CN112094513A - 一种硅藻泥涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请具体公开了一种硅藻泥涂料及其制备方法。一种硅藻泥涂料，由包括以下重量份的原料配制而成：硅藻土、灰钙、重钙、乳胶粉、纤维素醚、消泡剂、改性二氧化钛、分散剂、水；其中，所述改性二氧化钛是经过氟改性后并与石墨烯复合制成的。其制备方法为：称取上述各个原料，备用；将称量好的改性二氧化与分散剂混合，加入到水中搅拌，得到料d；向料d内加入硅藻土、灰钙、重钙、乳胶粉、纤维素醚和水搅拌得到料e；向料e中加入消泡剂，搅拌，得到料f；将料f搅拌，加入剩余量的水，搅拌均匀，制得硅藻泥涂料。本申请对甲醛有较好的降解效果；另外，本申请的制备方法简单便捷，且制备的硅藻泥分散性更好。

Description

一种硅藻泥涂料及其制备方法
技术领域
本申请涉及环保涂料的技术领域，更具体地说，它涉及一种硅藻泥涂料及其制备方法。
背景技术
在建筑家居领域完成家居毛坯后对墙体的施工尤为重要，这样就有了对壁材的选择。“壁材”顾名思义是指有关墙体粉刷施工，对普通的砂浆面进行处理的材料。现今人们不仅要面对公共场所可能的污染，还得面对来自私人甚至于人体自身的污染。因此，在各种癌变症状不断增多的时代，“绿色革命”成为了保证生态平衡、生态稳定的必然选择。但是现在的装修材料都部分含有有机化学胶或者粘合剂，含有对人体有害的污染物，严重威胁着人们的健康，因为装修污染造成居住者头晕恶心等身体不适的现象频繁出现，重者严重威胁居住者的生命安全。
硅藻泥因具有无数的微细孔，具有很强的吸附性，能够调湿、除臭、吸音、隔热、净化空气、释放负氧离子等，引起人们广泛的关注。硅藻泥是以硅藻土为主要功能材料，通过添加胶黏剂及助剂等配制而成的干粉态或水性液态内墙装饰涂覆材料。硅藻泥的主要成分是硅藻土，由硅藻残骸组成，硅藻是最早在地球上出现的单细胞藻类，体形极小，硅藻土的主要成分是硅质酸，表面有无数细孔，因此，硅藻土具有较强的吸附作用。
在此背景条件下，硅藻泥作为一种新型的内墙装修装饰材料问世，但由于其主要成分硅藻土仅具备吸附作用，对有毒有害气体的吸附容量始终存在一定限度，而且其吸附过程中若对有害气体不加以分解处理，其始终会因为时间长及环境变化而缓慢逸出，并没有真正消除有毒有害气体对人体的伤害。
发明内容
为了对吸附的甲醛进行更好的降解减少对人体的危害性，本申请提供一种硅藻泥涂料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种硅藻泥涂料，采用如下的技术方案：
一种硅藻泥涂料，由包括以下重量份的原料配制而成：
硅藻土20-30份；
灰钙20-30份；
重钙40-55份；
乳胶粉1-5份；
纤维素醚0.5-2份；
消泡剂0.1-0.2份；
改性二氧化钛0.5-5份；
分散剂1-3份；
水30-50份；
其中，所述改性二氧化钛是经过氟改性后并与石墨烯复合制成的。
通过采用上述技术方案，由于主料选用硅藻土，硅藻土粉质细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强的优点，能够将甲醛进行较好的吸附，灰钙的加入主要用于调节硅藻泥表面的开裂情况，提高硅藻泥完全干燥后的表面光洁度；乳胶粉的加入具有凸出的防水性能，粘结强度好，增加了制品的弹性，使具有较强的柔韧性，使其一定程度上具有防开裂的功能；纤维素醚的加入提高了硅藻泥的粘接性；改性二氧化钛的加入，氟掺杂对二氧化钛可以改善可见光的光催化活性，减少二氧化钛中光生载流子的复合，有利于生成更多的羟基和自由基，这些自由基可以将甲醛降解为二氧化钛和水；石墨烯表面的羧基或羟基等与半导体发生键合作用，局域电子结构调变有利于电荷传输，将二氧化钛与石墨烯复合能够提高为氧化钛的性能。因此，获得更好的降解甲醛的效果。
优选的，由包括以下重量份的原料配制而成：
硅藻土22-28份；
灰钙22-28份；
