CN106431090B - 一种含硅藻泥的环保材料及其制备方法与用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含硅藻泥的环保材料及制备方法和用途，所述环保材料包括硅藻泥、硅丙乳液、双酚A型环氧树脂、改性菱沸石粉末、双金属活性材料、附着力促进剂、改性微粒、固化剂、羟丙基甲基纤维素醚、聚乙二醇400、添加剂、葡萄糖酸钠、海藻胶和去离子水。所述环保材料通过多种具体组分的合适选择，以及各个组分之间的相互协同和促进作用，以及进一步地通过特定的制备方法，从而取得了诸多优异的技术效果，具有多种性能，可广泛应用于建筑装修领域，具从而在该领域具有良好的应用前景和工业化生产潜力。

Description

一种含硅藻泥的环保材料及其制备方法与用途

技术领域

本发明涉及一种环保材料及其制备方法与用途，更具体地涉及一种含硅藻泥的环保材料及其制备方法与用途，属于环保材料技术领域。

背景技术

目前，人们对于居住环境的健康、安全、无毒等要求越来越高，而很多装修、装饰材料中都含有大量的人工合成化学品，从而经常导致甲醛超标，进而引发呼吸系统疾病，甚至是更为严重的白血病等恶性疾病，每年都有很多因装修装饰材料品质不过关而导致白血病的报道。

在此情况下，对于安全、健康、无毒的环保材料进行有研究，是目前环保材料技术领域中的重要研究课题和内容，人们也对此进行了大量的研究，并取得了诸多成果。

另一方面，人们也越来越崇尚天然材料，希望在装修装饰材料中降低人工合成化学品的使用，但仍能保持原来的基本性能。而硅藻泥就是一种天然的环保材料，其具有健康、环保、安全、无毒、释放负氧离子、调节湿度等诸多优异效果而成为目前环保材料领域中的研究重点，人们基于硅藻泥为基础，开发出了多种产品，取得了良好的技术效果，例如：

CN105399369A公开了一种环保节能型硅藻泥涂料，是由包括以下的原料组成：灰钙粉、钛白粉、石英砂、隔热反射功能材料、纳米二氧化钛、硅藻土、羟丙基甲基纤维素、羧甲基淀粉钠、EVA胶粉、色粉、防霉剂。与现有硅藻泥涂料相比，可降低室温4-5℃，实现节能40％，并解决了其在干燥环境中重新释放甲醛等，形成二次污染的难题，还公开了该环保节能型硅藻泥涂料的制备方法。

CN105400304A公开了一种纳米复合硅藻泥涂料，该涂料包括溶剂及总质量为100％的如下组分：纤维素0.5-1.8％、电气石5-18％、钛白粉5-15％、高岭土4-18％、海泡石粉5-12％、硅藻土35-55％、纳米贵金属负载型催化剂5-12％、纳米活性炭1-6％、流平剂0.5-0.8％、增稠剂1.5-5％、可再分散乳胶粉7-16％、颜料0-5％。所述溶剂优选为水，所述水的用量为各组分总质量的20-30％，优选25％。采用先将纳米贵金属颗粒负载至载体上，再与其他粉体混合，可防止纳米贵金属颗粒的团聚效应。所述纳米复合硅藻泥涂料具有极强的吸附性和离子交换性，可吸附空气中的甲醛，并在催化剂作用下分解甲醛等有害气体。

CN103739267A公开了一种高效净化室内空气污染的硅藻泥涂覆材料，其中，其按照重量份包括：无机成膜材料：25-40份；无机颜料：0.1-0.5份；硅藻土：30-50份；骨料：10-40份；粉末助剂：0.2-2份。通过多空的硅藻泥吸附室内的有害物质，尤其是甲醛等化学物质，然后通过骨料以及粉末助剂逐步降解吸附的有害物质，提高了对室内有害物质的降解率与去除率，所述硅藻泥涂覆材料对室内甲醛的去除率达到80％以上。

CN104030612A公开了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。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。

CN104402347A公开了一种用于净化甲醛的硅藻泥装饰材料及其制备方法。具体而言，硅藻泥装饰材料由按质量分数计的如下组分构成：精制硅藻土10-30份；粉体填料20-50份；可再分散胶粉2-5份；凝胶材料20-40份；分散介质0.5-1份；纳米二氧化钛3-8份；改性剂1-4份；抗裂纤维3-5份；水20-80份。所述硅藻泥装饰材料可有效增加甲醛净化效率并显著提高净化持久性，避免物理吸附因饱和而失去吸附效果等弊端，可加速净化速度。还具有良好的触变性，适宜造型，同时满足机械喷涂、刷涂和辊涂等工艺要求，同时具备耐水、耐碱、不粉化、不开裂等有益性质。

