CN108706917A - 一种抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，其特征在于：(a)硅藻土，碱土金属氧化物，粘结剂和扩孔剂，按配比高速混合，将混合物高温下烧结后粉碎；（b）将粉碎后的粉末中加入纳米氧化银、纳米碳酸钙、竹碳纤维混合均匀；（c）在所得混合物中加入包含氮系阻燃剂的水性胶黏剂混合均匀，入模烘干即可。本发明的抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，原料简单易得，制备过程也简单方便，使用常规设备即可工业化生产，并且对反应条件、配方比例要求也很低，适合大规模推广应用，制备得到的硅藻土具有保留了空气的净化效果，且同时还具有杀菌、防火保温的效果。

Description

一种抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法。
背景技术
硅藻土壁材是集环保功能和艺术造型于一体的理想墙面装饰材料。硅藻泥壁材是一种全新室内保健型墙壁饰面材料。根据不同特性硅藻土等粘土矿的合理搭配，配合纳米材料使产品具有更强的选择吸附能力，优良的离子交换性和分子筛功能;提高对湿气和有机蒸汽的吸附能力，尤其是对甲醛、苯、VOC一类的有机溶液及有害金属离子具有了更大吸附力。而使产品产生强大的呼吸调湿，净化空气的特性；并具备防火阻燃，隔声减噪，保温隔热的功能。同时通过不同匠艺处理，可以营造多种肌理效果，饰面淳厚自然，质感生动真实，具有很强的艺术感染力。是集环保功能和艺术造型于一体的理想墙面装饰材料。
硅藻土壁材具有多种功能性是其区别于一般涂料的最主要特点。现有技术的硅藻土壁材主要有以下几种：1、使用大量胶粉固化的硅藻土。这种硅藻土壁材的中胶粉会堵塞硅藻微孔，从而使其丧失调节湿度功能，因而在潮湿的环境很容易发霉，且遇到火时，阻燃效果差。这种硅藻土壁材很容易鉴定：用一把喷壶向墙面喷水，喷出去的水很快流淌；然后再用喷火枪烧，会产生黑烟和异味。2、以粘土为主固化的硅藻土。这种硅藻土壁材的特点是遇水还原成泥，调节湿度能力强，防火性能好。但这种硅藻土壁材表面强度底，容易粉化，特别潮湿的环境也不能使用。
室内空气污染现象目前广泛存在于居室等各种封闭的建筑物中,恶劣的室内空气正在给人类的健康带来严重危害。1997年在华盛顿召开的世界环境大会指出: 室内空气污染比室外空气污染更严重。室内空气污染问题在世界许多国家都受到了高度重视, 欧洲、北美和日本等国家从20世纪80年代开展了室内环境质量的研究工作。
空气中漂浮的粉尘会携带大量的细菌，因此在利用硅藻土净化空气粉尘时，如果能具备一定抗菌性，将极大的改善空气质量，有利于身体健康。
本发明相比较而言价格比较廉价，制备简单，对于室内污染气体不仅具有吸附能力，也具有杀菌效果，还要保证其防火和保温性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，该方法通过对硅藻土进行改性，使制备得到硅藻土具有较强的吸附能力，同时还具有杀菌效果。
本发明提供了一种抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，其特征在于：
(a)、按质量份计，80-90质量份的硅藻土，5-10质量份的碱土金属氧化物，1-5质量份的粘结剂和1-5质量份的扩孔剂，按配比高速混合，将混合物高温下烧结后粉碎；
（b）将粉碎后的粉末中加入纳米氧化银、纳米碳酸钙、竹碳纤维混合均匀；
（c）在所得混合物中加入包含氮系阻燃剂的水性胶黏剂混合均匀，入模烘干即可。
进一步地，步骤a中烧结温度为500-600℃。
进一步地，步骤a中碱土金属氧化物为氧化铝，氧化镁的1:1的混合物。
进一步地，步骤a中粘结剂为膨润土和/或酸性白土。
进一步地，步骤a中所述的扩孔剂为碳酸铵、甲基纤维素和田菁粉中的一种或几种的混合物。
进一步地，所述步骤b中竹碳纤维的加入量为粉碎后的粉末的10-30质量%，纳米氧化银加入量为粉碎后的粉末的0.1-0.3质量%，纳米碳酸钙的加入量为粉碎后的粉末的4-6质量%。
进一步地，水性胶黏剂为聚乙烯醇类水性胶黏剂、乙烯乙酸酯类水性胶黏剂、丙烯酸类水性胶黏剂中至少一种。
进一步地，氮系阻燃剂为三聚氰胺和三聚氰酸1:1质量比的混合物，加入量为水性胶黏剂的5-10质量%。
进一步地，步骤c中水性胶黏剂与所得混合物的质量比1:1-2。
一种净化室内空气的方法，所述方法使用根据权利要求1-9所述制备的抗菌防火保温硅藻土壁材。
本发明所述制备的抗菌防火保温硅藻土壁材，具有净化空气，杀菌的效果，且具有阻燃防火，保温性能强的效果。
