CN109233491A - 一种硅藻泥 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种硅藻泥，包括以下重量份数的组分：醋酸乙烯酯‑乙烯共聚乳液6‑10份、硅溶胶5‑10份、硅藻土15‑25份、相变储能微胶囊3‑8份、抗菌剂1‑3份、氢氧化钙3‑8份、防霉剂1‑2份、纤维素2‑4份、活性炭2‑5份、甲醛分解酶3‑6份、去离子水30‑45份。本发明实施例对硅藻泥的组分及含量进行了大量的研究，所复配得到的硅藻泥具有自动调温控温、杀菌防霉、祛除有害气体、清新空气、有益健康的优点。

Description

一种硅藻泥

技术领域

本发明涉及建筑涂料技术领域，具体涉及一种硅藻泥。

背景技术

“低碳环保、节能減排”是我国经济可持续发展的基本准则。随着社会的发展及生活水平的提高，人们的环保和健康意识明显増强，对居住环境的舒适度和安全性要求也越来越高。为了实现建筑节能，利用相变潜热来实现能量的储存和利用，开发环保节能型的相变复合材料，是近年来材料科学和能源利用领域内一个十分活跃的科学前沿。

涂料，作为一类现代多功能性的工程材料，是化学工业中的一种重要材料。目前市场上的硅藻泥中添加一种或多种功能材料，使得硅藻泥的施工难度增大，蓄热性能差，因此亟需一种新型的硅藻泥。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明实施例的目的在于提供一种硅藻泥，该硅藻泥具有自动调温控温、杀菌防霉、祛除有害气体、清新空气、有益健康的优点。

为实现上述目的，本发明实施例的技术方案为：

一种硅藻泥，包括以下重量份数的组分：醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液6-10份、硅溶胶5-10份、硅藻土15-25份、相变储能微胶囊3-8份、抗菌剂1-3份、氢氧化钙3-8份、防霉剂1-2份、纤维素2-4份、活性炭2-5份、甲醛分解酶3-6份、去离子水30-45份。

进一步地，包括以下重量份数的组分：醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液6份、硅溶胶7份、硅藻土18份、相变储能微胶囊4份、抗菌剂2份、氢氧化钙4份、防霉剂1份、纤维素3份、活性炭4份、甲醛分解酶5份、去离子水43份。

进一步地，包括以下重量份数的组分：醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液8份、硅溶胶8份、硅藻土22份、相变储能微胶囊5份、抗菌剂2份、氢氧化钙5份、防霉剂2份、纤维素4份、活性炭3份、甲醛分解酶4份、去离子水33份。

进一步地，所述硅溶胶是粒径为50-200nm的硼改性硅溶胶。

进一步地，所述硅藻土的粒径为500-1000nm。

进一步地，所述相变储能微胶囊的制备方法包括：

将石蜡、去离子水加入反应釜中，逐渐升温至60-70℃，待石蜡完全熔融后，在1000-1200r/min的机械搅拌下，缓慢加入壳聚糖，高速分散20-25min，离心，过滤，45-55℃干燥即得相变储能微胶囊，所述石蜡、壳聚糖和去离子水的重量比为1：1.2-1.6：10-15，所述相变储能微胶囊的粒径为200-600nm，相变潜热值为90-130kJ/kg。

进一步地，所述抗菌剂包括无机型抗菌剂、有机型抗菌剂和天然抗菌剂。

进一步地，所述纤维素为木质纤维素。

进一步地，所述甲醛分解酶为甲醛脱氢酶。

进一步地，所述硅藻泥的制备方法包括以下步骤：

1)称取相应重量份数的各组分，备用；

2)在搅拌罐中加入去离子水，搅拌条件下，依次加入醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液、硅溶胶、硅藻土、相变储能微胶囊、抗菌剂、氢氧化钙、防霉剂、纤维素、活性炭、甲醛分解酶，直至体系均匀无团聚，即得硅藻泥。

本发明实施例采用的各组分的作用介绍如下：

醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液：是一种性能优异的粘合剂，VAE聚合物的柔韧性、耐候性、耐皂化性、耐水性等大大的改善，广泛用于粘合剂、涂料、水泥改性、织物及纸张加工等领域。