CN102424543A公开了一种可喷涂的硅藻泥空气净化型内墙装饰材料，是由20-50％硅藻精土、10-40％重钙粉、1-3％有机膨润土、20-35％云母粉、3-8％钛白粉、5-25％可再分散性胶粉、0.5-1％纤维素醚、0.5-2％纳米二氧化钛和1-3％负离子材料，经过均匀搅拌而成；所述材料流动性和附着性好，只需要加水混合均匀即可喷涂或辊涂施工；不含任何有害物质，而且还具有吸附、分解有害气体的功能，并具有透气性，同时具备运输、施工简单的特点。

CN102795814A公开了一种纳米晶须增强多功能硅藻泥涂料，其特征在于：它由下述重量比组分在转速为500-800rpm的条件下混合而得：硅藻土30-65％、四针状纳米氧化锌晶须材料0.5-2.5％、超细氢氧化镁10-16％、结晶铝盐5-15％、石英砂10-40％、羟乙基纤维素

0.5-1.5％、无机颜料2-4.2％和氢氧化钙0.5-3％。其具有防霉抗菌、净化室内空气、调节湿度等多种功能，与现有技术中同类产品相比，具有墙面粘合力强、耐久性好、不掉粉、不褪色、不开裂脱落的优点，适用于机场、医院、写字楼、会议中心、酒店、别墅、高档小区、娱乐场所等建筑室内装饰以及部分有强制阻燃要求公共场所的室内墙面装饰。

CN103130446A公开了一种改性硅藻泥室内装饰材料，按重量百分比由以下组分配比而成：改性硅藻土30-32％、重钙22-24％、氢氧化钙粉5-8％、木纤维4-6％、胶粉3-4％、保湿剂1-2％、海泡石绒22-23％、滑石粉8-10％；硅藻土原矿经过自然干燥、风化，土坯再次检测分选等级，运输至加工车间经过粉碎、风选，添加助溶剂，进入高温煅烧窑煅烧，去除水分和有机杂质，再经过粉碎，多次分级、风选，去除无机杂质，按一定比例与氢氧化钙、重钙、天然胶等混合。所述改性硅藻泥室内装饰材料与现有的硅藻泥产品相比具有极强的吸附能力，不会掉粉或掉色，其表面可以用湿抹布擦洗，寿命长达20年以上，不翘边、不脱落、不退色耐氧化，始终如新。

如上所述，现有技术中已经存在多种硅藻泥产品，但对于新型的包含硅藻泥的环保材料，仍存在继续研究的必要和需求，这也正是本发明得以完成的动力所在和基础所倚。

发明内容

为了提供含硅藻泥的新型环保材料及其制备方法与用途，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量的创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明主要涉及如下几个方面。

第一个方面，本发明涉及一种含硅藻泥的环保材料，所述环保材料包括硅藻泥、硅丙乳液、双酚A型环氧树脂、改性菱沸石粉末、双金属活性材料、附着力促进剂、改性微粒、固化剂、羟丙基甲基纤维素醚、聚乙二醇400(PEG-400)、添加剂、葡萄糖酸钠、海藻胶和去离子水。

在所述环保材料中，以质量份计，所述环保材料包括如下的具体组分：

在本发明的所述环保材料中，涉及组成的“包括”，既包含了开放式的“包括”、“包含”等及其类似含义，也包含了封闭式的“由…组成”等及其类似含义。

在本发明的所述环保材料中，所述硅藻泥的质量份为20-30份，例如可为20份、22份、24份、26份、28份或30份。

所述硅藻泥是按照包括如下步骤的制备方法得到的：

A1：称取硅藻土，将其加入到4-5mol/L的盐酸水溶液中，充分搅拌反应30-40分钟，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第一处理物；

A2：将所述第一处理物加入到3.5-4.5mol/L的NaOH水溶液中，充分搅拌反应50-60分钟，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第二处理物；

A3：将所述第二处理物充分干燥完全，然后升温至400-500℃，在该温度下煅烧40-50分钟，然后以3-7℃/分钟的升温速率，升温至680-720℃，并在该温度下继续煅烧30-40分钟，得到煅烧后硅藻土；

