CN107986694B - 一种硅藻土脚垫及其制备方法 - Google Patents

一种硅藻土脚垫及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种硅藻土脚垫及其制备方法，硅藻土脚垫由硅藻土、改性沸石、电气石、竹炭、亚麻、粘合剂组成。加入的硅藻土密度小、比表面积大、吸附性好；加入的竹炭、改性沸石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脚垫吸湿效果好；加入的硅藻土、竹炭、改性沸石均匀地分散到亚麻浆液中，使得成型的硅藻土脚垫中含有大量的超微细孔，隔音效果好；制备改性沸石时在熔融状态下的自然沸石中加入硅酸钠、硬脂酸镉和氢氧化铝，可以增大沸石的比表面积，增加沸石内部超微细孔的量，使其具备更强的吸附效果及防滑效果；加入的改性沸石和电气石有很好的协同作用，可以有效激发居室环境中的负氧离子，增加空气中负离子浓度。

Description

一种硅藻土脚垫及其制备方法
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。
负离子具有极佳的净化除尘、减少二手烟危害、改善预防呼吸道疾病、改善睡眠、抗氧化、防衰老、清除体内自由基、降低血液粘稠度的效果，在医学界享有“维他氧”“空气维生素”“长寿素”“空气维他命”等美称。如今负离子被广泛应用于众多领域。为满足市场的需求，急需开发一种具有产生负离子的功能、防滑功能、隔音功能等各种功能的硅藻土脚垫。
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、可激发出负离子、隔音效果好、可工业化生产的一种硅藻土脚垫及其制备方法。
本发明通过以下技术方案实现的：
配方为：一种硅藻土脚垫，由以下重量份的组分组成：硅藻土30～40份、改性沸石10～15份、电气石5～10份、竹炭5～10份、亚麻20～25份、粘合剂1～2份，所述改性沸石的制备方法是先将90～100重量份的天然沸石加热至熔融状态，然后再将2～5重量份的硅酸钠、5～8重量份的硬脂酸镉、0.1～0.3重量份的氢氧化铝依次加入熔融的天然沸石中在700～900 r/min下搅拌30min～40min得到天然沸石的混合物，将天然沸石的混合物冷却至室温并粉碎至30μm～35μm，即得所述改性沸石。
优选地，所述硅藻土的粒径为30μm～35μm。
优选地，所述电气石的粒径为30μm～35μm。
优选地，所述竹炭的粒径为30μm～35μm。
优选地，所述将天然沸石的混合物冷却至室温时的降温速率为8～10℃/h。
优选地，一种硅藻土脚垫，由以下重量份的组分组成：硅藻土35份、改性沸石12份、电气石8份、竹炭8份、亚麻23份、粘合剂1.5份。
制备方法为：一种硅藻土脚垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取各组分：按重量份比称取硅藻土、改性沸石、电气石、竹炭、亚麻、粘合剂；
（2）亚麻制浆：对亚麻采用制浆工艺制取亚麻浆液；
（3）搅拌：将亚麻浆液、硅藻土、改性沸石、电气石、竹炭和粘合剂置于搅拌机中，在130℃～150℃下搅拌40min ～50min使其混合均匀，得到混合料；
（4）注模：将混合料引入模具中成型；
（5）冷冻：将成型的混合料置于冷冻设备中，在-3℃～-1℃下冷冻5小时～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10小时～12小时，即得所述一种硅藻土脚垫。
优选地，所述步骤（3）中将亚麻浆液、硅藻土、改性沸石、电气石、竹炭和粘合剂置于搅拌机中，在130℃～150℃下搅拌40min ～50min使其混合均匀，搅拌速率为300r/min～350r/min，得到混合料。
优选地，所述步骤（5）中将成型的混合料置于冷冻设备中，在-2℃下冷冻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。
沸石，是一种矿石，是一类天然硅铝酸盐矿石，在灼烧时会产生沸腾现象。具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂，也可用于气体的干燥、净化和污水处理等方面。
