CN106747625A - 一种固强性硅藻泥壁材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于室内装饰材料领域，公开了一种固强性硅藻泥壁材及其制备方法，制成该固强性硅藻泥壁材的原料包括以下重量份数的各成分：硅藻土40‑60份、芳纶浆粕6‑10份、硅酸铝纤维3‑6份、白水泥5‑7份、矿物颜料1‑3份、水性聚氨酯5‑10份、羟丙纤维素1‑3份、海藻酸钠1‑3份、膨胀蛭石5‑7份、烷基甘油醚磺酸盐4‑6份、阿拉伯树胶粉1‑3份、大豆蛋白胶1‑3份、羧甲基纤维素钠1‑2份。本发明所制备的硅藻泥壁材的柔韧性好，强度高，可长效除去室内的甲醛、笨等有害物质，在使用过程中不易出现开裂、脱落、易掉粉的现象。

Description

一种固强性硅藻泥壁材及其制备方法
技术领域
本发明属于室内装饰材料领域，涉及一种固强性硅藻泥壁材，本发明还涉及该固强性硅藻泥壁材的制备方法。
背景技术
近年来，室内装饰材料对空气质量的影响越来越受到重视，目前，各种装饰装修材料，如涂料、油漆中含有大量的有害物质(甲醛、苯、氨、挥发性有机物等)会造成室内空气污染。目前，人们除了选择美观、实用的装饰效果外，健康环保功能也成为选择装饰材料的一个重要参考指标，因此生态环保、健康舒适的室内装饰材料成为国内外建材行业的主要发展趋势。
硅藻泥是一种以硅藻土为主要原料的新型壁材，是一种水溶性粉末状装饰涂料，其主要功能材料是由海洋或者湖泊中的硅藻类植物经过自然环境作用沉积形成的硅藻土，具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强等物理性质，可以有效吸附空气中游离的甲醛、苯、氨等有害物质，并且可以净化空气中因宠物、吸烟、垃圾等产生的异味，易于施工，适用于墙体和棚顶装饰。因此，将硅藻泥与传统内墙装饰材料相结合，制成兼具装饰效果和环保健康功能的装饰建材产品成为装饰建材市场的新宠，深受市场的青睐。
虽然硅藻土具有以上特点使其具有吸附、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，但是硅藻土也存在强度低、易掉粉、易开裂等问题，为了解决这类问题，往往在硅藻泥壁材中添加有机胶类物质，由于这类物质残存溶剂气味大，易堵塞硅藻土孔隙，在较大程度上降低了硅藻泥涂料的环保功能，随着时间的推移此类有机胶类聚合物生物降解速度加快，导致涂料耐久性差，因此需通研究开发粘接强度大、耐久性好、强度高的硅藻泥壁材。
发明内容
本发明的目的是提供一种固强性硅藻泥壁材及其制备方法，所制备的硅藻泥壁材的柔韧性好，强度高，可长效除去室内的甲醛、苯等有害物质，在使用过程中不易出现开裂、脱落、易掉粉的现象。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种固强性硅藻泥壁材，制成该固强性硅藻泥壁材的原料包括以下重量份数的各成分：硅藻土40-60份、芳纶浆粕6-10份、硅酸铝纤维3-6份、白水泥5-7份、矿物颜料1-3份、水性聚氨酯5-10份、羟丙纤维素1-3份、海藻酸钠1-3份、膨胀蛭石5-7份、烷基甘油醚磺酸盐4-6份、阿拉伯树胶粉1-3份、大豆蛋白胶1-3份、羧甲基纤维素钠1-2份。
优选的，制成该固强性硅藻泥壁材的原料包括以下重量份数的各成分：硅藻土40份、芳纶浆粕6份、硅酸铝纤维3份、白水泥5份、矿物颜料1份、水性聚氨酯5份、羟丙纤维素1份、海藻酸钠1份、膨胀蛭石5份、烷基甘油醚磺酸盐4份、阿拉伯树胶粉1份、大豆蛋白胶1份、羧甲基纤维素钠1份。