A4：将所述煅烧后硅藻土充分研磨，并过200-300目筛，得到所述硅藻泥。

其中，在所述步骤A1中，所述硅藻土与盐酸水溶液的质量比为1:3-4，例如可为1:3、1:3.5或1:4。

其中，在所述步骤A2中，所述第一处理物与NaOH水溶液的质量比为1:2-3，例如可为1:2、1:2.5或1:3。

其中，在所述步骤A3中，升温速率为1-9℃/分钟，最优选为5℃/分钟。

在本发明的所述环保材料中，所述硅丙乳液的质量份为8-12份，例如可为8份、10份或12份。

硅丙乳液是一类非常公知的物质，可通过多种商业渠道而购买得到，在此不再进行详细描述。

在本发明的所述环保材料中，所述双酚A型环氧树脂的质量份为4-6份，例如可为4份、5份或6份。

双酚A型环氧树脂也是一类非常公知的物质，可通过多种商业渠道而购买得到，在此不再进行详细描述。

在本发明的所述环保材料中，所述改性菱沸石粉末的质量份为1.6-2.2份，例如可为1.6份、1.8份、2份或2.2份。

所述改性菱沸石粉末是按照包括如下步骤的制备方法得到的：

B1：将菱沸石粉碎、研磨，过200-300目筛，得到菱沸石粉；

B2：将所述菱沸石粉在500℃下煅烧45-55分钟，然后自然冷却至室温，得到煅烧后菱沸石粉；

B3：将钛酸正丁酯缓慢加入到无水乙醇中，再加入三乙醇胺，充分搅拌得到混合液；将所述混合液超声分散10-15分钟，得到透明溶胶；

B4：将所述煅烧后菱沸石粉加入到所述透明溶胶中，在搅拌下超声分散，直至均匀，静置过夜，在真空烘箱中充分干燥，直至无醇味，将所得干燥物在600℃下煅烧50分钟，并研磨过200目筛，即得所述改性菱沸石粉末。

其中，在所述步骤B3中，所述钛酸正丁酯与乙醇的质量比1:5-6，例如可为1:5、1:5.5或1:6；所述钛酸正丁酯与三乙醇胺的摩尔比为1:0.5-0.7，例如可为1:0.5、1:0.6或1:0.7。

其中，在所述步骤B4中，所述煅烧后菱沸石粉与所述透明溶胶的质量比为1:2-3，例如可为1:2、1:2.5或1:3。

在本发明的所述环保材料中，所述双金属活性材料的质量份为4-6份，例如可为4份、5份或6份。

所述双金属活性材料是按照包括如下步骤的制备方法得到的：

C1：将质量比1:2的硝酸银和硫酸锌的混合物加入到去离子水中，配制得到总质量百分比浓度为20-25％的水溶液，即硝酸银和硫酸锌两者的质量百分比浓度之和为20-25％；

C2：将磷酸铵加入到去离子水中，使其质量百分比浓度为40％，得到磷酸铵水溶液，然后向其中加入步骤C1的水溶液，加入的同时伴以剧烈搅拌，在100℃下反应4小时，反应结束后，冷却，过滤，将所得固体充分洗涤至中性，并完全干燥，得到双金属混合物固体；

C3：将所述双金属混合物固体在马弗炉中于600℃下煅烧2-3小时后，研磨并过200目筛，即得所述双金属活性材料。

其中，在步骤C2中，所加入的步骤C1的水溶液中硝酸银和硫酸锌两者的质量之和与磷酸铵的质量的比为1.5-2:1，例如可为1.5:1、1.7:1、1.9:1或2:1。

在本发明的所述环保材料中，所述附着力促进剂的质量份为1.2-1.8份，例如可为1.2份、1.4份、1.6份或1.8份。

其中，所述附着力促进剂为硅烷类附着力促进剂、下式(I)化合物或下式(II)化合物中的任意一种，

所述硅烷类附着力促进剂例如可为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷或3-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。

最优选地，所述附着力促进剂为所述式(I)化合物。

在本发明的所述环保材料中，所述改性微粒的质量份为0.6-1.2份，例如可为0.6份、0.8份、1份或1.2份。

所述改性微粒是按照包括如下步骤的制备方法得到的：

D1：将1重量份过200目筛的二氧化硅粉末加入到4重量份2mol/的盐酸水溶液中，充分搅拌，然后过滤，去离子水充分洗涤至中性，得到预处理二氧化硅粉末；

D2：将所述预处理二氧化硅粉末分散在无水乙醇中，然后加入正硅酸异丙酯的无水乙醇溶液，并在室温下搅拌反应40-50分钟，反应结束后，过滤分离，将固体在400℃下煅烧20-28分钟，再次过200目筛，即得所述改性微粒。