烧结温度为500-600℃。高温的目的是使金属氧化物，与载体硅藻土进一步结合，从而增大负载量，增加硅藻土的表面活性羟基数量，增强吸附能力，同时可以分解扩孔剂，分子筛粉中其它残余物质，增大孔道直径，增大比表面积。碱土金属可包含氧化铝，氧化镁的一种或多种。碱土金属氧化物的作用是提供足够多的羟基，其在与硅藻土复合后，基于其富羟基的结构可以充分吸收甲醛等对羟基有反应的有害气体小分子。
加入纳米氧化银，该纳米氧化银可以起到抗菌作用，杀灭空气中的有害细菌。加入纳米碳酸钙，可以起到增强粉末在填料中的稳定性，同时，可以缓解水性聚氨酯胶黏剂存在着干燥速度慢、对非极性基材润湿性差、初黏性低以及耐水性不好等问题。加入竹炭纤维可以增强吸附比表面积，增加负载的稳定性，并作为硅藻土的支撑结构主体，改善水性胶黏剂的强度不足的问题，同时具有增加硅藻土壁材的蓬松度，防止硅藻土的孔道被堵塞，增强保温性能的效果。
水性胶黏剂本身中可以包含常规的助溶剂，也可以不包含，水性胶黏剂本身具有一定阻燃性，添加相容性好的三聚氰胺和三聚氰酸混合氮系阻燃剂，进一步增强及防火效果。且水性胶黏剂具有不堵塞硅藻土孔道的特点，具有较好的收缩性。
本发明的抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，原料简单易得，制备过程也简单方便，使用常规设备即可工业化生产，并且对反应条件、配方比例要求也很低，适合大规模推广应用，制备得到的硅藻土具有保留了空气的净化效果，且同时还具有杀菌、防火保温的效果。
具体实施方式
下面结合实施例进一步描述本发明，本发明的范围不受这些实施例的限制。本发明的范围在权利要求书中提出。
一种抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，其特征在于：
(a)、按质量份计，80-90质量份的硅藻土，5-10质量份的碱土金属氧化物， 1-5质量份的粘结剂和1-5质量份的扩孔剂，按配比高速混合，将混合物在烧结温度为500-600℃的高温下烧结后粉碎至40-100目；碱土金属氧化物为氧化铝，氧化镁的1:1的混合物，粘结剂为膨润土，扩孔剂为田菁粉。
（b）将粉碎后的粉末中加入纳米氧化银、纳米碳酸钙、竹碳纤维混合均匀；步骤b中竹碳纤维的加入量为粉碎后的粉末的10-30质量%，纳米氧化银加入量为粉碎后的粉末的0.1-0.3质量%，纳米碳酸钙的加入量为粉碎后的粉末的4-6质量%。
（c）在所得混合物中加入包含氮系阻燃剂的聚乙烯醇类水性胶黏剂混合均匀，入模烘干即可。氮系阻燃剂为三聚氰胺和三聚氰酸1:1质量比的混合物，加入量为水性胶黏剂的5-10质量%，水性胶黏剂与所得混合物的质量比1:1-2。
实施例1
一种抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，其特征在于：
(a)、按质量份计，85质量份的硅藻土，7.5质量份的碱土金属氧化物， 3质量份的粘结剂和3质量份的扩孔剂，按配比高速混合，将混合物在烧结温度为500-600℃的高温下烧结后粉碎至80目；碱土金属氧化物为氧化铝，氧化镁的1:1的混合物，粘结剂为膨润土，扩孔剂为田菁粉。
（b）将粉碎后的粉末中加入纳米氧化银、纳米碳酸钙、竹碳纤维混合均匀；步骤b中竹碳纤维的加入量为粉碎后的粉末的20质量%，纳米氧化银加入量为粉碎后的粉末的0.2质量%，纳米碳酸钙的加入量为粉碎后的粉末的5质量%。
（c）在所得混合物中加入包含氮系阻燃剂的聚乙烯醇类水性胶黏剂混合均匀，入模烘干即可。氮系阻燃剂为三聚氰胺和三聚氰酸1:1质量比的混合物，加入量为水性胶黏剂的7.5质量%，水性胶黏剂与所得混合物的质量比1:1。
实施例2
一种抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，其特征在于：
(a)、按质量份计，80质量份的硅藻土， 10质量份的碱土金属氧化物， 1质量份的粘结剂和5质量份的扩孔剂，按配比高速混合，将混合物在烧结温度为500-600℃的高温下烧结后粉碎至40目；碱土金属氧化物为氧化铝，氧化镁的1:1的混合物，粘结剂为膨润土，扩孔剂为田菁粉。
（b）将粉碎后的粉末中加入纳米氧化银、纳米碳酸钙、竹碳纤维混合均匀；步骤b中竹碳纤维的加入量为粉碎后的粉末的30质量%，纳米氧化银加入量为粉碎后的粉末的0.1质量%，纳米碳酸钙的加入量为粉碎后的粉末的6质量%。
（c）在所得混合物中加入包含氮系阻燃剂的聚乙烯醇类水性胶黏剂混合均匀，入模烘干即可。氮系阻燃剂为三聚氰胺和三聚氰酸1:1质量比的混合物，加入量为水性胶黏剂的5质量%，水性胶黏剂与所得混合物的质量比1:2。
实施例3
一种抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，其特征在于：