优选的，制成该固强性硅藻泥壁材的原料包括以下重量份数的各成分：硅藻土60份、芳纶浆粕10份、硅酸铝纤维6份、白水泥7份、矿物颜料3份、水性聚氨酯10份、羟丙纤维素3份、海藻酸钠3份、膨胀蛭石7份、烷基甘油醚磺酸盐6份、阿拉伯树胶粉3份、大豆蛋白胶3份、羧甲基纤维素钠2份。
优选的，制成该固强性硅藻泥壁材的原料包括以下重量份数的各成分：硅藻土50份、芳纶浆粕8份、硅酸铝纤维5份、白水泥6份、矿物颜料2份、水性聚氨酯8份、羟丙纤维素2份、海藻酸钠2份、膨胀蛭石6份、烷基甘油醚磺酸盐5份、阿拉伯树胶粉2份、大豆蛋白胶2份、羧甲基纤维素钠1.5份。
本发明的另一目的是提供一种固强性硅藻泥壁材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将硅藻土粗粉碎后，加入到硝酸溶液中，配置成硅藻土重量百分比为18-30％的混合料液，在60-80℃条件下超声搅拌30-60min后，洗涤，干燥至水分占硅藻土总重量的5-10％，然后将硅藻土与膨胀蛭石送入烧结炉，缓慢升温至500℃后，焙烧2-4h，然后冷却至200±10℃，淬冷后超微粉碎至200目，备用；
(2)往混料机中加入烷基甘油醚磺酸盐和适量水溶解分散均匀后，加入步骤(1)超微粉碎后的硅藻土、膨胀蛭石搅拌10min后，加入水性聚氨酯、羟丙纤维素、海藻酸钠，加热搅拌反应混合30min后，烘干得混合物料A；
(3)将芳纶浆粕、硅酸铝纤维、白水泥加入高速混料机中，以800-1000r/min的搅拌速度混合搅拌30min，得到混合物料B；
(4)将步骤(2)、(3)分别制得的混合物料A、混合物料B送入高速搅拌机中，预搅拌10min后，加入矿物颜料、阿拉伯树胶粉、大豆蛋白胶、羧甲基纤维素钠和适量水，高速搅拌30min后，出料干燥，即得所述固强性硅藻泥壁材。
优选的，步骤(1)中配置成硅藻土重量百分比为25％的混合料液。
优选的，步骤(1)中硝酸溶液的pH值为0.1-0.4。
进一步的，步骤(1)中硝酸溶液的pH值为0.3。
优选的，步骤(2)中加热温度为60-100℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明制备的硅藻泥壁材不含有甲醛等有毒有机溶剂，挥发性有机物含量极低，较普通硅藻土的孔隙明显增多增大，孔隙贯通性好，经烷基甘油醚磺酸盐、水性聚氨酯、羟丙纤维素、海藻酸钠处理后，可使硅藻土在加水搅拌时硅藻土表面形成一层凝胶骨架似的防护层，防止其他原料堵塞硅藻土的孔隙，还具有一定的粘结性，有利于硅藻土与其他原料的复合粘结，同时可提高硅藻土与芳纶浆粕、硅酸铝纤维的交联性能，使制得的硅藻泥更稳定，具有更好的抓附力，不易沉淀分层，柔韧性好，强度高，可长效除去室内的甲醛、笨等有害物质，在使用过程中不易出现开裂、脱落、易掉粉的现象，使用寿命长。
(2)本发明的制备方法中将硅藻土粗粉碎用硝酸溶液加热处理后，经洗涤可以除去其中的杂质，疏通孔隙，然后将硅藻土干燥至水含量为5-10％，再在500℃下进行焙烧，可以除去其中的有机杂质，还能在保持孔隙完整性的基础上，扩大硅藻土的孔隙，使硅藻土具有更好的吸附性。将烷基甘油醚磺酸盐和适量水溶解分散后，加入超微粉碎后的硅藻土、膨胀蛭石搅拌一定时间后，加入水性聚氨酯、羟丙纤维素、海藻酸钠，烷基甘油醚磺酸盐和水性聚氨酯、羟丙纤维素、海藻酸钠一起对硅藻土和膨胀蛭石进行处理，可以先在其表面形成微泡，然后烷基甘油醚磺酸盐和水性聚氨酯、羟丙纤维素、海藻酸钠复配，在硅藻土和膨胀蛭石表面形成一种类似凝胶骨架的防护层，防止其他原料堵塞它们的孔隙，还具有一定的粘结性，有利于硅藻土与其他原料的复合粘结，同时可提高它们与芳纶浆粕、硅酸铝纤维的交联性能，使制得的硅藻泥更稳定，具有更好的抓附力，不易沉淀分层，柔韧性好，强度高，在使用过程中不易出现开裂、脱落、易掉粉的现象，使用寿命长。
