CN107365112A - 一种硅藻土吸湿脚垫及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种硅藻土吸湿脚垫及其制备方法，硅藻土吸湿脚垫由硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩、甘蔗渣、粘合剂组成，制备硅藻土吸湿脚垫时加入的硅藻土密度小、比表面积大、吸附性好、耐酸碱，加入的黑曜岩、膨胀珍珠岩对空气中的水蒸气具有较强的吸附能力，使得制备得到的硅藻土吸湿脚垫吸湿效果好，且性能稳定；加入的硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩均匀地分散到甘蔗渣浆液中，再通过粘合剂相互黏连成型，使得成型的硅藻土吸湿脚垫中含有大量的超微细孔，隔音效果好；加入的甘蔗渣起到溶剂的作用可使硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩均匀地分散到甘蔗渣浆液中，再通过粘合剂相互黏连成型，制得成型的硅藻土吸湿脚垫。

Description

一种硅藻土吸湿脚垫及其制备方法
技术领域
本发明涉及硅藻土基复合材料的制备及应用技术领域，具体涉及一种硅藻土吸湿脚垫及其制备方法。
背景技术
现代家庭生活中，在大门的门口、茶几、沙发、浴室的门口通常会用到脚垫。按照脚垫材质的不同可分为:化纤脚垫、亚麻脚垫、PVC脚垫、橡胶脚垫、呢绒脚垫、皮革脚垫等。化纤脚垫的缺点是较难打理，时间久了会脏；亚麻脚垫的缺点是摸上去比较软，清洗后容易起毛，而且清洗几次之后会变形，导致脚踩上去脚垫表面深陷下去，影响舒适性；PVC脚垫的缺点是冬天容易变硬，会滑动，部分产品原材料质量不可控，味道重；橡胶脚垫在温度变化比较大的情况下不那么容易变形，冬夏使用都适宜但味道较重；呢绒脚垫价格一般较高，不容易打理；皮革脚垫不吸水、吸尘，隔音不好。且这一类的家居用品常常存在一些安全隐患，容易发霉、长霉菌、长螨虫、产生异味，需要时常清洗晾晒，即使这样还是会有很多看不见的细菌、病菌，需要经常更换。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种防滑效果好、吸水性能好、隔音效果好、阻燃性能好、易于打理、可工业化生产的一种硅藻土吸湿脚垫及其制备方法。
本发明通过以下技术方案实现的：
配方为：一种硅藻土吸湿脚垫，由以下重量份的组分组成：硅藻土30～40份、黑曜岩10～15份、膨胀珍珠岩5～10份、甘蔗渣20～25份、粘合剂1～2份。
优选地，所述硅藻土的粒径为30μm～35μm。
优选地，所述黑曜岩的粒径为20μm～25μm。
优选地，所述膨胀珍珠岩的粒径为20μm～25μm。
优选地，一种硅藻土吸湿脚垫，由以下重量份的组分组成：硅藻土35份、黑曜岩12份、膨胀珍珠岩8份、甘蔗渣22份、粘合剂1.5份。
制备方法为：一种硅藻土吸湿脚垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取各组分：按重量份比称取硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩、甘蔗渣、粘合剂；
（2）甘蔗渣制浆：将甘蔗渣粉碎至200目～250目，用蒸汽蒸煮甘蔗渣，蒸汽的温度为120℃～130℃、蒸汽压力为1.2MPa～1.5MPa，蒸煮时间为10min～15min；蒸煮结束后再进行多级清洗得到半纤维素液以及固形物；先向所述固形物加入乙醇和冰醋酸浸泡1天～3天，所述乙醇与冰醋酸的体积比为1.3～1.5:1，清洗掉乙醇和冰醋酸；再加入碳酸氢钠水溶液，于70℃～80℃的条件下蒸煮2h～3h，即得甘蔗渣浆液；
（3）搅拌：将步骤（2）中的甘蔗渣浆液、硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩和粘合剂置于搅拌机中，在100℃～110℃下搅拌20min ～30min使其混合均匀，得到混合料；
（4）注模：将步骤（3）中的混合料引入模具中成型；
（5）冷冻：将步骤（4）中成型的混合料置于冷冻设备中，在-5℃～0℃下冷冻7小时～10小时；
（6）静置成型：将步骤（5）中冷冻完成的成型混合料取出，于室温条件下静置5小时～8小时，即得所述一种硅藻土吸湿脚垫。
优选地，所述步骤（3）中将甘蔗渣浆液、硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩和粘合剂置于搅拌机中，在105℃下搅拌25min使其混合均匀。
优选地，所述步骤（5）中将成型的混合料置于冷冻设备中，在-3℃下冷冻8小时。
