专利名称：吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法
技术领域：
本发明涉及建筑家居材料技术领域，尤其涉及一种吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法。
背景技术：
众所周知，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。现在人们对装修要求越来越高，使用的壁材也越来越昂贵，但现在的装修壁材大部分含有有机化学胶或者其他粘合剂，含有对人身体有害的污染物，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。为了满足人们的需求，市场上出现了一些能够吸附和净化空气中有害物质的壁材，但是为了其可以粘结在墙上，往往添加了石灰水泥和乳胶粉等粘结剂，这些材料往往会与硅藻土等多孔材料反应结合在一起，堵塞本来不多的呼吸孔，使硅藻泥壁材的呼吸性降低，吸附甲醛和水蒸气的能力降低。鉴于吸附甲醛的硅藻泥的孔隙直径分布在2-5纳米之间，这往往是天然的硅藻泥孔隙分布最少的部分，因此需要增加直径在2-5纳米之间的孔隙。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，通过化学反应的方法增加硅藻泥壁材粉中的2-5纳米的孔隙，提供一种增加硅藻泥壁材吸湿性能、呼吸性空隙和抗菌性的方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，将硅藻泥壁材粉先经酸性或碱性的壁材腐蚀液浸泡腐蚀后，再经氯化钠溶液浸泡，然后加入纳米氧化锌，最后经烘干得到硅藻泥壁材。作为一种方案，包括以下步骤(I)将硅藻泥壁材粉加入到浓度为5-30wt%的酸性或碱性的壁材腐蚀液中，所述硅藻泥壁材粉和所述壁材腐蚀液的重量比为1: 1-10，浸泡60-240分钟后浙去壁材腐蚀液得到腐蚀硅藻泥壁材粉；(2)将步骤(I)得到的腐蚀硅藻泥壁材粉加入到浓度为10-30wt%的氯化钠溶液中，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1: 5-20，浸泡50-180分钟后浙去氯化钠溶液，加入10-50重量份的纳米氧化锌，得到多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉；(3)将步骤⑵得到的多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉烘干得到成品。作为一种方案，步骤(I)中，所述硅藻泥壁材粉包括以下重量份的组分硅藻土100-400份
沸石扮1_—200份
膨润土50—100份
四凸棒石粉5U—100份
海泡石粉5-100份。作为一种优选的技术方案，所述硅藻泥壁材粉包括以下重量份的组分
硅藻土200—300份
沸石粉130-170份·膨润土70-80份
四凸棒石粉7O—80份
海泡石粉30—80份。作为一种方案，步骤(I)中，所述壁材腐蚀液的浓度为10_20wt%。作为一种优选的技术方案，所述酸性的壁材腐蚀液为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种的水溶液；所述碱性的壁材腐蚀液为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种的水溶液。作为一种方案，步骤(I)中，所述硅藻泥壁材粉和所述壁材腐蚀液的重量比为I 4-6，浸泡时间为120-180分钟。作为一种方案，步骤(2)中，所述氯化钠溶液浓度为15-20wt%。作为一种方案，步骤(2)中，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为I 10-15，浸泡时间为60-120分钟。作为一种方案，步骤(I)和步骤(2)中浸泡后均需进行过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨。其中，硅藻土是由单细胞水生植物硅藻的遗骸沉积所形成，这种硅藻的独特性能在于能吸收水中的游离硅形成其骨骸，当其生命结束后沉积，在一定的地质条件下形成硅藻泥矿床。它自身形成了几纳米到十几纳米的微孔，其超微细孔比木炭还要多出5000到6000倍。可以吸附空气中的游离甲醛、苯、氨、VOC等有害物质和水分子，具有很高的化学和物理稳定性。沸石粉具有架状结构，就是说在它们的晶体内，分子像搭架子似地连在一起，中间形成很多空腔。沸石具有吸附性、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。沸石还具有“营养”价值。在饲料中添加5%的沸石粉，能使禽畜生长加快，体壮肉鲜，产蛋率高。膨润土具有强的吸湿性和膨胀性，可吸附8 15倍于自身体积的水量，体积膨胀可达数倍至30倍；在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，这种介质溶液具有一定的黏滞性、能变性和润滑性；有较强的阳离子交换能力；对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力，最大吸附量可达5倍于自身的重量；它与水、泥或细沙的掺和物具有可塑性和黏结性；具有表面活性的酸性漂白土能吸附有色离子。