(3)本发明使用阿拉伯树胶粉、大豆蛋白胶、羧甲基纤维素钠有机粘结剂作为粘结剂，虽然是有机粘结剂，但是因为硅藻土和膨胀蛭石表面形成一种类似凝胶骨架的防护层，有机粘结剂不会封闭硅藻土和膨胀蛭石的孔隙，在保证了良好粘结性的基本上，还保证了硅藻泥良好的吸附性能，可长效除去室内的甲醛、笨等有害物质，更好的净化空气。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面通过实施例对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
实施例1
一种固强性硅藻泥壁材，制成该固强性硅藻泥壁材的原料包括以下重量份数的各成分：硅藻土40份、芳纶浆粕6份、硅酸铝纤维3份、白水泥5份、矿物颜料1份、水性聚氨酯5份、羟丙纤维素1份、海藻酸钠1份、膨胀蛭石5份、烷基甘油醚磺酸盐4份、阿拉伯树胶粉1份、大豆蛋白胶1份、羧甲基纤维素钠1份。
所述固强性硅藻泥壁材的制备方法包括以下步骤：
(1)将硅藻土粗粉碎后，加入到硝酸溶液中，配置成硅藻土重量百分比为18％的混合料液，所述硝酸溶液的pH值为0.1，在60-80℃条件下超声搅拌30-60min后，洗涤，干燥至水分占硅藻土总重量的5-10％，然后将硅藻土与膨胀蛭石送入烧结炉，缓慢升温至500℃后，焙烧2-4h，然后冷却至200±10℃，淬冷后超微粉碎至200目，备用；
(2)往混料机中加入烷基甘油醚磺酸盐和适量水溶解分散均匀后，加入步骤(1)超微粉碎后的硅藻土、膨胀蛭石搅拌10min后，加入水性聚氨酯、羟丙纤维素、海藻酸钠，加热至60-100℃搅拌反应混合30min后，烘干得混合物料A；
(3)将芳纶浆粕、硅酸铝纤维、白水泥加入高速混料机中，以800-1000r/min的搅拌速度混合搅拌30min，得到混合物料B；
(4)将步骤(2)、(3)分别制得的混合物料A、混合物料B送入高速搅拌机中，预搅拌10min后，加入矿物颜料、阿拉伯树胶粉、大豆蛋白胶、羧甲基纤维素钠和适量水，高速搅拌30min后，出料干燥，即得所述固强性硅藻泥壁材。
实施例2
一种固强性硅藻泥壁材，制成该固强性硅藻泥壁材的原料包括以下重量份数的各成分：硅藻土60份、芳纶浆粕10份、硅酸铝纤维6份、白水泥7份、矿物颜料3份、水性聚氨酯10份、羟丙纤维素3份、海藻酸钠3份、膨胀蛭石7份、烷基甘油醚磺酸盐6份、阿拉伯树胶粉3份、大豆蛋白胶3份、羧甲基纤维素钠2份。
所述固强性硅藻泥壁材的制备方法包括以下步骤：
(1)将硅藻土粗粉碎后，加入到硝酸溶液中，配置成硅藻土重量百分比为30％的混合料液，所述硝酸溶液的pH值为0.4，在60-80℃条件下超声搅拌30-60min后，洗涤，干燥至水分占硅藻土总重量的5-10％，然后将硅藻土与膨胀蛭石送入烧结炉，缓慢升温至500℃后，焙烧2-4h，然后冷却至200±10℃，淬冷后超微粉碎至200目，备用；
