CN107915457A - 一种防水型抑菌天花板材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防水型抑菌天花板材料的制备方法，属于板材制备技术领域。本发明通过硝酸银溶液对微孔结构的石膏进行改性，利用催化反应杀菌，从而提高杀菌效率，待催化反应结合后，银离子有效的填充在石膏内部孔隙中，使其具有一定的硬度，由于当受光照时生成化学活泼性很强的超氧化物阴离子自由基和氢氧自由基，致使细菌细胞内的有机物降解，在配料中加入磺化木质素、草酸钙、水性硅酮和桃胶，利用磺化木质素具有优异的减水功能，由于掺量很小，能够降低石膏浆体的用水量，通过这些外加剂配比对石膏结晶过程进行调节，降低了石膏硬化体的孔隙率，减少了石膏硬化体对水的吸附性，进一步提高天花板材料的防水性能和强度，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明公开了一种防水型抑菌天花板材料的制备方法，属于板材制备技术领域。
背景技术
天花板是一座建筑物室内顶部表面的地方。在室内设计中，天花板可以写画、油漆美化室内环境，及安装吊灯、光管、吊扇、开天窗、装空调，改变室内照明及空气流通的效用。天花板是对装饰室内屋顶材料的总称。过去传统民居中多以草席、苇席、木板等为主要材料。随着科技的进步更多的现代建筑材料被应用进来。天花板一般分为以下几种：石膏天花板是以熟石膏为主要案原料掺入添加剂与纤维制成，具有质轻、绝热、吸声、阻燃和可锯等性能，但石膏板整体吊顶，容易裂和变形。多用与商业空间科学，一般采用600600规格，有明骨和暗骨之分，龙骨常用铝或铁。石膏板与轻钢龙骨相结合，便构成轻钢龙骨石膏板。轻钢龙骨石膏板天花有纸面石膏板、石膏板、纤维石膏板、空心石膏板条多种。从目前来看，使用轻钢龙骨石膏板天花作隔断墙的较多，而用来做造型天花的则比较少，容易变形。夹板具有材质轻、强度高、良好的弹性和韧性，耐冲击和振动、易加工和涂饰、绝缘等优点。它还能轻易地创造出弯曲的、圆的、方的等各种各样的造型天花，但缺点是怕白蚁。异形长条铝扣板价格不菲，家庭装修大多已不再使用此种材料，主要是因其不耐脏且易变形。方形镀漆铝扣天花在、厕所等容易脏污的地方使用，是主流产品。铝条方格吊顶一般用于商铺内，九厘板做底，面板用烤漆或塑铝板一般用于写字间走道。彩绘玻璃，这种天花具有多种图形图案，内部可安装照明装置，但一般只用与局部装饰。装修若用轻钢龙骨石膏板天花或夹板天花，在其面涂漆时，应用石膏粉封好接缝，然后用牛皮胶带纸密封后再打底层、涂漆。PVC吊顶价格便宜，不耐久，抗氧化性差，不防潮、不防火，易变形，变色，多用于老式普通家装。新型塑钢板吊顶价格虽高，材料一流，图案多样。
目前大多数使用的天花板都存在强度较低、防水性能较差以及抗菌效果不好的缺陷，因此发明一种既防水又抑菌的天花板材料对天花板制备技术领域具有积极意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前普通天花板材料存在强度较低、防水性能较差以及抗菌效果不好的缺陷，提供了一种防水型抑菌天花板材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种防水型抑菌天花板材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取65～85g石膏岩放入粉碎机中研磨粉碎后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末放入马弗炉中煅烧，自然冷却至室温，得到煅烧石膏，将煅烧石膏和硝酸银溶液混合置于烧杯中搅拌，得到搅拌液，并用硝酸溶液调节搅拌液的pH至6～8，再将搅拌液放入无光的温室中混合搅拌后，减压抽滤，去除滤液，取出滤渣，继续将滤渣放入烘箱中烘干，得到自制载银石膏；
（2）称取45～65g纳米二氧化钛倒入窑炉中活化，得到活化纳米二氧化钛，将活化纳米二氧化钛和钛酸酯偶联剂201混合搅拌，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量7%的橄榄油和混合物质量0.8%的酸奶，装入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，得到改性活化纳米二氧化钛；
（3）将磺化木质素、草酸钙和桃胶混合置于搅拌机中搅拌，得到自制混合物；