重钙45-50份；
乳胶粉2-4份；
纤维素醚0.5-2份；
消泡剂0.1-0.2份；
改性二氧化钛1-2份；
分散剂1-2份；
水35-45份。
通过采用上述技术方案，采用上述的制备配方能够使制备的硅藻泥有着更优的综合性能。
优选的，氟改性二氧化钛包括以下制备步骤：
以重量份计算，将20-30份的钛酸四丁酯加入到50-70份的乙醇中，搅拌均匀，得到混合料a；
另取20-30份乙醇，向内加3-5份的蒸馏水，搅拌均匀得到料b；
向料b中加入1-3份的氟化铵，搅拌均匀，得到料c；
将料c滴加到料a中，搅拌1-2h，烘干制成干凝胶；
将上述干凝胶研磨成粉，400-500℃下煅烧4-5h，制得氟改性的二氧化钛。
通过采用上述技术方案，氟掺杂到二氧化钛中多是以氟是以离子的形式化学吸附到二氧化钛的表面，形成Ti-F基团，改变了二氧化钛的光学吸收性能，提高了降解甲醛的效率。
优选的，石墨烯与氟改性后的二氧化钛的复合包括以下步骤：
取上述1-2份的氟改性的二氧化钛，置于30-30份的水中，搅拌均匀，向内加入0.1-0.3份的石墨烯，充分搅拌，升温至80-100℃，保温反应6-8h，制得改性二氧化钛。
通过采用上述方案，在石墨烯与氟改性的二氧化钛复合的过程中，石墨烯能够有效的捕捉TiO2的光生电子，此外，石墨烯具有较大的比表面积，提高了吸附甲醛的能力，促进甲醛的降解。
优选的，所述乳胶粉为乙烯-醋酸乙酸共聚物乳胶粉。
通过采用上述方案，乳胶粉的作用能够使可在分散性乳胶粉分散成膜后，作为第二种胶粘剂发挥增强作用，从而增加砂浆内聚力。
优选的，所述消泡剂为消泡剂YL-801。
通过采用上述技术方案，消泡剂YL-801具有优异的消、抑泡的性能，可直接使用，也可加水稀释使用，可以根据需要选择添加的方式。
优选的，所述分散剂为六偏磷酸钠。
通过采用上述技术方案，六偏磷酸钠为玻璃状磷酸盐，在硅藻泥中加入分散剂是为了使其中不易分散，易团聚的材料更好地分散在浆体中，防止因为絮凝而引起浆体的沉淀或变稠，同时可以提高硅藻泥后期的遮盖力、流平性和涂膜表面平滑性，使减少表面的开裂情况，并可以使材料性能得到发挥。
优选的，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素中的一种或两种。
通过采用上述技术方案，有效的提高了硅藻泥涂料的粘接性，使涂料具有较好的综合性能。
第二方面，本申请提供一种硅藻泥涂料的制备方法采用如下的技术方案：一种硅藻泥涂料的制备方法，包括以下步骤：
将称量好的改性二氧化与分散剂混合，加入到5-10份的水中搅拌10-30s，得到料d；
向料d内加入硅藻土、灰钙、重钙、乳胶粉、纤维素醚和15-20份水搅拌10-30s，得到料e；
向料e中加入消泡剂，搅拌10-30s，得到料f；
将料f搅拌1-2min，加入剩余量的水，搅拌均匀，制得硅藻泥涂料。
通过采用上述技术方案，先将改性二氧化钛均匀的分散开，使得改性二氧化钛在体系中的分散性更好，从而将甲醛快速的降解。
优选的，在搅拌料f的过程中，加入水的过程中，不断搅拌。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请在配方中加入了改性二氧化钛，制备的硅藻泥涂层对甲醛的降解率达到98.5-99.3％，相较于对比例有着更优的降解甲醛的效果。
2、本申请的方法，先将改性二氧化钛均匀的分散开，后在加入其他原料，使得改性二氧化钛的分散更加均匀，对甲醛的降解效果更好。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料
硅藻土：500#，购自郑州金峰达化工产品有限公司；
灰钙：300-400目，购自江西恒升新材料有限公司；
重钙：300-400目，购自石家庄市灵寿县运城矿产品加工厂；
乳胶粉：乙烯-醋酸乙酸共聚物乳胶粉，购自河北汝缘建材有限公司；
纤维素醚：羟丙基甲基纤维素：购自山东爱采生物科技有限公司；
羟乙基甲基纤维素：购自山东爱采生物科技有限公司；