(2)往混料机中加入烷基甘油醚磺酸盐和适量水溶解分散均匀后，加入步骤(1)超微粉碎后的硅藻土、膨胀蛭石搅拌10min后，加入水性聚氨酯、羟丙纤维素、海藻酸钠，加热至60-100℃搅拌反应混合30min后，烘干得混合物料A；
(3)将芳纶浆粕、硅酸铝纤维、白水泥加入高速混料机中，以800-1000r/min的搅拌速度混合搅拌30min，得到混合物料B；
(4)将步骤(2)、(3)分别制得的混合物料A、混合物料B送入高速搅拌机中，预搅拌10min后，加入矿物颜料、阿拉伯树胶粉、大豆蛋白胶、羧甲基纤维素钠和适量水，高速搅拌30min后，出料干燥，即得所述固强性硅藻泥壁材。
实施例3
一种固强性硅藻泥壁材，制成该固强性硅藻泥壁材的原料包括以下重量份数的各成分：硅藻土50份、芳纶浆粕8份、硅酸铝纤维5份、白水泥6份、矿物颜料2份、水性聚氨酯8份、羟丙纤维素2份、海藻酸钠2份、膨胀蛭石6份、烷基甘油醚磺酸盐5份、阿拉伯树胶粉2份、大豆蛋白胶2份、羧甲基纤维素钠1.5份。
所述固强性硅藻泥壁材的制备方法包括以下步骤：
(1)将硅藻土粗粉碎后，加入到硝酸溶液中，配置成硅藻土重量百分比为25％的混合料液，所述硝酸溶液的pH值为0.3，在60-80℃条件下超声搅拌30-60min后，洗涤，干燥至水分占硅藻土总重量的5-10％，然后将硅藻土与膨胀蛭石送入烧结炉，缓慢升温至500℃后，焙烧2-4h，然后冷却至200±10℃，淬冷后超微粉碎至200目，备用；
(2)往混料机中加入烷基甘油醚磺酸盐和适量水溶解分散均匀后，加入步骤(1)超微粉碎后的硅藻土、膨胀蛭石搅拌10min后，加入水性聚氨酯、羟丙纤维素、海藻酸钠，加热至60-100℃搅拌反应混合30min后，烘干得混合物料A；
(3)将芳纶浆粕、硅酸铝纤维、白水泥加入高速混料机中，以800-1000r/min的搅拌速度混合搅拌30min，得到混合物料B；
(4)将步骤(2)、(3)分别制得的混合物料A、混合物料B送入高速搅拌机中，预搅拌10min后，加入矿物颜料、阿拉伯树胶粉、大豆蛋白胶、羧甲基纤维素钠和适量水，高速搅拌30min后，出料干燥，即得所述固强性硅藻泥壁材。
性能测试
本发明还对实施例1-3所制备的固强性硅藻泥壁材的性能按照JC/2177-2013《硅藻泥装饰壁材》标准进行了测试，其一般技术要求如表1所示，功能性技术要求如表2所示，有害物质限量要求如表3所示。
表1
表2
检测项目 标准 实施例1 实施例2 实施例3
甲醛净化功能 ≥80％ 89.7％ 92.1％ 93.9％
甲醛净化效果持久性 ≥60％ 71％ 69％ 72％
表3
由表1、2、3可以得出，本发明制得的固强性硅藻泥壁材符合JC/2177-2013《硅藻泥装饰壁材》规定的技术要求。
以上所述是本发明的优选实施方式，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择，或者对上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，通过任何合适的方式进行组合等，这些等效替换及辅助成分的添加、具体技术特征的组合等也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种固强性硅藻泥壁材，其特征在于，制成该固强性硅藻泥壁材的原料包括以下重量份数的各成分：硅藻土40-60份、芳纶浆粕6-10份、硅酸铝纤维3-6份、白水泥5-7份、矿物颜料1-3份、水性聚氨酯5-10份、羟丙纤维素1-3份、海藻酸钠1-3份、膨胀蛭石5-7份、烷基甘油醚磺酸盐4-6份、阿拉伯树胶粉1-3份、大豆蛋白胶1-3份、羧甲基纤维素钠1-2份。
