一种废弃物活性贝类灭活病毒功能装饰壁材及其制备方法

1.本发明涉及一种废弃物活性贝类灭活病毒功能装饰壁材及其制备方法，属于海洋废物利用技术领域。


背景技术：

2.随着社会生活水平的提高，海洋食品的需求量不断增加，其中贝壳类越来越受到欢迎。随着需求量的增加，贝壳类生物的养殖量逐年增加，随之亦产生了大量的废弃贝壳，若不经妥善处置而丢弃，会带来较严重的环境问题。然而，贝壳作为一种生物质，具有极高的利用价值。贝壳中含有天然形成的大量的2～10μm天然气孔，具备良好的吸附能力，被广泛研究应用于多个领域。随着贝壳粉技术的普及，应用领域也越来越广，贝壳粉从最初的美容行业和食品添加剂逐渐扩展到装修领域。目前研究表明，经过特殊加工处理的贝壳粉，保留贝壳的生物物理活性，应用于建材可使其具有特殊功能，如吸附甲醛、净化空气、消除异味、抗菌抑菌、防火阻燃、防静电、调节空气湿度、防光污染等功能。所以，如何更好的利用废弃贝壳，实现贝壳的高值化资源化利用具有重要的意义。
3.随着近几年中国环境保护力度的加大，废弃贝壳的资源化利用研究引起科研工作者的浓厚兴趣，如文献“高温煅烧贝壳粉的抗菌除霉性能研究”中报道了一种利用高温炉内煅烧贝壳制备贝壳粉的方法，并将制备的贝壳粉用于抑菌除霉，(参见：安鑫,汪之和.高温煅烧贝壳粉的抗菌除霉性能研究.科学技术创新,2021(27):3-9.)。在文献“高温煅烧贝壳粉的抗菌性能研究”中亦报道了一种高温段法制备的具有抗菌性能的贝壳粉方法(盖广清,祁庶等.高温煅烧贝壳粉的抗菌性能研究.吉林建筑大学学报,2022,39(01):38-42.)。中国专利文件cn107572971a公开了一种轻质防火生态净醛水泥板。虽然，高温煅烧法制备的贝壳粉具有较好的性能，但是经高温煅烧后贝壳的生物物理活性将受到较大影响，不利于贝壳中生物活性保留，影响贝壳粉的深度利用价值。
4.废弃贝壳随着社会整体生活水平的提高，其量逐年增加，随意弃之会引起环境问题，其高值资源化利用对于贝类的养殖与环境保护具有重要意义。为此，提出本发明。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，尤其是现有技术中采用高温煅烧法不利于贝壳生物活性保留的缺陷，本发明提供一种废弃物活性贝类灭活病毒功能装饰壁材及其制备方法。本发明以废弃贝壳为原料，通过氧化与蒸压等处置工艺，提高贝壳的生物活性，制得活性贝壳粉，通过水泥与石英砂等的复配制备活性水泥板，实现废弃贝壳的资源化、高值化利用。
6.本发发明的技术方案如下：
7.一种废弃物活性贝类灭活病毒功能装饰壁材，包括以下体积百分含量组分的原料：
8.活性贝壳粉30％-50％，石英砂10％-16％，水泥15％-20％，辅料25-40％；
9.所述的辅料包括硅灰石、硫酸铜、硝酸银、电气石、防霉剂、纤维素中的一种或两种
以上的混合。
10.根据本发明，优选的，所述的活性贝壳粉按如下方法制备得到：
11.将废弃的海洋贝类物的壳体经过水冲洗后用双氧水浸泡，然后蒸压消毒杀菌，经烘干、研磨，即得活性贝壳粉。
12.根据本发明，优选的，双氧水质量浓度为25％-50％；
13.优选的，双氧水浸泡时间为5分钟-30分钟。
14.根据本发明，优选的，蒸压消毒杀菌的蒸压压力为0.5mpa-1mpa，进一步优选0.6mpa-0.8mpa；