(a)、按质量份计， 90质量份的硅藻土，5质量份的碱土金属氧化物， 5质量份的粘结剂和1质量份的扩孔剂，按配比高速混合，将混合物在烧结温度为500-600℃的高温下烧结后粉碎至100目；碱土金属氧化物为氧化铝，氧化镁的1:1的混合物，粘结剂为膨润土，扩孔剂为田菁粉。
（b）将粉碎后的粉末中加入纳米氧化银、纳米碳酸钙、竹碳纤维混合均匀；步骤b中竹碳纤维的加入量为粉碎后的粉末的10质量%，纳米氧化银加入量为粉碎后的粉末的0.3质量%，纳米碳酸钙的加入量为粉碎后的粉末的4质量%。
（c）在所得混合物中加入包含氮系阻燃剂的聚乙烯醇类水性胶黏剂混合均匀，入模烘干即可。氮系阻燃剂为三聚氰胺和三聚氰酸1:1质量比的混合物，加入量为水性胶黏剂的10质量%，水性胶黏剂与所得混合物的质量比1:1。
对比例1
使用硅藻土直接加入水性胶黏剂进行测试。
对比例2
根据实施例1的方法制备，除了不添加金属氧化物。
对比例3
根据实施例1的方法制备，除了不添加纳米碳酸钙。
对比例4
根据实施例1的方法制备，除了不添加竹炭纤维。
对比例5
根据实施例1的方法制备，除了不添加氧化银。
对比例6
根据实施例1的方法制备，除了不添加氮系阻燃剂。
性能测试：抗菌测试标准：QB/T2591-2003A《抗菌塑料抗菌性能试验方法和抗菌效果》。检测用菌：大肠杆菌（Escherichia coli）ATCC25922。
结果如下
表1 测定结果
实施例 1 实施例 2 实施例 3 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5 对比例6
阻燃等级 （GB8624-2012） A1 A1/A2 A1 B A2 A1/A2 A1/A2 A1/A2 B/C
抗菌率 91 89 87 15 74 82 71 39 86
导热系数， 25℃,W/(m·K) 0.021 0.023 0.022 0.034 0.025 0.023 0.031 0.021 0.022
根据性能测试结果，可知本发明制备的抗菌防火保温硅藻土壁材，具有优秀防火性能，抗菌率及保温性能。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，其特征在于：
(a)、按质量份计，80-90质量份的硅藻土，5-10质量份的碱土金属氧化物，1-5质量份的粘结剂和1-5质量份的扩孔剂，按配比高速混合，将混合物高温下烧结后粉碎；
（b）将粉碎后的粉末中加入纳米氧化银、纳米碳酸钙、竹碳纤维混合均匀；
（c）在所得混合物中加入包含氮系阻燃剂的水性胶黏剂混合均匀，入模烘干即可。
2.根据权利要求1所述的抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，其中烧结温度为500-600℃。
3.根据权利要求1所述的抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，其中碱土金属氧化物为氧化铝，氧化镁的1:1的混合物。
4.根据权利要求1所述的抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，其中所述粘结剂为膨润土和/或酸性白土。
5.根据权利要求1所述的抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，其中所述的扩孔剂为碳酸铵、甲基纤维素和田菁粉中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，其中所述步骤b中竹碳纤维的加入量为粉碎后的粉末的10-30质量%，纳米氧化银加入量为粉碎后的粉末的0.1-0.3质量%，纳米碳酸钙的加入量为粉碎后的粉末的4-6质量%。
7.根据权利要求1所述的抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，其中水性胶黏剂为聚乙烯醇类水性胶黏剂、乙烯乙酸酯类水性胶黏剂、丙烯酸类水性胶黏剂中至少一种。
8.根据权利要求1所述的抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，其中氮系阻燃剂为三聚氰胺和三聚氰酸1:1质量比的混合物，加入量为水性胶黏剂的5-10质量%。
9.根据权利要求1所述的抗菌防火保温硅藻土壁材的制备方法，其中步骤c中水性胶黏剂与所得混合物的质量比1:1-2。
10.一种净化室内空气的方法，所述方法使用根据权利要求1-9所述制备的抗菌防火保温硅藻土壁材。
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