消泡剂：消泡剂YL-801，购自南通永乐化工有限公司；
分散剂：六偏磷酸钠(≥68％)，购自青州市领航化工有限公司。
改性二氧化钛的制备
制备例1
以乙醇为溶剂，称取5kg的乙醇于容器a中，将2kg的钛酸四丁酯置于乙醇中，加入的过程不断搅拌，搅拌均匀，得到混合料a；
另取2kg的乙醇置入容器b中，向容器b内加0.3kg的蒸馏水，搅拌均匀得到料b；
向料b内加入0.1kg的氟化铵，搅拌均匀，使氟化铵均匀的分散在体系中，得到料c；
将料c滴加到料a中，滴加的过程中不断搅拌，滴加完成后，继续搅拌反应1h，放入烘箱内，温度为60℃，烘干，制得干凝胶；
将上述干凝胶研磨成粉，400℃下煅烧5h，制得氟改性的二氧化钛；
称量20kg的水置于容器c中，取上述1kg的氟改性的二氧化钛，加入到容器c内并搅拌均匀，向内加入0.1kg份的石墨烯，充分搅拌，升温至80℃，保温反应8h，过滤，烘干，制得改性二氧化钛。
制备例2
以乙醇为溶剂，称取6kg的乙醇于容器a中，将2.5kg的钛酸四丁酯置于乙醇中，加入的过程不断搅拌，搅拌均匀，得到混合料a；
另取2.5kg的乙醇置入容器b中，向容器b内加0.4kg的蒸馏水，搅拌均匀得到料b；
向料b内加入0.2kg的氟化铵，搅拌均匀，使氟化铵均匀的分散在体系中，得到料c；
将料c滴加到料a中，滴加的过程中不断搅拌，滴加完成后，继续搅拌反应1.5h，放入烘箱内，温度为60℃，烘干，制得干凝胶；
将上述干凝胶研磨成粉，450℃下煅烧4.5h，制得氟改性的二氧化钛；
称量25kg的水置于容器c中，取上述1.5kg的氟改性的二氧化钛，加入到容器c内并搅拌均匀，向内加入0.2kg份的石墨烯，充分搅拌，升温至90℃，保温反应7h，过滤，烘干，制得改性二氧化钛。
制备例3
以乙醇为溶剂，称取7kg的乙醇于容器a中，将3kg的钛酸四丁酯置于乙醇中，加入的过程不断搅拌，搅拌均匀，得到混合料a；
另取3kg的乙醇置入容器b中，向容器b内加0.5kg的蒸馏水，搅拌均匀得到料b；
向料b内加入0.3kg的氟化铵，搅拌均匀，使氟化铵均匀的分散在体系中，得到料c；
将料c滴加到料a中，滴加的过程中不断搅拌，滴加完成后，继续搅拌反应2h，放入烘箱内，温度为60℃，烘干，制得干凝胶；
将上述干凝胶研磨成粉，500℃下煅烧4h，制得氟改性的二氧化钛；
称量30kg的水置于容器c中，取上述2kg的氟改性的二氧化钛，加入到容器c内并搅拌均匀，向内加入0.3kg份的石墨烯，充分搅拌，升温至100℃，保温反应6h，过滤，烘干，制得改性二氧化钛。
实施例1
一种硅藻泥涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
先称量好各个原料的用量，备用；
以水为溶剂，将5kg的水置入容器d中，称量0.5kg的改性二氧化钛和1kg的分散剂均加入到容器d内搅拌10s，得到料d；
向料d内加入20kg硅藻土、20kg灰钙、40kg重钙、1kg乳胶粉、0.5kg羟丙基甲基纤维素和20kg的水，搅拌30s，得到料e；
向料e中加入0.1kg的消泡剂，搅拌10s，得到料f；
将料f搅拌1min，缓慢加入10kg水，在0.5h内加完，在加入水的过程中不断进行搅拌，加闭后，搅拌均匀，制得硅藻泥涂料。
实施例2
一种硅藻泥涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
先称量好各个原料的用量，备用；
以水为溶剂，将5kg的水置入容器d中，称量0.5kg的改性二氧化钛和1kg的分散剂均加入到容器d内搅拌20s，得到料d；
向料d内加入20kg硅藻土、20kg灰钙、40kg重钙、1kg乳胶粉、0.5kg羟丙基甲基纤维素和20kg的水，搅拌30s，得到料e；
向料e中加入0.1kg的消泡剂，搅拌20s，得到料f；
将料f搅拌1.5min，缓慢加入10kg水，在0.5h内加完，在加入水的过程中不断进行搅拌，加闭后，搅拌均匀，制得硅藻泥涂料。