其中，在所述步骤D2中，所用无水乙醇的量并没有特别的限定，只要能够方便后续操作和反应即可；所述正硅酸异丙酯的无水乙醇溶液中，正硅酸异丙酯的质量百分含量为10-15％。

其中，在所述步骤D2中，所述预处理二氧化硅粉末与正硅酸异丙酯的质量比为3:1。

在本发明的所述环保材料中，所述固化剂的质量份为3-5份，例如可为3份、3.5份、4份、4.5份或5份。

其中，所述固化剂为3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、三乙烯四胺、二氨基二苯甲烷或4,4'-二氨基双环己基甲烷中的任意一种，最优选为3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷。

在本发明的所述环保材料中，所述羟丙基甲基纤维素醚的质量份为1.5-2.5份，例如可为1.5份、2份或2.5份。

在本发明的所述环保材料中，所述聚乙二醇400的质量份为6-9份，例如可为6份、7份、8份或9份。

在本发明的所述环保材料中，所述添加剂的质量份为2-3份，例如可为2份、2.5份或3份。

其中，所述添加剂为质量比1:1的N,N-乙撑双油酸酰胺与2,6-二叔丁基-4-羟基苯酚的混合物。

在本发明的所述环保材料中，所述葡萄糖酸钠的质量份为0.4-0.8份，例如可为0.4份、0.6份或0.8份。

在本发明的所述环保材料中，所述海藻胶的质量份为0.5-0.9份，例如可为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份或0.9份。

在本发明的所述环保材料中，所述去离子水的质量份为18-24份，例如可为18份、20份、22份或24份。

第二个方面，本发明涉及上述含硅藻泥的环保材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1：分别称取各自用量的各个组分；

S2：向去离子水中加入硅藻泥、硅丙乳液、双酚A型环氧树脂、改性菱沸石粉末、双金属活性材料、改性微粒、聚乙二醇400、葡萄糖酸钠、海藻胶和为总用量5-10％的固化剂，充分搅拌混合均匀，得到第一混合物；

S3：向第一混合物中加入附着力促进剂、羟丙基甲基纤维素醚、添加剂和剩余的为总用量90-95％的固化剂，并升温至50-60℃，充分搅拌反应20-30分钟；反应结束后，自然冷却至室温，分散机分散，即得本发明的环保材料。

本发明人发现，通过上述特定的制备方法，尤其是固化剂的分步加入，可以取得最好的技术效果。

第三个方面，本发明涉及上述含硅藻泥的环保材料在建筑装修领域中的用途。

本发明的含硅藻泥的环保材料通过多种具体组分的合适选择，以及各个组分之间的相互协同和促进作用，以及进一步地通过特定的制备方法，从而取得了诸多优异的技术效果，例如具有良好的稳定性、强度、以及分解有害气体等诸多效果，可广泛应用于建筑装修领域，例如可用作腻子、涂料等，具从而在该领域具有良好的应用前景和工业化生产潜力。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

其中，在所有的实施例中，除非另有规定，否则指代组分用量的“份”均为“重量份”。

制备例1：硅藻泥的制备

A1：称取硅藻土，将其加入到为其3.5倍质量的4.5mol/L的盐酸水溶液中，充分搅拌反应35分钟，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第一处理物；

A2：将所述第一处理物加入到为其2.5倍质量的4mol/L的NaOH水溶液中，充分搅拌反应55分钟，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第二处理物；

A3：将所述第二处理物充分干燥完全，然后升温至450℃，在该温度下煅烧45分钟，然后以5℃/分钟的升温速率，升温至700℃，并在该温度下继续煅烧35分钟，得到煅烧后硅藻土；

A4：将所述煅烧后硅藻土充分研磨，并过250目筛，得到硅藻泥，将其命名为GZN。

制备例1-1至1-3：硅藻泥的制备

制备例1-1：除省略掉步骤A1外(即未进行酸处理)，其它操作均不变，从而重复进行了制备例1，得到制备例1-1，将所得硅藻泥命名为GZN1。

制备例1-2：除省略掉步骤A2外(即未进行碱处理)，其它操作均不变，从而重复进行了制备例1，得到制备例1-2，将所得硅藻泥命名为GZN2。

制备例1-3：除省略掉步骤A1-A2外(即未进行酸和碱处理，而是直接将硅藻土进行步骤A3的煅烧处理)，其它操作均不变，从而重复进行了制备例1，得到制备例1-3，将所得硅藻泥命名为GZN3。

制备例1-4至1-7：硅藻泥的制备

除分别将步骤A3中的升温速率由5℃/分钟替换为1℃/分钟、3℃/分钟、7℃/分钟和9℃/分钟外，其它操作均不变，从而重复进行了制备例1，顺次得到制备例1-4、1-5、1-6和1-7，将所得硅藻泥顺次命名为GZN4、GZN5、GZN6和GZN7。