（4）按重量份数计，分别称取20～30份自制载银石膏、12～16份改性活化纳米二氧化钛、8～10份去离子水和4～6份玻璃纤维混合置于搅拌机中搅拌，再添加3～5份自制混合物、2～4份水性硅酮和1～3份过氧化二异丙苯，继续保温混合搅拌，自然冷却至室温，出料，即可制得防水型抑菌天花板材料。
步骤（1）所述的研磨粉碎时间为7～9min，煅烧温度为240～320℃，煅烧时间为1～2h，煅烧石膏和质量分数为32％的硝酸银溶液的质量比为1：3，硝酸溶液的质量分数为12％，搅拌时间为6～8min，混合搅拌时间为45～60min，烘干温度为70～90℃，烘干时间为20～30min。
步骤（2）所述的活化温度为160～200℃，活化时间为12～16min，活化纳米二氧化钛和钛酸酯偶联剂201的质量比为1：2，搅拌时间为8～10min，发酵温度为35～45℃，发酵时间为8～10天。
步骤（3）所述的磺化木质素、草酸钙和桃胶的质量比为2：1：3，搅拌时间为10～12min。
步骤（4）所述的搅拌温度为45～65℃，搅拌时间为16～20min，继续搅拌时间为1～2h。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明通过硝酸银溶液对微孔结构的石膏进行改性，利用催化反应杀菌，银离子可强力吸引细菌体中蛋白酶上的疏基，并迅速与其结合，使蛋白酶丧失活性，导致细菌死亡，又由于该材料以纳米粒子为载体，利用纳米粒子奇特的形态和优异的表面吸附能力，携带银离子吸附在石膏制品表面的微孔中并予以稳定，可增强与细菌的亲和力，从而提高杀菌效率，待催化反应结合后，银离子有效的填充在石膏内部孔隙中，使其具有一定的硬度，再利用纳米二氧化钛经过活化和酸解，将其与钛酸酯偶联剂、植物油和酸奶共混发酵，形成坚韧的多孔纳米二氧化钛，利用酸奶中微生物将植物油分解产生亲油性酯基，并在微生物的自交联作用下使得亲油性酯基接枝到纳米二氧化钛表面，使其具有防水能力，由于当受光照时纳米二氧化钛生成化学活泼性很强的超氧化物阴离子自由基和氢氧自由基，可以直接攻击细菌的细胞，致使细菌细胞内的有机物降解，以此杀灭细菌，并使之分解，从而提高天花板材料的防水性能和抑菌性能；
（2）本发明在配料中加入磺化木质素、草酸钙、水性硅酮和桃胶，利用磺化木质素具有优异的减水功能，由于掺量很小，能够降低石膏浆体的用水量，提高硬化体的密实度，在不影响天花板材料强度的情况下添加草酸钙，可以降低天花板材料的吸水率，增强天花板材料的耐水性，再有水性硅酮的加入，能够粘结粉尘、降低板的吸水性能，另外由于胶粘剂桃胶的作用，硬化体内部晶体搭接紧密，硬化体的强度和韧性得到进一步提高，通过这些外加剂配比对石膏结晶过程进行调节，几乎完全消除了结构裂缝，极大降低了石膏硬化体的孔隙率，且在孔隙表面形成了憎水膜，减少了石膏硬化体对水的吸附性，进一步提高天花板材料的防水性能和强度，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
称取65～85g石膏岩放入粉碎机中研磨粉碎7～9min后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末放入马弗炉中，在温度为240～320℃下煅烧1～2h，自然冷却至室温，得到煅烧石膏，按质量比为1：3将煅烧石膏和质量分数为32％的硝酸银溶液混合置于烧杯中搅拌6～8min，得到搅拌液，并用质量分数为12％的硝酸溶液调节搅拌液的pH至6～8，再将搅拌液放入无光的温室中混合搅拌45～60min后，减压抽滤，去除滤液，取出滤渣，继续将滤渣放入烘箱中，在温度为70～90℃的条件下烘干20～30min，得到自制载银石膏；称取45～65g纳米二氧化钛倒入窑炉中，在160～200℃下活化12～16min，得到活化纳米二氧化钛，将活化纳米二氧化钛和钛酸酯偶联剂201按质量比为1：2混合搅拌8～10min，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量7%的橄榄油和混合物质量0.8%的酸奶，装入发酵罐中，在温度为35～45℃的条件下密封发酵8～10天，发酵结束后，取出发酵产物，得到改性活化纳米二氧化钛；按质量比为2：1：3将磺化木质素、草酸钙和桃胶混合置于搅拌机中搅拌10～12min，得到自制混合物；按重量份数计，分别称取20～30份自制载银石膏、12～16份改性活化纳米二氧化钛、8～10份去离子水和4～6份玻璃纤维混合置于搅拌机中，在温度为45～65℃下搅拌16～20min，再添加3～5份自制混合物、2～4份水性硅酮和1～3份过氧化二异丙苯，继续保温混合搅拌1～2h，自然冷却至室温，出料，即可制得防水型抑菌天花板材料。