实施例3
一种硅藻泥涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
先称量好各个原料的用量，备用；
以水为溶剂，将5kg的水置入容器d中，称量0.5kg的改性二氧化钛和1kg的分散剂均加入到容器d内搅拌30s，得到料d；
向料d内加入20kg硅藻土、20kg灰钙、40kg重钙、1kg乳胶粉、0.5kg羟乙基甲基纤维素和20kg的水，搅拌10s，得到料e；
向料e中加入0.1kg的消泡剂，搅拌10s，得到料f；
将料f搅拌2min，缓慢加入10kg水，在0.5h内加完，在加入水的过程中不断进行搅拌，加闭后，搅拌均匀，制得硅藻泥涂料。
实施例4
实施例4制备的硅藻泥涂料与实施例2的区别在于，各组分的原料用量不同，具体为：
先称量好各个原料的用量，备用；
以水为溶剂，将6kg的水置入容器d中，称量1kg的改性二氧化钛和1.5kg的分散剂均加入到容器d内搅拌20s，得到料d；
向料d内加入22kg硅藻土、22kg灰钙、45kg重钙、2kg乳胶粉、1.0kg羟乙基甲基纤维素和17kg的水，搅拌20s，得到料e；
向料e中加入0.1kg的消泡剂，搅拌10s，得到料f；
将料f搅拌1.5min，缓慢加入12kg水，在0.5h内加完，在加入水的过程中不断进行搅拌，加闭后，搅拌均匀，制得硅藻泥涂料。
实施例5
实施例5制备的硅藻泥涂料与实施例2的区别在于，各组分的原料用量不同，具体为：
先称量好各个原料的用量，备用；
以水为溶剂，将8kg的水置入容器d中，称量1.5kg的改性二氧化钛和1.5kg的分散剂均加入到容器d内搅拌20s，得到料d；
向料d内加入25kg硅藻土、25kg灰钙、48kg重钙、3kg乳胶粉、1.5kg羟乙基甲基纤维素和18kg的水，搅拌30s，得到料e；
向料e中加入0.15kg的消泡剂，搅拌20s，得到料f；
将料f搅拌1.5min，缓慢加入14kg水，在0.5h内加完，在加入水的过程中不断进行搅拌，加闭后，搅拌均匀，制得硅藻泥涂料。
实施例6
实施例5制备的硅藻泥涂料与实施例2的区别在于，各组分的原料用量不同，具体为：
先称量好各个原料的用量，备用；
以水为溶剂，将10kg的水置入容器d中，称量2kg的改性二氧化钛和2kg的分散剂均加入到容器d内搅拌20s，得到料d；
向料d内加入28kg硅藻土、28kg灰钙、50kg重钙、4kg乳胶粉、1.5kg羟乙基甲基纤维素和20kg的水，搅拌30s，得到料e；
向料e中加入0.2kg的消泡剂，搅拌20s，得到料f；
将料f搅拌1.5min，缓慢加入15kg水，在0.5h内加完，在加入水的过程中不断进行搅拌，加闭后，搅拌均匀，制得硅藻泥涂料。
实施例7
实施例4制备的硅藻泥涂料与实施例2的区别在于，各组分的原料用量不同，具体为：
先称量好各个原料的用量，备用；
以水为溶剂，将10kg的水置入容器d中，称量5kg的改性二氧化钛和3kg的分散剂均加入到容器d内搅拌20s，得到料d；
向料d内加入30kg硅藻土、30kg灰钙、55kg重钙、5kg乳胶粉、1.0kg羟乙基甲基纤维素、1kg羟丙基甲基纤维素和20kg的水，搅拌30s，得到料e；
向料e中加入0.2kg的消泡剂，搅拌20s，得到料f；
将料f搅拌1.5min，缓慢加入20kg水，在0.5h内加完，在加入水的过程中不断进行搅拌，加闭后，搅拌均匀，制得硅藻泥涂料。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，用等量未改性的二氧化钛代替改性的二氧化钛制成的硅藻泥涂料。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于，将所有原料一次性倒入到缸体内进行搅拌，制得的硅藻泥涂料。
性能检测试验
采用GB/T 9779-2005《复层建筑涂料》来检测实施例1-7与对比例1-2制备的硅藻泥涂层的基础性能；