制备例2：改性菱沸石粉末的制备

B1：将菱沸石粉碎、研磨，过200目筛，得到菱沸石粉；

B2：将所述菱沸石粉在500℃下煅烧50分钟，然后自然冷却至室温，得到煅烧后菱沸石粉；

B3：将钛酸正丁酯缓慢加入到无水乙醇中(钛酸正丁酯与乙醇的质量比1:5.5)，再加入三乙醇胺(钛酸正丁酯与三乙醇胺的摩尔比为1:0.6)，充分搅拌得到混合液；将所述混合液超声分散12分钟，得到透明溶胶；

B4：将所述煅烧后菱沸石粉加入到所述透明溶胶中(煅烧后菱沸石粉与透明溶胶的质量比为1:2.5)，在搅拌下超声分散，直至均匀，静置过夜，在真空烘箱中充分干燥，直至无醇味，将所得干燥物在600℃下煅烧50分钟，并研磨过200目筛，即得改性菱沸石粉末，将其命名为LFS。

制备例2-1：改性菱沸石粉末的制备

除省略掉B2外(即菱沸石粉未进行煅烧，而是直接进行后续处理)，其它操作均不变，从而重复进行了制备例2，得到制备例2-1，将所得改性菱沸石粉末命名为LFS1。

制备例3：双金属活性材料的制备

C1：将质量比1:2的硝酸银和硫酸锌的混合物加入到去离子水中，配制得到总质量百分比浓度为22％的水溶液；

C2：将磷酸铵加入到去离子水中，使其质量百分比浓度为40％，得到磷酸铵水溶液，然后向其中加入步骤C1的水溶液(硝酸银和硫酸锌两者的质量之和与磷酸铵的质量的比为1.75:1)，加入的同时伴以剧烈搅拌，在100℃下反应4小时，反应结束后，冷却，过滤，将所得固体充分洗涤至中性，并完全干燥，得到双金属混合物固体；

C3：将所述双金属混合物固体在马弗炉中于600℃下煅烧2.5小时后，研磨并过200目筛，即得所述双金属活性材料，将其命名为SJS。

制备例3-1：双金属活性材料的制备

将步骤C3予以省略，并将步骤C2得到的双金属混合物固体研磨并过200目筛，其它均相同于制备例3，得到制备例3-1，将得到的双金属活性材料命名为SJS1。

制备例4：改性微粒的制备

D1：将1重量份过200目筛的二氧化硅粉末加入到4重量份2mol/的盐酸水溶液中，充分搅拌，然后过滤，去离子水充分洗涤至中性，得到预处理二氧化硅粉末；

D2：将所述预处理二氧化硅粉末分散在适量无水乙醇中，然后加入正硅酸异丙酯的无水乙醇溶液(其中该无水乙醇溶液中，正硅酸异丙酯的质量百分含量为13％；预处理二氧化硅粉末与正硅酸异丙酯的质量比为3:1)，并在室温下搅拌反应45分钟，反应结束后，过滤分离，将固体在400℃下煅烧24分钟，再次过200目筛，得到改性微粒，将其命名为WL。

制备例4-1：改性微粒的制备

将步骤D1予以省略，即直接使用过200目筛的二氧化硅粉进行步骤D2，此外其它均相同于制备例4，得到制备例4-1，将得到的改性微粒命名为WL1。

制备例5：添加剂的制备

将质量比1:1的N,N-乙撑双油酸酰胺与2,6-二叔丁基-4-羟基苯酚进行充分混合，即得所述添加剂，将其命名为TJJ。

实施例1

S1：分别称取25质量份硅藻泥GZN、10质量份硅丙乳液、5质量份双酚A型环氧树脂、1.9质量份改性菱沸石粉末LFS、3.8质量份双金属活性材料SJS、1.5质量份附着力促进剂式(I)化合物、0.9质量份改性微粒WL、4质量份固化剂3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷、2质量份羟丙基甲基纤维素醚、7.5质量份聚乙二醇400(PEG-400)、2.5质量份添加剂TJJ、0.6质量份葡萄糖酸钠、0.7质量份海藻胶和21质量份去离子水；

S2：向去离子水中加入硅藻泥GZN、硅丙乳液、双酚A型环氧树脂、改性菱沸石粉末LFS、双金属活性材料SJS、改性微粒WL、聚乙二醇400、葡萄糖酸钠、海藻胶和为0.3质量份固化剂，充分搅拌混合均匀，得到第一混合物；