电气石，是以含硼为特征的铝、铁、钠、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物，呈黑色或灰黑色，粗针状、束状或放射状结构。电气石具有特殊的热电性和压电性，有很高的远红外辐射和负离子释放能力，并含有多种对人体健康有益的微量元素，广泛应用在饮用水活性化、空气净化、污水处理、陶瓷、建材、日用化工、电子、纺织、保健用品、美容化妆品等领域。由于电气石具有独特的环境净化功能，将其组合制成一种具有吸湿功能的硅藻土成型组合物，使它既有一定的机械强度又有良好的环境净化功能。
本发明一种硅藻土脚垫及其制备方法，加入的硅藻土密度小、比表面积大、吸附性好、耐酸碱，加入的竹炭、改性沸石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脚垫吸湿效果好，且性能稳定；加入的硅藻土、竹炭、改性沸石均匀地分散到亚麻浆液中，再通过粘合剂相互黏连成型，使得成型的硅藻土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；制备改性沸石时在熔融状态下的自然沸石中加入硅酸钠、硬脂酸镉和氢氧化铝，加入的硅酸钠和氢氧化铝可以增大沸石的比表面积，增加沸石内部超微细孔的量，使沸石表面的粗糙，使其具备更强的吸附效果及防滑效果；加入的改性沸石和电气石有很好的协同作用，可以有效激发居室环境中的负氧离子，增加空气中负离子浓度，有利于人体的健康。
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：硅藻土脚垫
配方为：一种硅藻土脚垫，由以下重量份的组分组成：粒径为30μm的硅藻土30份、改性沸石10份、粒径为30μm的电气石5份、粒径为30μm的竹炭5份、亚麻20份、粘合剂1份，改性沸石的制备方法是先将90重量份的天然沸石加热至熔融状态，然后再将2重量份的硅酸钠、5重量份的硬脂酸镉、0.1重量份的氢氧化铝依次加入熔融的天然沸石中在700 r/min下搅拌30min得到天然沸石的混合物，将天然沸石的混合物冷却至室温，冷却至室温的降温速率为8℃/h，并粉碎至30μm，即得改性沸石。
制备方法为：一种硅藻土脚垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取各组分：按重量份比称取硅藻土、改性沸石、电气石、竹炭、亚麻、粘合剂；
（2）亚麻制浆：对亚麻采用制浆工艺制取亚麻浆液；
（3）搅拌：将亚麻浆液、硅藻土、改性沸石、电气石、竹炭和粘合剂置于搅拌机中，在130℃下搅拌40min使其混合均匀，搅拌速率为300r/min，得到混合料；
（4）注模：将混合料引入模具中成型；
（5）冷冻：将成型的混合料置于冷冻设备中，在-3℃下冷冻5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10小时，即得所述一种硅藻土脚垫。
实施例2：硅藻土脚垫
配方为：一种硅藻土脚垫，由以下重量份的组分组成：粒径为35μm的硅藻土40份、改性沸石15份、粒径为35μm的电气石10份、粒径为35μm的竹炭10份、亚麻25份、粘合剂2份，改性沸石的制备方法是先将100重量份的天然沸石加热至熔融状态，然后再将5重量份的硅酸钠、8重量份的硬脂酸镉、0.3重量份的氢氧化铝依次加入熔融的天然沸石中在900 r/min下搅拌40min得到天然沸石的混合物，将天然沸石的混合物冷却至室温，冷却至室温的降温速率为10℃/h，并粉碎至35μm，即得改性沸石。
制备方法为：一种硅藻土脚垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取各组分：按重量份比称取硅藻土、改性沸石、电气石、竹炭、亚麻、粘合剂；
（2）亚麻制浆：对亚麻采用制浆工艺制取亚麻浆液；
（3）搅拌：将亚麻浆液、硅藻土、改性沸石、电气石、竹炭和粘合剂置于搅拌机中，在150℃下搅拌50min使其混合均匀，搅拌速率为350r/min，得到混合料；
（4）注模：将混合料引入模具中成型；
（5）冷冻：将成型的混合料置于冷冻设备中，在-1℃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12小时，即得所述一种硅藻土脚垫。
实施例3：硅藻土脚垫
配方为：一种硅藻土脚垫，由以下重量份的组分组成：粒径为32μm的硅藻土35份、改性沸石12份、粒径为32μm的电气石8份、粒径为32μm的竹炭8份、亚麻23份、粘合剂1.5份，改性沸石的制备方法是先将95重量份的天然沸石加热至熔融状态，然后再将3重量份的硅酸钠、6重量份的硬脂酸镉、0.2重量份的氢氧化铝依次加入熔融的天然沸石中在800 r/min下搅拌35min得到天然沸石的混合物，将天然沸石的混合物冷却至室温，冷却至室温的降温速率为9℃/h，并粉碎至32μm，即得改性沸石。