实例1
称取65g石膏岩放入粉碎机中研磨粉碎7min后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末放入马弗炉中，在温度为240℃下煅烧1h，自然冷却至室温，得到煅烧石膏，按质量比为1：3将煅烧石膏和质量分数为32％的硝酸银溶液混合置于烧杯中搅拌6min，得到搅拌液，并用质量分数为12％的硝酸溶液调节搅拌液的pH至6，再将搅拌液放入无光的温室中混合搅拌45min后，减压抽滤，去除滤液，取出滤渣，继续将滤渣放入烘箱中，在温度为70℃的条件下烘干20min，得到自制载银石膏；称取65g纳米二氧化钛倒入窑炉中，在200℃下活化16min，得到活化纳米二氧化钛，将活化纳米二氧化钛和钛酸酯偶联剂201按质量比为1：2混合搅拌10min，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量7%的橄榄油和混合物质量0.8%的酸奶，装入发酵罐中，在温度为45℃的条件下密封发酵10天，发酵结束后，取出发酵产物，得到改性活化纳米二氧化钛；按质量比为2：1：3将磺化木质素、草酸钙和桃胶混合置于搅拌机中搅拌12min，得到自制混合物；按重量份数计，分别称取30份自制载银石膏、16份改性活化纳米二氧化钛、10份去离子水和6份玻璃纤维混合置于搅拌机中，在温度为65℃下搅拌20min，再添加5份自制混合物、4份水性硅酮和3份过氧化二异丙苯，继续保温混合搅拌2h，自然冷却至室温，出料，即可制得防水型抑菌天花板材料。
实例2
称取75g石膏岩放入粉碎机中研磨粉碎89min后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末放入马弗炉中，在温度为280℃下煅烧1.5h，自然冷却至室温，得到煅烧石膏，按质量比为1：3将煅烧石膏和质量分数为32％的硝酸银溶液混合置于烧杯中搅拌7min，得到搅拌液，并用质量分数为12％的硝酸溶液调节搅拌液的pH至7，再将搅拌液放入无光的温室中混合搅拌55min后，减压抽滤，去除滤液，取出滤渣，继续将滤渣放入烘箱中，在温度为80℃的条件下烘干25min，得到自制载银石膏；称取55g纳米二氧化钛倒入窑炉中，在180℃下活化14min，得到活化纳米二氧化钛，将活化纳米二氧化钛和钛酸酯偶联剂201按质量比为1：2混合搅拌9min，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量7%的橄榄油和混合物质量0.8%的酸奶，装入发酵罐中，在温度为40℃的条件下密封发酵9天，发酵结束后，取出发酵产物，得到改性活化纳米二氧化钛；按质量比为2：1：3将磺化木质素、草酸钙和桃胶混合置于搅拌机中搅拌11min，得到自制混合物；按重量份数计，分别称取25份自制载银石膏、14份改性活化纳米二氧化钛、9份去离子水和5份玻璃纤维混合置于搅拌机中，在温度为55℃下搅拌18min，再添加4份自制混合物、3份水性硅酮和2份过氧化二异丙苯，继续保温混合搅拌1.5h，自然冷却至室温，出料，即可制得防水型抑菌天花板材料。
实例3
称取85g石膏岩放入粉碎机中研磨粉碎9min后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末放入马弗炉中，在温度为320℃下煅烧2h，自然冷却至室温，得到煅烧石膏，按质量比为1：3将煅烧石膏和质量分数为32％的硝酸银溶液混合置于烧杯中搅拌8min，得到搅拌液，并用质量分数为12％的硝酸溶液调节搅拌液的pH至8，再将搅拌液放入无光的温室中混合搅拌60min后，减压抽滤，去除滤液，取出滤渣，继续将滤渣放入烘箱中，在温度为90℃的条件下烘干30min，得到自制载银石膏；称取65g纳米二氧化钛倒入窑炉中，在200℃下活化16min，得到活化纳米二氧化钛，将活化纳米二氧化钛和钛酸酯偶联剂201按质量比为1：2混合搅拌10min，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量7%的橄榄油和混合物质量0.8%的酸奶，装入发酵罐中，在温度为45℃的条件下密封发酵10天，发酵结束后，取出发酵产物，得到改性活化纳米二氧化钛；按质量比为2：1：3将磺化木质素、草酸钙和桃胶混合置于搅拌机中搅拌12min，得到自制混合物；按重量份数计，分别称取30份自制载银石膏、16份改性活化纳米二氧化钛、10份去离子水和6份玻璃纤维混合置于搅拌机中，在温度为65℃下搅拌20min，再添加5份自制混合物、4份水性硅酮和3份过氧化二异丙苯，继续保温混合搅拌2h，自然冷却至室温，出料，即可制得防水型抑菌天花板材料。