S3：向第一混合物中加入附着力促进剂、羟丙基甲基纤维素醚、添加剂TJJ和剩余的3.7质量份固化剂，并升温至55℃，充分搅拌反应25分钟；反应结束后，自然冷却至室温，分散机分散，即得含硅藻泥的环保材料，将其命名为CL1。

实施例2

S1：分别称取20质量份硅藻泥GZN、12质量份硅丙乳液、4质量份双酚A型环氧树脂、2.2质量份改性菱沸石粉末LFS、3质量份双金属活性材料SJS、1.8质量份附着力促进剂式(I)化合物、0.6质量份改性微粒WL、5质量份固化剂3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷、1.5质量份羟丙基甲基纤维素醚、9质量份聚乙二醇400(PEG-400)、2质量份添加剂TJJ、0.8质量份葡萄糖酸钠、0.5质量份海藻胶和24质量份去离子水；

S2：向去离子水中加入硅藻泥GZN、硅丙乳液、双酚A型环氧树脂、改性菱沸石粉末LFS、双金属活性材料SJS、改性微粒WL、聚乙二醇400、葡萄糖酸钠、海藻胶和为0.25质量份固化剂，充分搅拌混合均匀，得到第一混合物；

S3：向第一混合物中加入附着力促进剂、羟丙基甲基纤维素醚、添加剂TJJ和剩余的4.75质量份固化剂，并升温至50℃，充分搅拌反应30分钟；反应结束后，自然冷却至室温，分散机分散，即得含硅藻泥的环保材料，将其命名为CL2。

实施例3

S1：分别称取30质量份硅藻泥GZN、8质量份硅丙乳液、6质量份双酚A型环氧树脂、1.6质量份改性菱沸石粉末LFS、4.5质量份双金属活性材料SJS、1.2质量份附着力促进剂式(I)化合物、1.2质量份改性微粒WL、3质量份固化剂3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷、2.5质量份羟丙基甲基纤维素醚、6质量份聚乙二醇400(PEG-400)、3质量份添加剂TJJ、0.4质量份葡萄糖酸钠、0.9质量份海藻胶和18质量份去离子水；

S2：向去离子水中加入硅藻泥GZN、硅丙乳液、双酚A型环氧树脂、改性菱沸石粉末LFS、双金属活性材料SJS、改性微粒WL、聚乙二醇400、葡萄糖酸钠、海藻胶和为0.3质量份固化剂，充分搅拌混合均匀，得到第一混合物；

S3：向第一混合物中加入附着力促进剂、羟丙基甲基纤维素醚、添加剂TJJ和剩余的2.7质量份固化剂，并升温至60℃，充分搅拌反应20分钟；反应结束后，自然冷却至室温，分散机分散，即得含硅藻泥的环保材料，将其命名为CL3。

下面，针对不同的技术特征改变，而重复操作实施例1，以考察各个特征对于最终效果的影响。

对比例1-3

除分别将其中的GZN替换为GZN1、GZN2和GZN3外，其它均不变，重复操作实施例1，从而顺次得到对比例1-3，将所得材料顺次命名为D1、D2和D3。

对比例4-7

除分别将其中的GZN替换为GZN4-GZN7外，其它均不变，重复操作实施例1，从而顺次得到对比例4-7，将所得材料顺次命名为D4、D5、D6和D7。

对比例8

除将其中的改性菱沸石粉末LFS替换为LFS1外，其它均不变，重复操作实施例1，从而得到对比例8，将所得材料命名为D8。

对比例9

除将其中的双金属活性材料SJS替换为SJS1外，其它均不变，重复操作实施例1，从而得到对比例9，将所得材料命名为D9。

对比例10

除将其中的改性微粒WL替换为WL1外，其它均不变，重复操作实施例1，从而得到对比例10，将所得材料命名为D10。

对比例11-15

除将其中的附着力促进剂式(I)化合物分别替换为式(II)化合物、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷外，其它均不变，重复操作实施例1，从而顺次得到对比例11-15，将所得材料顺次命名为D10-D15。

对比例16-19

除将其中的固化剂3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷分别替换为1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、三乙烯四胺、二氨基二苯甲烷和4,4'-二氨基双环己基甲烷外，其它均不变，重复操作实施例1，从而顺次得到对比例16-19，将所得材料顺次命名为D16-D19。

性能测试试验

1、储存稳定性和粘着强度测定

将本发明得到的环保材料进行充分干燥后(即充分去除其中的水分，然后研磨过200目筛，得到粉末)制备成腻子使用，并按照国家标准《JG/T298-2010建筑室内用腻子》测定多个性能如储存稳定性(固体粉末形式)、抗裂性、耐水性和强度等，结果见下表1中所示。

