26份，加入4-12份水中，搅拌均匀后加入干料中，继续搅拌30-60分钟，制得湿料；
步骤二：将湿料加入造粒机，造粒制得湿粒料；
步骤三：将湿粒料在干燥箱内干燥后熟化，通过30目振动筛，制得干粒料；
步骤四：将干粒料在20-50MPa压强的条件下压制成砖坯；
步骤五：将压制成的砖坯送入烘干机，在100-150℃下烘干；
步骤六：将烘干后的砖坯在烧制炉中烧制成产品。
本发明所述的硅藻生态砖的生产方法，所述步骤六中，烧制炉为阶梯升温，具体过程如下：
以温度100℃为初始温度，经过20分钟逐步升至300℃，保温10分钟后，再经过20分钟逐步升温至500℃，保温30分钟后，再经过20分钟逐步升温至700℃，保温30分钟后，再经过20分钟逐步升温至900℃，保温60分钟。
本发明的优点是明显的，主要具有以下有益效果：
硅藻生态砖自身无害，且具有比硅藻泥更高的呼吸调湿和净化空气的生态功能性，和硅藻泥装饰壁材相比，其强度、耐水性、使用年限均有显著的提升。
本发明采用废弃的二、三级中低品位硅藻土原土矿，经处理作为主要吸放湿功能材料，有效节约资源，降低成本。由于硅藻土的加入，赋予产品吸放湿性能和吸附净化空气中甲醛等有害物的性能。
复合催化剂的加入，赋予产品催化分解净化空气中甲醛等有害物的性能。在复合催化剂表面，在可见光照射下形成电子-空穴对，在常温常压空气氛围下，产生氧负离子和羟基负离子，羟基负离子和氧负离子可以和空气中的甲醛等有害物反应生成二氧化碳和水，对有害物进行无害化催化分解处理。稀土元素化合物和过渡金属元素化合物的加入，弥补了单一纳米二氧化钛催化剂只能在388nm附近紫外光照射下才具有催化性能的缺陷，使得该复合催化剂可以在可见光光谱范围内具有常温常压下催化分解空气中甲醛等有害物的功能。
纳米银抗菌剂的加入，进一步提升了产品的抗菌防霉性能。纳米银抗菌剂银颗粒平均粒径为40-60nm，纳米银抗菌剂易吸附于霉菌、细菌和病毒表面，并进入霉菌、细菌和病毒细胞内，阻断霉菌、细菌和病毒的代谢和繁殖过程，从而杀灭和抑制霉菌、细菌和病毒等微生物，纳米银对霉菌、细菌和病毒等微生物有广谱的杀灭和抑制作用，且对人和动物无害，安全环保。
锂长石、钠长石在高温下熔融成长石玻璃，填充于坯体颗粒之间，并能溶解其它矿物，使坯体致密，有助于提高制品的机械强度，电气性能和半透明度。
颜料采用抗高温无机颜料，抗老化，不褪色，颜料颗粒小，易于分散，无色点，颜料不含可溶性重金属，安全环保。
本发明采用干混，干压工艺，不需浆料球磨和喷雾造粒，简化工艺，降低能耗50％以上，减少污染。
本发明采用硅灰石作为原料，降低成品砖的烧结温度，降低烧制时间，节约能源，提高生产效率。
本产品由纯无机材料制成，不易发霉，且产品自身环保，对人和动物无害。而且由于硅藻生态砖施工采用干法上墙，具有施工方便，周期短，效率高，成本低的优点。和普通瓷砖相比，增加了吸放湿和净化甲醛等有害物的生态功能性，和硅藻泥装饰壁材相比，其强度、耐水性、使用年限均有显著的提升。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将用具体实施例进行详细描述，但本发明绝非限于这些例子。以下所述仅为本发明较好的实施例，仅仅用以解释本发明，并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
实施例1：
原料组分：
制备方法：
将所述组分(除30％硅酸钠水溶液黏合剂和水外)，按上述重量份数计量，加入混合器中干混30分钟，将30％硅酸钠水溶液黏合剂17份，加入7份水中，搅拌均匀后加入干料中，继续搅拌30分钟，制得湿料。
将湿料加入造粒机料斗中，造粒制得湿粒料(含水率15.8％)。
将湿粒料装入托盘中，放入鼓风干燥箱内，50℃干燥40分钟，再在密闭容器中熟化24h，通过30目振动筛，制得干粒料(含水率12％，容重0.55g/cm3)。
将干粒料送入压力机，以30Mpa的压强压1分钟，压制成规格为75mm×75mm×7mm的砖坯。
将压制成的砖坯送入烘干机，在105℃的温度下烘干2小时。
将烘干后的砖坯在烧制炉中阶梯升温至900℃的温度烧制1小时，得到产品。
烧制炉升温程序为：以温度100℃为初始温度，经过20分钟逐步升至300℃，保温10分钟后，再经过20分钟逐步升温至500℃，保温30分钟后，再经过20分钟逐步升温至700℃，保温30分钟后，再经过20分钟逐步升温至900℃，保温60分钟。
实施例2：
原料组分：
制备方法：
将所述组分(除30％硅酸钠水溶液黏合剂和水外)，按上述重量份数计量，加入混合器中干混45分钟，将30％硅酸钠水溶液黏合剂26份，加入12份水中，搅拌均匀后加入干料中，继续搅拌60分钟，制得湿料。
将湿料加入造粒机料斗中，造粒制得湿粒料(含水率16.0％)。
将湿粒料装入托盘中，放入鼓风干燥箱内，50℃干燥20分钟，再在密闭容器中熟化24h，通过30目振动筛，制得干粒料(含水率12％，容重0.54g/cm3)。
将干粒料送入压力机，以40Mpa的压强压1分钟，压制成规格为75mm×75mm×7mm的砖坯。
将压制成的砖坯送入烘干机，在120℃的温度下烘干2小时。
将烘干后的砖坯在烧制炉中阶梯升温至900℃的温度烧制1小时，得到产品。