15.优选的，蒸压消毒杀菌的蒸气温度为160℃-200℃；
16.优选的，蒸压消毒杀菌的时间为30分钟-60分钟。
17.根据本发明，优选的，烘干温度为100℃-600℃，进一步优选200℃-500℃。
18.根据本发明，优选的，研磨的目数为280目-5000目。
19.根据本发明，优选的，所述的海洋贝类物为牡蛎、贻贝、海螺、蛤蜊或蛏。
20.根据本发明，优选的，活性贝壳粉的制备，一种优选的实施方案，包括步骤如下：
21.将废弃的海洋贝类物的壳体经过水冲洗、筛选，然后输送到双氧水池浸泡5分钟-30分钟，然后输送到蒸压釜消毒杀菌，蒸压30分钟-60分钟，出釜后输送到烘干炉烘干，烘干炉温度100℃-600℃，然后再输送到气流磨粉碎研磨成粉，即得活性贝壳粉；
22.双氧水质量浓度：25％-50％，蒸压釜压力：0.6mpa，蒸气温度：160℃-200℃，贝壳粉研磨目数：280目-5000目。
23.根据本发明，上述废弃物活性贝类灭活病毒功能装饰壁材的制备方法，包括步骤如下：
24.(1)取料:按体积百分含量称取活性贝壳粉、石英砂、水泥、辅料为原料；
25.(2)拌料:将上述原料混合、搅拌均匀；
26.(3)成型:将搅拌均匀的物料成型后，先常温养护，然后蒸气反应，蒸气压力为5-8兆帕；
27.(4)烘干:将蒸汽反应后的产品烘干，即得到废弃物活性贝类灭活病毒功能装饰壁材。
28.根据本发明，优选的，步骤(3)中的常温养护时间为3-8小时，蒸汽反应时间为15-25小时。
29.根据本发明，优选的，步骤(4)中烘干温度为100-150℃，烘干时间为0.5-2小时。
30.根据本发明，上述废弃物活性贝类灭活病毒功能装饰壁材的制备方法，一种优选的实施方案，包括步骤如下：
31.(1)取料:按体积百分含量称取活性贝壳粉、石英砂、水泥、辅料为原料；
32.(2)拌料:将上述原料通过高速搅拌器混合、搅拌均匀；
33.(3)成型:将搅拌均匀的物料通过高压泵注入到储料罐流入到毛布中，采用硅酸钙板设备工艺流程生产滚筒粘贴成型后的毛坯产品先常温养护4小时，然后送进蒸压釜进行蒸气反应18小时，蒸气压力为6兆帕；
34.(4)烘干:将蒸压釜出釜的产品送入到烘干房烘1小时，温度为120℃，即得到废弃物活性贝类灭活病毒功能装饰壁材。
35.现有技术中采用高温煅烧的方式制备得贝壳粉，生物物理活性受到较大的影响，其自身功能性的利用价值降低。本发明以废弃的海洋贝壳为处置对象，将废弃物贝壳经过水冲洗、风干后，输到双氧水池浸泡，过滤后输送到蒸压釜蒸压，然后输送到烘干炉烘干，再输送到气流磨粉碎研磨成粉，即可得成活性贝壳粉。将制得的活性贝壳粉与石英砂、水泥、辅料混合，在流浆法和蒸压釜蒸气高温条件下，制备装饰壁材，优选的装饰壁材可为水泥板。实现活性贝壳粉的灭活细菌病毒功能及释放生物负电，同时又保护了废弃贝壳的生物物理活性，同时实现废弃物贝壳的高值化利用。
36.本发明的有益效果如下：
37.本发明采用物理与化学处理贝壳，通过双氧水消毒杀菌除臭味，然后在采用蒸压釜的压力和温度与双氧水进行物理与化学反应，让活性贝壳粉有灭活细菌病毒的功能，同时又保护了废弃贝壳的生物物理活性。利用活性贝壳粉制备的装饰壁材能随着温度的变化自然呼吸，自动调节室内空气的干湿度，同时可释放负氧离子，改善室内的居住环境。
具体实施方式