硅溶胶：是纳米级二氧化硅微粒分散于水中或其他溶剂中的胶体溶液。硅溶胶作为一种精细化工产品，广泛应用于涂料、各种材料、半导体、造纸、纺织、水处理等行业。本发明实施例中硅溶胶为粒径为50-200nm的硼改性硅溶胶，大粒径硅溶胶具有庞大的比表面积(表面多介孔结构)、超强的吸附能力、较强的稳定性和粘结性能等特点，形成的膜不容易发生龟裂，硅溶胶胶粒粒径越大，硅溶胶附着在固体表面时的摩擦系数越大，从而改善了材料表面的耐磨性。

硅藻土：硅藻是最早在地球上出现的一种单细胞藻类，生存在海水或者湖水中，形体极为微小，一般只有几微米到十几微米。硅藻能进行光合作用，自制有机物，常常以惊人的速度生长繁殖，它的遗骸沉积形成硅藻土。硅藻土主要成分是硅酸质，表面有无数细孔，可吸附、分解空气中的异味，具有调湿、除臭功能。采用硅藻土为原料所生产的建材，不仅具有不燃、除湿、除臭和通透性好的特点，而且还能够净化空气、隔音、防水和隔热，并且成本也不高。本发明实施例中的硅藻土的粒径为500-1000nm，能保留硅藻土自身的微孔结构，起到充分调湿和吸收分解甲醛的作用。

相变储能微胶囊：相变储能材料是在其物相变化过程中，可以与外界环境进行能量交换，即从外界环境吸收热量或向外界环境放出热量，从而达到能量利用和控制环境温度的目的。微胶囊化是解决这个问题的有效方法。石蜡微胶囊的粒径小，具有更大的传热面积和更高的传热速率，可以有效地改进热性能。

抗菌剂：指能够在一定时间内，使得某些微生物(真菌、细菌、酵母菌、藻类及病毒等)的繁殖或生长保持在必要水平以下的化学物质。抗菌剂包括无机型抗菌剂、有机型抗菌剂和天然抗菌剂。其中，无机型抗菌剂又分为光催化型无机抗菌剂(二氧化钛类及氧化锌类)和金属离子负载型(包括银、铜、锌等金属离子)。有机型抗菌剂通过阻碍蛋白质、细胞壁的合成，阻碍细微生物胞能量代谢及发育，包括酚类、醇类、有机酸类、季铵盐类。天然抗菌剂使微生物蛋白变性，能量合成受阻，干扰细胞代谢，包括壳聚糖、油脂、甲壳质等。

氢氧化钙：是一种白色粉末状固体。化学式Ca(OH)₂，俗称熟石灰、消石灰，水溶液称作澄清石灰水。氢氧化钙具有碱的通性，是一种强碱。氢氧化钙和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，既能提高涂料的白度、硬度，又能助凝。

防霉剂：防霉剂系指为防止霉菌滋生的一种添加剂。食品、水果、饲料、化妆品、涂料、粘合剂、皮革、水产品、塑料等在使用及存放期间，易遭霉菌污染，使成品变质。为了防止霉菌滋生，需在产品中加入防霉剂。防霉剂可分为有机、无机及天然三种。常用的有机防霉剂有：联苯、邻苯基苯酚、2-吡啶硫醇-1-氧化锌等。常用无机防霉剂有：过硫酸铵、磷酸钙、锌离子、银离子、铜离子化合物等。天然防霉剂有：芥子萃取物、艾蒿等。

纤维素：是由葡萄糖组成的大分子多糖，不溶于水及一般有机溶剂，是植物细胞壁的主要成分。纤维素是世界上最丰富的天然有机物，占植物界碳含量的50％以上。棉花的纤维素含量接近100％，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40-50％，还有10-30％的半纤维素和20-30％的木质素。此外，麻、麦秆、稻草、甘蔗渣等，都是纤维素的丰富来源。本发明的实施例中的纤维素优选为木质纤维素，木质纤维素(lignocellulose)是天然可再生木材经过化学处理、机械法加工得到的有机絮状纤维物质，无毒、无味、无污染、无放射性。广泛用于混凝土砂浆、石膏制品、木浆海棉、沥青道路等领域，对防止涂层开裂、提高保水性、提高生产的稳定性和施工的合易性、增加强度、增强对表面的附着力等有良好的效果。由于纤维结构的毛细管作用，将系统内部的水分迅速地传输到浆料表面和界面，使得浆料内部的水分均匀分布明显减少结皮现象。并使得粘结强度和表面强度明显提高，这个机理也由于干燥过程中张力的减少而明显起到抗裂的作用。木质纤维尺寸稳定性和热稳定性在保温材料中起到了很好的保温抗裂作用。