凹凸棒石又名坡缕石或坡缕缟石，是指以凹凸棒石为主要组分的一种粘土矿物，湿时具粘性和可塑性，干燥后收缩小，不大显裂纹，水浸泡崩散。悬浮液遇电介质不絮凝沉淀。海泡石是一种具层链状结构的含水富镁硅酸盐黏土矿物。斜方晶系或单斜晶系，一般呈块状、土状或纤维状集合体。颜色呈白色、浅灰色、暗灰、黄褐色、玫瑰红色、浅蓝绿色。新鲜面为珍珠光泽，风化后为土状光泽。硬度2 3,密度2 2. 5g/cm3。具有滑感和涩感，粘舌。干燥状态下性脆。收缩率低，可塑性好，比表面大，吸附性强。溶于盐酸、质轻。海泡石还具有脱色、隔热、绝缘、抗腐蚀、抗辐射及热稳定等性能。纳米氧化锌是一种天然的溶出型无菌抗菌剂，溶出的锌离子与细胞膜及膜蛋白质结合，通过损伤细胞立体构造，阻止细菌繁殖。具有光催化活性，纳米粒子表面能产生强氧化性的负离子(氢氧自由基和过氧离子)，直接损伤细菌细胞，起到杀菌、防霉、除臭的功效。纳米氧化锌依靠锌离子的溶入溶出及光触媒催化作用抗菌杀菌，而其本身并无损耗，因此，杀菌功能持久。纳米氧化锌对黄色葡萄球菌、MRSA等GRAM阳性菌、绿脓菌、肺炎杆菌、大肠菌、沙门氏菌等GRAM阴性菌抗菌力强。由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是本发明采用自然形成的多孔材料，通过化学反应的方法进一步增加了硅藻泥的纳米孔隙的数目，并且增加了硅藻泥的比表面积，使得硅藻泥吸附甲醛的能力大大的提高。并负载了对湿度变化感应敏感的材料，使得壁材对水分子的呼吸调节性能得到了很大的提高，在湿度高时与一般的硅藻泥相比可以吸收更多的水分子，并在湿度低时释放出更多的水分子，从而提高调解环境湿度的能力。负载了杀灭细菌霉菌的纳米氧化锌，使得硅藻泥壁材具有杀毒消菌的功能，防止出现霉变发黑的现象。因此通过本方法制得的硅藻泥壁材具有防霉效果显著、呼吸性好、添加量低等优点。
具体实施例方式下面结合实施例， 进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，包括以下步骤(I)按重量份称取以下组分
硅藻土100份
沸石粉100份
膨润土50份
凹凸棒石粉Si)份
海泡石粉5份；
将以上组分混合均匀，得到硅藻泥壁材粉；(2)将步骤(I)得到的硅藻泥壁材粉加入到浓度为5wt%的盐酸水溶液中，所述硅藻泥壁材粉和盐酸水溶液的重量比为1:1，浸泡60分钟后浙去盐酸水溶液得到腐蚀硅藻泥壁材粉；(3)将步骤⑵得到的腐蚀硅藻泥壁材粉加入到浓度为IOwt %的氯化钠溶液中，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1: 5，浸泡50分钟后浙去氯化钠溶液，加入10重量份的纳米氧化锌，得到多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉；(4)将步骤(3)得到的多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉烘干得到成品。实施例2吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，包括以下步骤(I)按重量份称取以下组分
硅藻土200份
沸石粉130份
膨润土70份
四凸棒石粉7 O份
海泡石粉30份;`将以上组分用搅拌机搅拌均匀，得到硅藻泥壁材粉。(2)将步骤(I)得到的硅藻泥壁材粉加入到浓度为IOwt %的硫酸水溶液中，所述硅藻泥壁材粉和硫酸水溶液的重量比为1: 4，浸泡120分钟后浙去硫酸水溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后得到腐蚀硅藻泥壁材粉；(3)将步骤(2)得到的腐蚀硅藻泥壁材粉加入到浓度为15wt%的氯化钠溶液中，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1: 10，浸泡100分钟后浙去氯化钠溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后，加入20重量份的纳米氧化锌，得到多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉；(4)将步骤(3)得到的多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉烘干得到成品。实施例3吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，包括以下步骤(I)按重量份称取以下组分
硅藻土250份
沸石粉150份
膨润土75份
凹凸棒石粉75份
海泡石粉50份;
将以上组分用搅拌机搅拌均匀，得到硅藻泥壁材粉。(2)将步骤(I)得到的硅藻泥壁材粉加入到浓度为15wt%的硝酸水溶液中，所述硅藻泥壁材粉和硝酸水溶液的重量比为1: 5，浸泡150分钟后浙去硝酸水溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后得到腐蚀硅藻泥壁材粉；(3)将步骤⑵得到的腐蚀硅藻泥壁材粉加入到浓度为ISwt %的氯化钠溶液中，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1: 13，浸泡60分钟后浙去氯化钠溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后，加入30重量份的纳米氧化锌，得到多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉；(4)将步骤(3)得到的多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉烘干得到成品。实施例4吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，包括以下步骤(I)按重量份称取以下组分
硅藻土300份
沸石粉170份
膨润土80份
四凸棒石粉8O份
海泡石粉80份;将以上组分用搅拌机搅拌均匀，得到硅藻泥壁材粉。(2)将步骤⑴得到的硅藻泥壁材粉加入到浓度为20 七％的氢氧化钠水溶液中，所述娃藻泥壁材粉和氢氧化钠水溶液的重量比为1: 6,浸泡180分钟后浙去氢氧化钠水溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后得到腐蚀硅藻泥壁材粉；(3)将步骤⑵得到的腐蚀硅藻泥壁材粉加入到浓度为20wt%的氯化钠溶液中，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1: 15，浸泡120分钟后浙去氯化钠溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后，加入40重量份的纳米氧化锌，得到多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉；(4)将步骤(3)得到的多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉烘干得到成品。实施例5吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，包括以下步骤(I)按重量份称取以下组分