优选地，所述步骤（6）中将成型混合料取出，于室温条件下静置6小时。
硅藻土，古代单细胞低等植物硅藻的遗骸堆积沉积后，经过初步成岩作用而形成的一种具有多孔性的生物硅质岩。它是由硅藻的壁壳组成的，壁壳上有多级、大量、有序排列的微孔，而且硅藻土具有密度小、比表面积大、吸附性好、耐酸、耐碱、绝缘等特性，其独特的表面结构与优异的吸附性能适合于用作吸附材料，并且中国硅藻土矿产资源储量丰富，廉价易得。硅藻土由无定形的SiO2组成，并含有少量Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3及有机杂质。硅藻土通常呈浅黄色或浅灰色，质软，多孔而轻。硅藻土的主要成分是硅酸质，具有超纤维、多孔质等特性，其超微细孔比木炭还要多出5000到6000倍。在室内的湿度上升时，硅藻土上的超微细孔能够自动吸收空气中的水分，将其储存起来。如果室内空气中的水分减少、湿度下降，硅藻土就能够将储存在超微细孔中的水分释放出来。硅藻土还具有消除异味的功能，保持室内清洁的作用。
黑曜岩，一种酸性玻璃质火山岩，成分与花岗岩相当。除含少量斑晶、雏晶外，几乎全由玻璃质组成。黑色或黑褐色。致密块状，有时见石泡构造。玻璃光泽明显，具贝壳状断口。含水量较少，可与珍珠岩、松脂岩相区别。常见于酸性火山岩地区。与松脂岩、珍珠岩、浮岩一起统称酸性火山玻璃岩。黑曜岩可作装饰品和工艺品的原料。
膨胀珍珠岩是一种天然酸性玻璃质火山熔岩，非金属矿产，包括珍珠岩、松脂岩和黑曜岩，三者只是结晶水含量不同。由于在1000～1300℃高温条件下其体积迅速膨胀4～30倍，故统称为膨胀珍珠岩。含二氧化硅70%左右。露天开采，不用选矿，只需破碎，筛分即可。
本发明一种硅藻土吸湿脚垫及其制备方法，加入的硅藻土密度小、比表面积大、吸附性好、耐酸碱，加入的黑曜岩、膨胀珍珠岩对空气中的水蒸气具有较强的吸附能力，使得制备得到的硅藻土吸湿脚垫吸湿效果好，且性能稳定；加入的硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩均匀地分散到甘蔗渣浆液中，再通过粘合剂相互黏连成型，使得成型的硅藻土吸湿脚垫中含有大量的超微细孔，在大量的超微细孔存在的条件下声音难以传播，隔音效果好；加入的硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩都是的粒径为微米级的颗粒状物，使得成型的硅藻土吸湿脚垫表面光滑且防滑效果好，无需在硅藻土吸湿脚垫表面铺上粗糙的织品或在表面设置防滑的凹槽即可达到很好的防滑效果，使得硅藻土吸湿脚垫易于打理；甘蔗渣制浆时在加入碱溶液制取浆液前，先加入体积比合适的乙醇和冰醋酸进行酸化处理，软化甘蔗渣中部分没有交织力的蔗髓，使得没有交织力的蔗髓在甘蔗渣浆液中分布更均匀；加入的甘蔗渣起到溶剂的作用可使硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩均匀地分散到甘蔗渣浆液中，再通过粘合剂相互黏连成型，制得成型的硅藻土吸湿脚垫；加入的甘蔗渣制得的浆液中除了含有高含量的植物纤维，同时含有部分没有交织力的蔗髓，这部分没有交织力的蔗髓可均匀地分散到硅藻土吸湿脚垫中，而蔗髓的表面较为粗糙，使得制得成型的硅藻土吸湿脚垫防滑效果更好；加入甘蔗渣制备硅藻土吸湿脚垫时无需去除部分没有交织力的蔗髓，提高了甘蔗渣的废物利用率，为甘蔗渣的回收利用提供了一种新的可能。
与现有技术相比，本发明的有益效果有：
1、硅藻土吸湿脚垫吸湿效果好，且性能稳定。
2、硅藻土吸湿脚垫隔音效果好，且防滑效果好。
3、硅藻土吸湿脚垫的制作工艺简单，有机溶剂添加少，产品气味小，制作成本低，易于工业化生产。
具体实施方式
下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不可以以任何方式限制本发明。
实施例1：硅藻土吸湿脚垫
配方为：一种硅藻土吸湿脚垫，由以下重量份的组分组成：粒径为30μm的硅藻土30份、粒径为20μm的黑曜岩10份、粒径为20μm的膨胀珍珠岩5份、甘蔗渣20份、粘合剂1份。
制备方法为：一种硅藻土吸湿脚垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取各组分：按重量份比称取硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩、甘蔗渣、粘合剂；
（2）甘蔗渣制浆：将甘蔗渣粉碎至200目，用蒸汽蒸煮甘蔗渣，蒸汽的温度为120℃、蒸汽压力为1.2MPa，蒸煮时间为10min；蒸煮结束后再进行多级清洗得到半纤维素液以及固形物；先向所述固形物加入乙醇和冰醋酸浸泡1天，所述乙醇与冰醋酸的体积比为1.3:1，清洗掉乙醇和冰醋酸；再加入碳酸氢钠水溶液，于70℃的条件下蒸煮2h，即得甘蔗渣浆液；