活性炭：具有较大的比表面积和发达的空隙结构，所以吸附能力显著。并且活性炭的性质稳定，耐酸、耐碱且在高温条件下不变性。

甲醛分解酶：本发明实施例中的甲醛分解酶为甲醛脱氢酶，其通过氧化甲醛的途径分解去除甲醛，甲醛脱氢酶是中等锌链醇脱氢酶家族中的一员，存在于绝大多数原核以及所有的真核生物中，对于微生物的甲醛解毒具有重要作用。

本发明实施例具有如下优点：

1、本发明实施例对硅藻泥的组分及含量进行了大量的研究，所复配得到的硅藻泥具有自动调温控温、杀菌防霉、祛除有害气体、清新空气、有益健康的优点。

2、本发明实施例的相变储能微胶囊以壳聚糖为壁材，石蜡为芯材，通过控制搅拌速率、加料配比，所制得的微胶囊具有良好的相变储能性能，在夏季可降低室内温度3℃左右，冬季可提高室内温度2℃左右。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例的一种硅藻泥，包括以下重量份数的组分：醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液6份、硼改性硅溶胶5份、硅藻土25份、相变储能微胶囊4份、抗菌剂1份、氢氧化钙6份、防霉剂2份、木质纤维素3份、活性炭5份、甲醛脱氢酶5份、去离子水36份。

其中，硼改性硅溶胶的粒径为80nm，硅藻土的粒径为1000nm。

所述相变储能微胶囊的制备方法包括：

将石蜡、去离子水加入反应釜中，逐渐升温至65℃，待石蜡完全熔融后，在1000r/min的机械搅拌下，缓慢加入壳聚糖，高速分散20min，离心，过滤，45℃干燥即得相变储能微胶囊，所述石蜡、壳聚糖和去离子水的重量比为1：1.2：10，所述相变储能微胶囊的粒径为400nm，相变潜热值为110.5kJ/kg。

本实施例的硅藻泥的制备方法包括以下步骤：

1)称取相应重量份数的各组分，备用；

2)在搅拌罐中加入去离子水，搅拌条件下，依次加入醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液、硼改性硅溶胶、硅藻土、相变储能微胶囊、抗菌剂、氢氧化钙、防霉剂、木质纤维素、活性炭、甲醛脱氢酶，直至体系均匀无团聚，即得硅藻泥。

实施例2

本实施例的一种硅藻泥，包括以下重量份数的组分：醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液6份、硼改性硅溶胶7份、硅藻土18份、相变储能微胶囊4份、抗菌剂2份、氢氧化钙4份、防霉剂1份、木质纤维素3份、活性炭4份、甲醛脱氢酶5份、去离子水43份。

其中，硼改性硅溶胶的粒径为160nm，硅藻土的粒径为650nm。

所述相变储能微胶囊的制备方法包括：

将石蜡、去离子水加入反应釜中，逐渐升温至60℃，待石蜡完全熔融后，在1000r/min的机械搅拌下，缓慢加入壳聚糖，高速分散25min，离心，过滤，55℃干燥即得相变储能微胶囊，所述石蜡、壳聚糖和去离子水的重量比为1：1.5：15，所述相变储能微胶囊的粒径为280nm，相变潜热值为96.9kJ/kg。

本实施例的硅藻泥的制备方法同实施例1。

实施例3

本实施例的一种硅藻泥，包括以下重量份数的组分：醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液10份、硼改性硅溶胶5份、硅藻土18份、相变储能微胶囊8份、抗菌剂1份、氢氧化钙3份、防霉剂1份、木质纤维素4份、活性炭5份、甲醛脱氢酶3份、去离子水45份。

其中，硼改性硅溶胶的粒径为200nm，硅藻土的粒径为800nm。

所述相变储能微胶囊的制备方法包括：

将石蜡、去离子水加入反应釜中，逐渐升温至70℃，待石蜡完全熔融后，在1100r/min的机械搅拌下，缓慢加入壳聚糖，高速分散25min，离心，过滤，50℃干燥即得相变储能微胶囊，所述石蜡、壳聚糖和去离子水的重量比为1：1.3：10，所述相变储能微胶囊的粒径为460nm，相变潜热值为122.5kJ/kg。

本实施例的硅藻泥的制备方法同实施例1。

实施例4

本实施例的一种硅藻泥，包括以下重量份数的组分：醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液8份、硼改性硅溶胶8份、硅藻土22份、相变储能微胶囊5份、抗菌剂2份、氢氧化钙5份、防霉剂2份、木质纤维素4份、活性炭3份、甲醛脱氢酶4份、去离子水33份。