制备方法为：一种硅藻土脚垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取各组分：按重量份比称取硅藻土、改性沸石、电气石、竹炭、亚麻、粘合剂；
（2）亚麻制浆：对亚麻采用制浆工艺制取亚麻浆液；
（3）搅拌：将亚麻浆液、硅藻土、改性沸石、电气石、竹炭和粘合剂置于搅拌机中，在140℃下搅拌45min使其混合均匀，搅拌速率为320r/min，得到混合料；
（4）注模：将混合料引入模具中成型；
（5）冷冻：将成型的混合料置于冷冻设备中，在-2℃下冷冻6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11小时，即得所述一种硅藻土脚垫。
对比例1
与实施例3相比，对比例1一种硅藻土脚垫的配方中将改性沸石12份替换为天然沸石12份，其余组成硅藻土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1-3和对比例1制得的硅藻土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 对比例1
厚度为10mm时的计权隔声量/（dB） 18 17 19 13
防滑系数 0.64 0.65 0.68 0.52
吸水性/（%） 430 450 470 400
负离子产量（ pcs/cm3） 2.8×10<sup>3</sup> 2.5×10<sup>3</sup> 2.9×10<sup>3</sup> 1.5×10<sup>3</sup>
从上表实施例1-3和对比例1制得的硅藻土脚垫的性能测定结果可以看出，本发明一种硅藻土脚垫及其制备方法，制备得到的硅藻土脚垫负离子产量高、防滑效果好、吸水性强且隔音效果好。
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 (8)

1.一种硅藻土脚垫，其特征在于，由以下重量份的组分组成：硅藻土30～40份、改性沸石10～15份、电气石5～10份、竹炭5～10份、亚麻20～25份、粘合剂1～2份，所述改性沸石的制备方法是先将90～100重量份的天然沸石加热至熔融状态，然后再将2～5重量份的硅酸钠、5～8重量份的硬脂酸镉、0.1～0.3重量份的氢氧化铝依次加入熔融的天然沸石中在700～900r/min下搅拌30min～40min得到天然沸石的混合物，将天然沸石的混合物冷却至室温并粉碎至30μm～35μm，即得所述改性沸石；将天然沸石的混合物冷却至室温时的降温速率为8～10℃/h。
2.根据权利要求1所述的一种硅藻土脚垫，其特征在于，所述硅藻土的粒径为30μm～35μm。
3.根据权利要求1所述的一种硅藻土脚垫，其特征在于，所述电气石的粒径为30μm～35μm。
4.根据权利要求1所述的一种硅藻土脚垫，其特征在于，所述竹炭的粒径为30μm～35μm。
5.根据权利要求1所述的一种硅藻土脚垫，其特征在于，由以下重量份的组分组成：硅藻土35份、改性沸石12份、电气石8份、竹炭8份、亚麻23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、改性沸石、电气石、竹炭、亚麻、粘合剂；
（2）亚麻制浆：对亚麻采用制浆工艺制取亚麻浆液；
（3）搅拌：将亚麻浆液、硅藻土、改性沸石、电气石、竹炭和粘合剂置于搅拌机中，在130℃～150℃下搅拌40min～50min使其混合均匀，得到混合料；
（4）注模：将混合料引入模具中成型；
（5）冷冻：将成型的混合料置于冷冻设备中，在-3℃～-1℃下冷冻5小时～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10小时～12小时，即得所述一种硅藻土脚垫。
7.根据权利要求6所述的一种硅藻土脚垫的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中将亚麻浆液、硅藻土、改性沸石、电气石、竹炭和粘合剂置于搅拌机中，在130℃～150℃下搅拌40min～50min使其混合均匀，搅拌速率为300r/min～350r/min，得到混合料。
8.根据权利要求6所述的一种硅藻土脚垫的制备方法，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-2℃下冷冻6小时。
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