硅藻土400份
沸石粉200份
膨润土100份
凹凸棒石粉100份
海泡石粉100份;
将以上组分用搅拌机搅拌均匀，得到硅藻泥壁材粉。(2)将步骤(I)得到的硅藻泥壁材粉加入到浓度为3(^丨％的氢氧化钾水溶液中，间隔搅拌，所述硅藻泥壁材粉和氢氧化钾水溶液的重量比为1: 10，浸泡240分钟后浙去氢氧化钾水溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后得到腐蚀硅藻泥壁材粉；(3)将步骤(2)得到的腐蚀硅藻泥壁材粉加入到浓度为30wt%的氯化钠溶液中，间隔搅拌，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1: 20，浸泡180分钟后浙去氯化钠溶液，经过过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨后，加入50重量份的纳米氧化锌，得到多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉；(4)将步骤(3)得到的多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉烘干得到成品。对比例1-4(对比例1-4与实施例3制备的硅藻泥壁材粉中的指标对比情况见下表)
权利要求
1.一种吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，将硅藻泥壁材粉先经酸性或碱性的壁材腐蚀液浸泡腐蚀后，再经氯化钠溶液浸泡，然后加入纳米氧化锌，最后经烘干得到硅藻泥壁材。
2.如权利要求1所述的吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)将硅藻泥壁材粉加入到浓度为5-30wt%的酸性或碱性的壁材腐蚀液中，所述硅藻泥壁材粉和所述壁材腐蚀液的重量比为1: 1-10，浸泡60-240分钟后浙去壁材腐蚀液得到腐蚀硅藻泥壁材粉； (2)将步骤(I)得到的腐蚀硅藻泥壁材粉加入到浓度为10-30wt%的氯化钠溶液中，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1: 5-20，浸泡50-180分钟后浙去氯化钠溶液，加入10-50重量份的纳米氧化锌，得到多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉； (3)将步骤(2)得到的多孔隙硅藻泥壁材粉湿粉烘干得到成品。
3.如权利要求1所述的吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，步骤(I)中，所述硅藻泥壁材粉包括以下重量份的组分硅藻土100-400份沸石粉100—200份膨润土50-100份四凸棒石粉h 0—100份海泡石粉5—100份。
4.如权利要求3所述的吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，所述硅藻泥壁材粉包括以下重量份的组分硅藻土200—300份沸石粉130—170份膨润土70—80份四凸棒石粉70—80份海泡石粉30—80份。
5.如权利要求2所述的吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述壁材腐蚀液的浓度为10-20wt%。
6.如权利要求5所述的吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，所述酸性的壁材腐蚀液为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种的水溶液；所述碱性的壁材腐蚀液为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种的水溶液。
7.如权利要求2所述的吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于步骤(I)中，所述硅藻泥壁材粉和所述壁材腐蚀液的重量比为1: 4-6，浸泡时间为120-180 分钟。
8.如权利要求2所述的吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于步骤(2)中，所述氯化钠溶液浓度为15-20wt%。
9.如权利要求2所述的吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于步骤(2)中，所述腐蚀硅藻泥壁材粉和所述氯化钠溶液的重量比为1: 10-15，浸泡时间为60-120分钟。
10.如权利要求1 9任一项所述的吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，其特征在于，步骤(I)和步骤(2)中浸泡后均需进行过滤、洗涤、脱水、烘干和研磨。
全文摘要
本发明公开了一种吸湿性、呼吸性和抗菌性强的硅藻泥壁材的制备方法，将硅藻泥壁材粉先经酸性或碱性的壁材腐蚀液浸泡腐蚀后，再经氯化钠溶液浸泡，然后加入纳米氧化锌，最后经烘干得到硅藻泥壁材。本发明通过化学反应的方法增加硅藻泥壁材粉中的2-5纳米的孔隙，提供一种增加硅藻泥壁材吸湿性能、呼吸性空隙和抗菌性的方法。
文档编号C04B22/06GK103030421SQ201310007768
公开日2013年4月10日 申请日期2013年1月9日 优先权日2013年1月9日
发明者韩方超 申请人:韩方超