（3）搅拌：将步骤（2）中的甘蔗渣浆液、硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩和粘合剂置于搅拌机中，在100℃下搅拌20min使其混合均匀，得到混合料；
（4）注模：将步骤（3）中的混合料引入模具中成型；
（5）冷冻：将步骤（4）中成型的混合料置于冷冻设备中，在-5℃下冷冻7小时；
（6）静置成型：将步骤（5）中冷冻完成的成型混合料取出，于室温条件下静置5小时，即得所述一种硅藻土吸湿脚垫。
实施例2：硅藻土吸湿脚垫
配方为：一种硅藻土吸湿脚垫，由以下重量份的组分组成：粒径为35μm的硅藻土40份、粒径为25μm的黑曜岩15份、粒径为25μm的膨胀珍珠岩10份、甘蔗渣25份、粘合剂2份。
制备方法为：一种硅藻土吸湿脚垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取各组分：按重量份比称取硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩、甘蔗渣、粘合剂；
（2）甘蔗渣制浆：将甘蔗渣粉碎至250目，用蒸汽蒸煮甘蔗渣，蒸汽的温度为130℃、蒸汽压力为1.5MPa，蒸煮时间为15min；蒸煮结束后再进行多级清洗得到半纤维素液以及固形物；先向所述固形物加入乙醇和冰醋酸浸泡3天，所述乙醇与冰醋酸的体积比为1.5:1，清洗掉乙醇和冰醋酸；再加入碳酸氢钠水溶液，于80℃的条件下蒸煮3h，即得甘蔗渣浆液；
（3）搅拌：将步骤（2）中的甘蔗渣浆液、硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩和粘合剂置于搅拌机中，在110℃下搅拌30min使其混合均匀，得到混合料；
（4）注模：将步骤（3）中的混合料引入模具中成型；
（5）冷冻：将步骤（4）中成型的混合料置于冷冻设备中，在0℃下冷冻10小时；
（6）静置成型：将步骤（5）中冷冻完成的成型混合料取出，于室温条件下静置8小时，即得所述一种硅藻土吸湿脚垫。
实施例3：硅藻土吸湿脚垫
配方为：一种硅藻土吸湿脚垫，由以下重量份的组分组成：粒径为32μm的硅藻土35份、粒径为22μm的黑曜岩12份、粒径为22μm的膨胀珍珠岩8份、甘蔗渣22份、粘合剂1.5份。
制备方法为：一种硅藻土吸湿脚垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取各组分：按重量份比称取硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩、甘蔗渣、粘合剂；
（2）甘蔗渣制浆：将甘蔗渣粉碎至220目，用蒸汽蒸煮甘蔗渣，蒸汽的温度为125℃、蒸汽压力为1.3MPa，蒸煮时间为12min；蒸煮结束后再进行多级清洗得到半纤维素液以及固形物；先向所述固形物加入乙醇和冰醋酸浸泡2天，所述乙醇与冰醋酸的体积比为1.4:1，清洗掉乙醇和冰醋酸；再加入碳酸氢钠水溶液，于75℃的条件下蒸煮2.5h，即得甘蔗渣浆液；
（3）搅拌：将步骤（2）中的甘蔗渣浆液、硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩和粘合剂置于搅拌机中，在105℃下搅拌25min使其混合均匀，得到混合料；
（4）注模：将步骤（3）中的混合料引入模具中成型；
（5）冷冻：将步骤（4）中成型的混合料置于冷冻设备中，在-3℃下冷冻8小时；
（6）静置成型：将步骤（5）中冷冻完成的成型混合料取出，于室温条件下静置6小时，即得所述一种硅藻土吸湿脚垫。
实施例4：硅藻土吸湿脚垫
配方为：一种硅藻土吸湿脚垫，由以下重量份的组分组成：粒径为33μm的硅藻土37份、粒径为24μm的黑曜岩13份、粒径为23μm的膨胀珍珠岩7份、甘蔗渣23份、粘合剂1.7份。
制备方法为：一种硅藻土吸湿脚垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取各组分：按重量份比称取硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩、甘蔗渣、粘合剂；
（2）甘蔗渣制浆：将甘蔗渣粉碎至230目，用蒸汽蒸煮甘蔗渣，蒸汽的温度为128℃、蒸汽压力为1.4MPa，蒸煮时间为13min；蒸煮结束后再进行多级清洗得到半纤维素液以及固形物；先向所述固形物加入乙醇和冰醋酸浸泡2.5天，所述乙醇与冰醋酸的体积比为1.4:1，清洗掉乙醇和冰醋酸；再加入碳酸氢钠水溶液，于78℃的条件下蒸煮2.5h，即得甘蔗渣浆液；