其中，硼改性硅溶胶的粒径为120nm，硅藻土的粒径为500nm。

所述相变储能微胶囊的制备方法包括：

将石蜡、去离子水加入反应釜中，逐渐升温至65℃，待石蜡完全熔融后，在1200r/min的机械搅拌下，缓慢加入壳聚糖，高速分散22min，离心，过滤，45℃干燥即得相变储能微胶囊，所述石蜡、壳聚糖和去离子水的重量比为1：1.2：15，所述相变储能微胶囊的粒径为530nm，相变潜热值为106.2kJ/kg。

本实施例的硅藻泥的制备方法同实施例1。

实施例5

本实施例的一种硅藻泥，包括以下重量份数的组分：醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液8份、硼改性硅溶胶10份、硅藻土20份、相变储能微胶囊5份、抗菌剂3份、氢氧化钙8份、防霉剂1份、木质纤维素2份、活性炭2份、甲醛脱氢酶3份、去离子水30份。

其中，硼改性硅溶胶的粒径为180nm，硅藻土的粒径为950nm。

所述相变储能微胶囊的制备方法包括：

将石蜡、去离子水加入反应釜中，逐渐升温至60℃，待石蜡完全熔融后，在1000r/min的机械搅拌下，缓慢加入壳聚糖，高速分散20min，离心，过滤，55℃干燥即得相变储能微胶囊，所述石蜡、壳聚糖和去离子水的重量比为1：1.3：14，所述相变储能微胶囊的粒径为320nm，相变潜热值为118.7kJ/kg。

本实施例的硅藻泥的制备方法同实施例1。

测试例

将实施例1-5制得的硅藻泥按照本领域常规方式如涂覆或喷涂于待涂覆表面，干燥后形成涂膜。涂膜的性能测试结果见表1。

表1

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例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 (10)

1.一种硅藻泥，其特征在于，包括以下重量份数的组分：醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液6-10份、硅溶胶5-10份、硅藻土15-25份、相变储能微胶囊3-8份、抗菌剂1-3份、氢氧化钙3-8份、防霉剂1-2份、纤维素2-4份、活性炭2-5份、甲醛分解酶3-6份、去离子水30-45份。

2.根据权利要求1所述的硅藻泥，其特征在于，包括以下重量份数的组分：醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液6份、硅溶胶7份、硅藻土18份、相变储能微胶囊4份、抗菌剂2份、氢氧化钙4份、防霉剂1份、纤维素3份、活性炭4份、甲醛分解酶5份、去离子水43份。

3.根据权利要求1所述的硅藻泥，其特征在于，包括以下重量份数的组分：醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液8份、硅溶胶8份、硅藻土22份、相变储能微胶囊5份、抗菌剂2份、氢氧化钙5份、防霉剂2份、纤维素4份、活性炭3份、甲醛分解酶4份、去离子水33份。

4.根据权利要求1所述的硅藻泥，其特征在于，所述硅溶胶是粒径为50-200nm的硼改性硅溶胶。

5.根据权利要求1所述的硅藻泥，其特征在于，所述硅藻土的粒径为500-1000nm。

6.根据权利要求1所述的硅藻泥，其特征在于，所述相变储能微胶囊的制备方法包括：

将石蜡、去离子水加入反应釜中，逐渐升温至60-70℃，待石蜡完全熔融后，在1000-1200r/min的机械搅拌下，缓慢加入壳聚糖，高速分散20-25min，离心，过滤，45-55℃干燥即得相变储能微胶囊，所述石蜡、壳聚糖和去离子水的重量比为1：1.2-1.6：10-15，所述相变储能微胶囊的粒径为200-600nm，相变潜热值为90-130kJ/kg。

7.根据权利要求1所述的硅藻泥，其特征在于，所述抗菌剂包括无机型抗菌剂、有机型抗菌剂和天然抗菌剂。

8.根据权利要求1所述的硅藻泥，其特征在于，所述纤维素为木质纤维素。

9.根据权利要求1所述的硅藻泥，其特征在于，所述甲醛分解酶为甲醛脱氢酶。

10.根据权利要求1所述的硅藻泥，其特征在于，所述硅藻泥的制备方法包括以下步骤：

1)称取相应重量份数的各组分，备用；

2)在搅拌罐中加入去离子水，搅拌条件下，依次加入醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液、硅溶胶、硅藻土、相变储能微胶囊、抗菌剂、氢氧化钙、防霉剂、纤维素、活性炭、甲醛分解酶，直至体系均匀无团聚，即得硅藻泥。