采用如下的方法来检测实施例1-7和对比例1-2制备的硅藻泥涂料的降解甲醛的性能，具体步骤为：
分别将涂覆在木板表面，涂覆厚度为2.5mm，面积为4m2，自然风干；
实验测试的房间面积为40m2，向房间内喷入1L的甲醛，自然透光，在将涂覆好硅藻泥的木板放在该测试房间内，将房间关门密封；
在自然光下，6天后取一个空气样本，按照《GB/T15516-199》测量实验房间内甲醛的含量。
表1实施例1-7制备的硅藻泥与对比例1-2制备的硅藻泥的综合性能
Figure BDA0002670303640000121
Figure BDA0002670303640000131
结合实施例1-7和对比例1-2并结合表1可以看出，实施例1-7制备的硅藻泥比对比例1-2制备的硅藻泥的综合性能更好，尤其是降解甲醛的性能更好；对比实施例1-3可以得到制备硅藻泥涂层时，工艺参数对性能的影响较小；
对比实施例2、实施例4-7可以得到，在实施例5的各个原料的配方下，制备的硅藻泥有着对甲醛最强的降解效果。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种硅藻泥涂料，其特征在于，由包括以下重量份的原料配制而成：
硅藻土20-30份；
灰钙20-30份；
重钙40-55份；
乳胶粉1-5份；
纤维素醚0.5-2份；
消泡剂0.1-0.2份；
改性二氧化钛0.5-5份；
分散剂1-3份；
水30-50份；
其中，所述改性二氧化钛是经过氟改性后并与石墨烯复合制成的。
2.根据权利要求1所述的一种硅藻泥涂料，其特征在于：
由包括以下重量份的原料配制而成：
硅藻土22-28份；
灰钙22-28份；
重钙45-50份；
乳胶粉2-4份；
纤维素醚0.5-2份；
消泡剂0.1-0.2份；
改性二氧化钛1-2份；
分散剂1-2份；
水35-45份。
3.根据权利要求1所述的一种硅藻泥涂料，其特征在于：氟改性二氧化钛包括以下制备步骤：
以重量份计算，将20-30份的钛酸四丁酯加入到50-70份的乙醇中，搅拌均匀，得到混合料a；
另取20-30份乙醇，向内加3-5份的蒸馏水，搅拌均匀得到料b；
向料b中加入1-3份的氟化铵，搅拌均匀，得到料c；
将料c滴加到料a中，搅拌1-2h，烘干制成干凝胶；
将上述干凝胶研磨成粉，400-500℃下煅烧4-5h，制得氟改性的二氧化钛。
4.根据权利要求3所述的一种硅藻泥涂料，其特征在于：石墨烯与氟改性后的二氧化钛的复合包括以下步骤：
取上述1-2份的氟改性的二氧化钛，置于20-30份的水中，搅拌均匀，向内加入0. 1-0.3份的石墨烯，充分搅拌，升温至80-100℃，保温反应6-8h，制得改性二氧化钛。
5.根据权利要求1所述的一种硅藻泥涂料，其特征在于：所述乳胶粉为乙烯-醋酸乙酸共聚物乳胶粉。
6.根据权利要求1所述的一种硅藻泥涂料，其特征在于：所述消泡剂为消泡剂YL-801。
7.根据权利要求1所述的一种硅藻泥涂料，其特征在于：所述分散剂为六偏磷酸钠。
8.根据权利要求1所述的一种硅藻泥涂料，其特征在于：所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素中的一种或两种。
9.权利要求1-8任一所述的一种硅藻泥涂料的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
将称量好的改性二氧化与分散剂混合，加入到5-10份的水搅拌10-30s，得到料d；
向料d内加入硅藻土、灰钙、重钙、乳胶粉、纤维素醚和15-20份水搅拌10-30s，得到料e；
向料e中加入消泡剂，搅拌10-30s，得到料f；
将料f搅拌1-2min，加入剩余量的水，搅拌均匀，制得硅藻泥涂料。
10.根据权利要求9所述的一种硅藻泥涂料的制备方法，其特征在于：在搅拌料f的过程中，加入水的过程中，不断搅拌。
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