（3）搅拌：将步骤（2）中的甘蔗渣浆液、硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩和粘合剂置于搅拌机中，在102℃下搅拌28min使其混合均匀，得到混合料；
（4）注模：将步骤（3）中的混合料引入模具中成型；
（5）冷冻：将步骤（4）中成型的混合料置于冷冻设备中，在-2℃下冷冻9小时；
（6）静置成型：将步骤（5）中冷冻完成的成型混合料取出，于室温条件下静置7小时，即得所述一种硅藻土吸湿脚垫。
对比例1
与实施例3相比，对比例1一种硅藻土吸湿脚垫的配方中将甘蔗渣22份替换为涤纶纤维22份，其余组成硅藻土吸湿脚垫的重量份的组分组成与实施例3相同、制备硅藻土成型组合物的步骤均与实施例3相同。
下表1给出实施例1-4和对比例1制得的硅藻土吸湿脚垫的性能测定结果。
表1
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1
厚度为10mm时的计权隔声量/（dB） 23 22 25 24 15
防滑系数 0.87 0.85 0.88 0.85 0.87
吸水性/（%） 490 500 510 480 490
从上表实施例1-4和对比例1制得的具有吸湿除臭功能的硅藻土成型组合物的性能测定结果可以看出，本发明一种硅藻土吸湿脚垫及其制备方法，制备得到的硅藻土吸湿脚垫吸湿效果好、防滑效果好且隔音效果好。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种硅藻土吸湿脚垫，其特征在于，由以下重量份的组分组成：硅藻土30～40份、黑曜岩10～15份、膨胀珍珠岩5～10份、甘蔗渣20～25份、粘合剂1～2份。
2.根据权利要求1所述的一种硅藻土吸湿脚垫，其特征在于，所述硅藻土的粒径为30μm～35μm。
3.根据权利要求1所述的一种硅藻土吸湿脚垫，其特征在于，所述黑曜岩的粒径为20μm～25μm。
4.根据权利要求1所述的一种硅藻土吸湿脚垫，其特征在于，所述膨胀珍珠岩的粒径为20μm～25μm。
5.根据权利要求1所述的一种硅藻土吸湿脚垫，其特征在于，由以下重量份的组分组成：硅藻土35份、黑曜岩12份、膨胀珍珠岩8份、甘蔗渣22份、粘合剂1.5份。
6.权利要求1-5中任意一项所述的一种硅藻土吸湿脚垫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）称取各组分：按重量份比称取硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩、甘蔗渣、粘合剂；
（2）甘蔗渣制浆：将甘蔗渣粉碎至200目～250目，用蒸汽蒸煮甘蔗渣，蒸汽的温度为120℃～130℃、蒸汽压力为1.2MPa～1.5MPa，蒸煮时间为10min～15min；蒸煮结束后再进行多级清洗得到半纤维素液以及固形物；先向所述固形物加入乙醇和冰醋酸浸泡1天～3天，所述乙醇与冰醋酸的体积比为1.3～1.5:1，清洗掉乙醇和冰醋酸；再加入碳酸氢钠水溶液，于70℃～80℃的条件下蒸煮2h～3h，即得甘蔗渣浆液；
（3）搅拌：将步骤（2）中的甘蔗渣浆液、硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩和粘合剂置于搅拌机中，在100℃～110℃下搅拌20min ～30min使其混合均匀，得到混合料；
（4）注模：将步骤（3）中的混合料引入模具中成型；
（5）冷冻：将步骤（4）中成型的混合料置于冷冻设备中，在-5℃～0℃下冷冻7小时～10小时；
（6）静置成型：将步骤（5）中冷冻完成的成型混合料取出，于室温条件下静置5小时～8小时，即得所述一种硅藻土吸湿脚垫。
7.根据权利要求6所述的一种硅藻土吸湿脚垫的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中将甘蔗渣浆液、硅藻土、黑曜岩、膨胀珍珠岩和粘合剂置于搅拌机中，在105℃下搅拌25min使其混合均匀。
8.根据权利要求6所述的一种硅藻土吸湿脚垫的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中将成型的混合料置于冷冻设备中，在-3℃下冷冻8小时。
9.根据权利要求6所述的一种硅藻土吸湿脚垫的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中将成型混合料取出，于室温条件下静置6小时。
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