对比例
以佛山某公司的防水型抑菌天花板材料作为对比例
将本发明制得的防水型抑菌天花板材料和对比例中的防水型抑菌天花板材料进行性能检测，检测结果下所示：
1、测试方法：
大肠杆菌平均菌数测试按JC/T897-2002的规定进行抑菌性能检测；
金黄色葡萄球菌平均菌数测试按JC/T897-2002的规定进行抑菌性能检测；
冲击强度测试采用落锤式方法进行检测；
吸水率测试方法：将实例1～3和对比例中的天花板置于烘箱中恒温干燥72h后取出，称重G1，再将其放在水中浸泡2h后取出称重G2，用以下公式计算该吸水率：
A=(G2-G1)/G1×100%
表1
根据表1中数据可知，本发明制得的防水型抑菌天花板材料抑菌效果好，抑菌率都达到了99.99%以上，强度高，吸水率低，防水性好，具有广阔的应用前景。
Claims (5)
1.一种防水型抑菌天花板材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取65～85g石膏岩放入粉碎机中研磨粉碎后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末放入马弗炉中煅烧，自然冷却至室温，得到煅烧石膏，将煅烧石膏和硝酸银溶液混合置于烧杯中搅拌，得到搅拌液，并用硝酸溶液调节搅拌液的pH至6～8，再将搅拌液放入无光的温室中混合搅拌后，减压抽滤，去除滤液，取出滤渣，继续将滤渣放入烘箱中烘干，得到自制载银石膏；
（2）称取45～65g纳米二氧化钛倒入窑炉中活化，得到活化纳米二氧化钛，将活化纳米二氧化钛和钛酸酯偶联剂201混合搅拌，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量7%的橄榄油和混合物质量0.8%的酸奶，装入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，得到改性活化纳米二氧化钛；
（3）将磺化木质素、草酸钙和桃胶混合置于搅拌机中搅拌，得到自制混合物；
（4）按重量份数计，分别称取20～30份自制载银石膏、12～16份改性活化纳米二氧化钛、8～10份去离子水和4～6份玻璃纤维混合置于搅拌机中搅拌，再添加3～5份自制混合物、2～4份水性硅酮和1～3份过氧化二异丙苯，继续保温混合搅拌，自然冷却至室温，出料，即可制得防水型抑菌天花板材料。
2.根据权利要求1所述的一种防水型抑菌天花板材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的研磨粉碎时间为7～9min，煅烧温度为240～320℃，煅烧时间为1～2h，煅烧石膏和质量分数为32％的硝酸银溶液的质量比为1：3，硝酸溶液的质量分数为12％，搅拌时间为6～8min，混合搅拌时间为45～60min，烘干温度为70～90℃，烘干时间为20～30min。
3.根据权利要求1所述的一种防水型抑菌天花板材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的活化温度为160～200℃，活化时间为12～16min，活化纳米二氧化钛和钛酸酯偶联剂201的质量比为1：2，搅拌时间为8～10min，发酵温度为35～45℃，发酵时间为8～10天。
4.根据权利要求1所述的一种防水型抑菌天花板材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的磺化木质素、草酸钙和桃胶的质量比为2：1：3，搅拌时间为10～12min。
5.根据权利要求1所述的一种防水型抑菌天花板材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的搅拌温度为45～65℃，搅拌时间为16～20min，继续搅拌时间为1～2h。
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