烧制炉升温程序为：以温度100℃为初始温度，经过20分钟逐步升至300℃，保温10分钟后，再经过20分钟逐步升温至500℃，保温30分钟后，再经过20分钟逐步升温至700℃，保温30分钟后，再经过20分钟逐步升温至900℃，保温60分钟。
实施例3：
原料组分：
制备方法：
将所述组分(除30％硅酸钠水溶液黏合剂和水外)，按上述重量份数计量，加入混合器中干混30分钟，将30％硅酸钠水溶液黏合剂10份，加入4份水中，搅拌均匀后加入干料中，继续搅拌30分钟，制得湿料；
将湿料加入造粒机料斗中，造粒制得湿粒料(含水率16.4％)。
将湿粒料装入托盘中，放入鼓风干燥箱内，50℃干燥60分钟，再在密闭容器中熟化24h，通过20目振动筛，制得干粒料(含水率12％，容重0.53g/cm3)。
将干粒料送入压力机，以30Mpa的压强压1分钟，压制成规格为75mm×75mm×7mm的砖坯。
将压制成的砖坯送入烘干机，在110℃的温度下烘干2小时。
将烘干后的砖坯在烧制炉中阶梯升温至900℃的温度烧制1小时，得到产品。
烧制炉升温程序为：以温度100℃为初始温度，经过20分钟逐步升至300℃，保温10分钟后，再经过20分钟逐步升温至500℃，保温30分钟后，再经过20分钟逐步升温至700℃，保温30分钟后，再经过20分钟逐步升温至900℃，保温60分钟。
参照相关国家及行业标准，对上述实施例制得的硅藻生态砖进行检测，测定的理化性能与生态功能参数如下表1：
表1硅藻生态砖的理化性能与生态功能参数
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 备注，实验方法 | |
| 破坏强度，N | 824 | 761 | 785 | GB/T 4100-2006 |
| 吸水量，％ | *36.5 | 58.1 | 25.4 | GB/T3810.3‐2006 |
| 吸湿量，kg/m2 | *9.01×10‐2 | 14.2×10‐2 | 6.1.5×10‐2 | JIS A 1470‐1:2008 |
| 放湿量，kg/m2 | *5.04×10‐2 | 8.20×10‐2 | 3.43×10‐2 | JIS A 1470‐1:2008 |
| 甲醛净化率，％ | *82.1 | 82.9 | 80.6 | JC/T 1074‐2008 |
注：吸放湿量实验条件：吸湿23℃，75％RH，放湿23℃，50％RH带*检测数据为国家建材院检测。其他理化性能为公司工程研究中心检测。相同条件下，硅藻泥技术指标如下：
| 吸湿量，kg/m2 | 4.0×10‐2 | JIS A 1470‐1:2008 |
| 放湿量，kg/m2 | 2.8×10‐2 | JIS A 1470‐1:2008 |
| 甲醛净化率，％ | 80 | JC/T 1074‐2008 |
通过表1测试结果可以看出，本发明所述的硅藻生态砖，其主要理化性能与生态功能性满足相关标准要求。并在吸放湿量、甲醛净化率方面达到或超过硅藻泥涂料的要求。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种硅藻生态砖，其特征在于，该硅藻生态砖的原料组分及其重量份数为：
2.根据权利要求1所述的硅藻生态砖，其特征在于，所述硅藻土为经处理的硅藻土二、三级原土矿。
3.根据权利要求1所述的硅藻生态砖，其特征在于，所述复合催化剂为硅藻土负载纳米二氧化钛、稀土元素化合物和过渡元素化合物。
4.根据权利要求3所述的硅藻生态砖，其特征在于，所述稀土元素化合物为氧化镧、氧化铈的一种或多种；过渡元素化合物为氧化铜、氧化锌的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的硅藻生态砖，其特征在于，所述纳米银抗菌剂银平均粒径为40-60nm；所述硅灰石的粒径小于75μm；所述锂长石的粒径小于75μm；所述钠长石的粒径小于75μm；所述30％硅酸钠水溶液黏合剂中硅酸钠的模数为3.2-3.4；所述粉体颜料为不含有水溶性重金属的无机颜料，颜料颗粒的粒径小于45μm。
6.权利要求1所述的硅藻生态砖的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将除30％硅酸钠水溶液黏合剂和水之外的组分，按上述重量份数计量，加入混合器中干混30-60分钟，将30％硅酸钠水溶液黏合剂10-26份，加入4-12份水中，搅拌均匀后加入干料中，继续搅拌30-60分钟，制得湿料；
步骤二：将湿料加入造粒机，造粒制得湿粒料；
步骤三：将湿粒料在干燥箱内干燥后熟化，通过30目振动筛，制得干粒料；
步骤四：将干粒料在20-50MPa压强的条件下压制成砖坯；
步骤五：将压制成的砖坯送入烘干机，在100-150℃下烘干；
步骤六：将烘干后的砖坯在烧制炉中烧制成产品。
7.根据权利要求6所述的硅藻生态砖的生产方法，其特征在于，所述步骤六中，烧制炉为阶梯升温，具体过程如下：
以温度100℃为初始温度，经过20分钟逐步升至300℃，保温10分钟后，再经过20分钟逐步升温至500℃，保温30分钟后，再经过20分钟逐步升温至700℃，保温30分钟后，再经过20分钟逐步升温至900℃，保温60分钟。
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