2.如权利要求1所述的一种固强性硅藻泥壁材，其特征在于，制成该固强性硅藻泥壁材的原料包括以下重量份数的各成分：硅藻土40份、芳纶浆粕6份、硅酸铝纤维3份、白水泥5份、矿物颜料1份、水性聚氨酯5份、羟丙纤维素1份、海藻酸钠1份、膨胀蛭石5份、烷基甘油醚磺酸盐4份、阿拉伯树胶粉1份、大豆蛋白胶1份、羧甲基纤维素钠1份。
3.如权利要求1所述的一种固强性硅藻泥壁材，其特征在于，制成该固强性硅藻泥壁材的原料包括以下重量份数的各成分：硅藻土60份、芳纶浆粕10份、硅酸铝纤维6份、白水泥7份、矿物颜料3份、水性聚氨酯10份、羟丙纤维素3份、海藻酸钠3份、膨胀蛭石7份、烷基甘油醚磺酸盐6份、阿拉伯树胶粉3份、大豆蛋白胶3份、羧甲基纤维素钠2份。
4.如权利要求1所述的一种固强性硅藻泥壁材，其特征在于，制成该固强性硅藻泥壁材的原料包括以下重量份数的各成分：硅藻土50份、芳纶浆粕8份、硅酸铝纤维5份、白水泥6份、矿物颜料2份、水性聚氨酯8份、羟丙纤维素2份、海藻酸钠2份、膨胀蛭石6份、烷基甘油醚磺酸盐5份、阿拉伯树胶粉2份、大豆蛋白胶2份、羧甲基纤维素钠1.5份。
5.权利要求1-4任一项所述的一种固强性硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将硅藻土粗粉碎后，加入到硝酸溶液中，配置成硅藻土重量百分比为18-30％的混合料液，在60-80℃条件下超声搅拌30-60min后，洗涤，干燥至水分占硅藻土总重量的5-10％，然后将硅藻土与膨胀蛭石送入烧结炉，缓慢升温至500℃后，焙烧2-4h，然后冷却至200±10℃，淬冷后超微粉碎至200目，备用；
(2)往混料机中加入烷基甘油醚磺酸盐和适量水溶解分散均匀后，加入步骤(1)超微粉碎后的硅藻土、膨胀蛭石搅拌10min后，加入水性聚氨酯、羟丙纤维素、海藻酸钠，加热搅拌反应混合30min后，烘干得混合物料A；
(3)将芳纶浆粕、硅酸铝纤维、白水泥加入高速混料机中，以800-1000r/min的搅拌速度混合搅拌30min，得到混合物料B；
(4)将步骤(2)、(3)分别制得的混合物料A、混合物料B送入高速搅拌机中，预搅拌10min后，加入矿物颜料、阿拉伯树胶粉、大豆蛋白胶、羧甲基纤维素钠和适量水，高速搅拌30min后，出料干燥，即得所述固强性硅藻泥壁材。
6.如权利要求5所述的一种固强性硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，步骤(1)中配置成硅藻土重量百分比为25％的混合料液。
7.如权利要求5所述的一种固强性硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，步骤(1)中硝酸溶液的pH值为0.1-0.4。
8.如权利要求6所述的一种固强性硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，步骤(1)中硝酸溶液的pH值为0.3。
9.如权利要求5所述的一种固强性硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，步骤(2)中加热温度为60-100℃。
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