表1

由此可见，本发明的环保材料具有良好的稳定性和各种强度及抗裂性，而当金属材料未进行本发明的步骤C3煅烧处理和二氧化硅粉末未进行酸处理时，导致稳定性有显著降低，出现了有结块的现象；还可以看出，在所有的附着力促进剂中，(I)化合物具有最好的效果，即便是非常类似的(II)化合物，效果也有显著的降低；在所有的固化剂中，3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷具有最好的效果，即便是非常类似的4,4'-二氨基双环己基甲烷，效果也有显著的降低。这些均证明了这些特征的组合和协同，产生了意想不到的技术效果。

2、有害气体净化性能测试

将本发明的不同环保材料进行同样厚度的均匀涂抹，然后放置于装有甲苯、甲醛、氨和H₂S的密闭容器中，所有有害气体的初始浓度均为80mg/l。120分钟后用分析有害气体的剩余浓度，从而可以计算出有害气体的降解率，结果示于下表2中。

表2

其中，“D4、D7”对应的甲苯降解率(％)为“93.8、94.1”，表示D4对甲苯的降解率(％)为“93.8”，而D7对甲苯的降解率(％)为“94.1”，其它类似的对应关系也是如此的含义，不再一一赘述。

由上表2中的数据可见：1、硅藻土未进行步骤A1和/或A2的酸处理、碱处理时，导致有害气体降解率有显著的降低(尤其是同时未进行酸处理和碱处理时降低最为显著)；2、硅藻土的步骤A3中的煅烧升温速率也非常显著地影响着最终的有害气体降解率，当为5℃/分钟时能够取得最好的效果，而其它的升温速率越是偏离该值越大，则效果降低越明显(应该是不同的升温速率导致最终形成的吸附孔径有所不同)；3、当菱沸石粉未煅烧、双金属混合物固体未煅烧和二氧化硅粉末未进行酸处理时，到将导致有害气体降解率有显著的降低。这证明了这些处理手段出人意料地产生了相互间的协同和促进效果。

3、其它性能测试

分别对上述不同实施例和对比例制得的环保材料进行其它多个方面的性能测试，其中有害物质的检测是在常温储存6个月后进行的(按照GB18582-2008标准进行)，而稳定性测试则是以初始制得状态(为液体浆状)装入密闭塑料桶中，在-5℃和40℃下储存8个月后进行的，具体结果见下表3中所示。

表3

其中，“×”表示出现了“分层或结块”，而“*”指代的“×”是表示D16-D19中的D16、D17和D18出现了结块现象，这证明固化剂的种类选择非常重要。

此外，发明人还考察了制备方法中固化剂的加入而对最终结果的影响，具体如下：

实施例4

除将其中的固化剂全部在步骤S2中加入外(不再在步骤S3中加入)，其它均不变，重复操作实施例1，从而得到实施例4，将所得材料命名为CL4。

实施例5

除将其中的固化剂全部在步骤S3中加入外(不再在步骤S2中加入)，其它均不变，重复操作实施例1，从而得到实施例5，将所得材料命名为CL5。

分别按照上述完全相同的测试方法进行多个性能的测试，为了方便对比，而将CL1-CL3的结果一同列出。

A、储存稳定性和粘着强度测定

结果见下表4中所示。

表4

由此可见，当固化剂在步骤S2中一次性全部加入时，导致性能有显著的降低，这证明只有当分步加入时，才能取得最好的技术效果。

B、有害气体净化性能测试

结果示于下表5中所示。

表5

由此可见，当固化剂在步骤S2中一次性全部加入时，导致有害气体降解率均有显著的降低，应该是固化剂此时发挥了相对较强的固化作用，从而使得多种活性吸附材料的吸附孔径产生了堵塞，从而导致降解率的显著降低。还可以看出，虽然在步骤S3中一次性全部加入所产生的影响要小于在步骤S2中全部加入的影响，但仍在一定程度上降低了有害气体降解率，这进一步证明了只有当分步加入时，才能取得最好的技术效果。

C、其它性能测试

具体结果见下表6中所示。

表6

由此可见，当在步骤S2或S3中一次性全部加入固化剂，仍能影响储存稳定性，从而再次证明了分步加入的重要性和非显而易见性。

本发明的含硅藻泥的环保材料通过多种具体组分的合适选择，以及各个组分之间的相互协同和促进作用，以及进一步地通过特定的制备方法，从而取得了诸多优异的技术效果，例如具有良好的稳定性、强度、以及分解有害气体等诸多效果，可广泛应用于建筑装修领域，例如可用作腻子、涂料等，具从而在该领域具有良好的应用前景和工业化生产潜力。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种含硅藻泥的环保材料，所述环保材料包括硅藻泥、硅丙乳液、双酚A型环氧树脂、改性菱沸石粉末、双金属活性材料、附着力促进剂、改性微粒、固化剂、羟丙基甲基纤维素醚、聚乙二醇400、添加剂、葡萄糖酸钠、海藻胶和去离子水；

以质量份计，所述环保材料包括如下的具体组分：

所述硅藻泥是按照包括如下步骤的制备方法得到的：

A1：称取硅藻土，将其加入到4-5mol/L的盐酸水溶液中，充分搅拌反应30-40分钟，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第一处理物；

A2：将所述第一处理物加入到3.5-4.5mol/L的NaOH水溶液中，充分搅拌反应50-60分钟，过滤，用去离子水充分洗涤至中性，得到第二处理物；

A3：将所述第二处理物充分干燥完全，然后升温至400-500℃，在该温度下煅烧40-50分钟，然后以3-7℃/分钟的升温速率，升温至680-720℃，并在该温度下继续煅烧30-40分钟，得到煅烧后硅藻土；

A4：将所述煅烧后硅藻土充分研磨，并过200-300目筛，得到所述硅藻泥；

所述改性菱沸石粉末是按照包括如下步骤的制备方法得到的：

B1：将菱沸石粉碎、研磨，过200-300目筛，得到菱沸石粉；

B2：将所述菱沸石粉在500℃下煅烧45-55分钟，然后自然冷却至室温，得到煅烧后菱沸石粉；

B3：将钛酸正丁酯缓慢加入到无水乙醇中，再加入三乙醇胺，充分搅拌得到混合液；将所述混合液超声分散10-15分钟，得到透明溶胶；

B4：将所述煅烧后菱沸石粉加入到所述透明溶胶中，在搅拌下超声分散，直至均匀，静置过夜，在真空烘箱中充分干燥，直至无醇味，将所得干燥物在600℃下煅烧50分钟，并研磨过200目筛，即得所述改性菱沸石粉末；

所述双金属活性材料是按照包括如下步骤的制备方法得到的：

C1：将质量比1:2的硝酸银和硫酸锌的混合物加入到去离子水中，配制得到硝酸银和硫酸锌两者的质量百分比浓度之和为20-25％的水溶液；

C2：将磷酸铵加入到去离子水中，使其质量百分比浓度为40％，得到磷酸铵水溶液，然后向其中加入步骤C1的水溶液，加入的同时伴以剧烈搅拌，在100℃下反应4小时，反应结束后，冷却，过滤，将所得固体充分洗涤至中性，并完全干燥，得到双金属混合物固体；

C3：将所述双金属混合物固体在马弗炉中于600℃下煅烧2-3小时后，研磨并过200目筛，即得所述双金属活性材料；

所述附着力促进剂为下式(I)化合物，

所述改性微粒是按照包括如下步骤的制备方法得到的：

D1：将1重量份过200目筛的二氧化硅粉末加入到4重量份2mol/的盐酸水溶液中，充分搅拌，然后过滤，去离子水充分洗涤至中性，得到预处理二氧化硅粉末；

D2：将所述预处理二氧化硅粉末分散在无水乙醇中，然后加入正硅酸异丙酯的无水乙醇溶液，并在室温下搅拌反应40-50分钟，反应结束后，过滤分离，将固体在400℃下煅烧20-28分钟，再次过200目筛，即得所述改性微粒；

所述固化剂为3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷；

所述添加剂为质量比1:1的N,N-乙撑双油酸酰胺与2,6-二叔丁基-4-羟基苯酚的混合物。

2.权利要求1所述环保材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1：分别称取各自用量的各个组分；

S2：向去离子水中加入硅藻泥、硅丙乳液、双酚A型环氧树脂、改性菱沸石粉末、双金属活性材料、改性微粒、聚乙二醇400、葡萄糖酸钠、海藻胶和为总用量5-10％的固化剂，充分搅拌混合均匀，得到第一混合物；

S3：向第一混合物中加入附着力促进剂、羟丙基甲基纤维素醚、添加剂和剩余的为总用量90-95％的固化剂，并升温至50-60℃，充分搅拌反应20-30分钟；反应结束后，自然冷却至室温，分散机分散，即得所述环保材料。

3.权利要求1所述环保材料在建筑装修领域中的用途。