38.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，实施例描述的内容仅为便于理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。
39.实施例1
40.活性贝壳粉的制备：
41.将贝壳水洗风干后，在质量浓度为35％的双氧水中浸泡10分钟，过滤后置于蒸压釜中，在0.6兆帕下蒸压35分钟，蒸气温度为160℃-200℃；蒸压后在烘干炉中200℃下干燥，然后输送到气流磨粉碎研磨成200目的活性贝壳粉。
42.活性水泥板的制备：
43.制得活性贝壳粉后，按以下体积百分比例原料经流浆法和蒸压釜蒸气高温条件下制备成活性水泥板：活性贝壳粉35％，石英砂12％，水泥16％，辅料37％；以辅料总质量为100％计，所述的辅料包括硅灰石65％、硫酸铜5％、硝酸银2％、电气石3％、防霉剂5％和纤维素20％。
44.(1)取料:按体积百分含量称取活性贝壳粉、石英砂、水泥、辅料为原料；
45.(2)拌料:将上述原料通过高速搅拌器混合、搅拌均匀；
46.(3)成型:将搅拌均匀的物料通过高压泵注入到储料罐流入到毛布中，采用硅酸钙板设备工艺流程生产滚筒粘贴成型后的毛坯产品先常温养护4小时，然后送进蒸压釜进行蒸气反应18小时，蒸气压力为6兆帕；
47.(4)烘干:将蒸压釜出釜的产品送入到烘干房烘1小时，温度为120℃，即得到活性水泥板。
48.实施例2
49.如实施例1所述，不同的是：
50.活性贝壳粉的制备：
51.将贝壳水洗风干后，在质量浓度为40％的双氧水中浸泡20分钟，过滤后置于蒸压釜中，在0.6兆帕下蒸压50分钟，蒸气温度为160℃-200℃；蒸压后在烘干炉中300℃下干燥，然后输送到气流磨粉碎研磨成500目的活性贝壳粉。
52.活性水泥板的制备：
53.制得活性贝壳粉后，按以下体积百分比例原料经流浆法和蒸压釜蒸气高温条件下制备成活性水泥板：活性贝壳粉40％，石英砂15％，水泥17％，辅料28％。
54.(1)取料:按体积百分含量称取活性贝壳粉、石英砂、水泥、辅料为原料；
55.(2)拌料:将上述原料通过高速搅拌器混合、搅拌均匀；
56.(3)成型:将搅拌均匀的物料通过高压泵注入到储料罐流入到毛布中，采用硅酸钙板设备工艺流程生产滚筒粘贴成型后的毛坯产品先常温养护4小时，然后送进蒸压釜进行蒸气反应24小时，蒸气压力为5兆帕；
57.(4)烘干:将蒸压釜出釜的产品送入到烘干房烘0.5小时，温度为150℃，即得到活性水泥板。
58.实施例3
59.如实施例1所述，不同的是：
60.活性贝壳粉的制备：
61.将贝壳水洗风干后，在质量浓度为45％的双氧水中浸泡30分钟，过滤后置于蒸压釜中，在0.6兆帕下蒸压60分钟，蒸气温度为160℃-200℃；蒸压后在烘干炉中500℃下干燥，然后输送到气流磨粉碎研磨成1000目的活性贝壳粉。
62.活性水泥板的制备：
63.制得活性贝壳粉后，按以下体积百分比例原料经流浆法和蒸压釜蒸气高温条件下制备成活性水泥板：活性贝壳粉45％，石英砂10％，水泥15％，辅料30％。
64.(1)取料:按体积百分含量称取活性贝壳粉、石英砂、水泥、辅料为原料；
65.(2)拌料:将上述原料通过高速搅拌器混合、搅拌均匀；
66.(3)成型:将搅拌均匀的物料通过高压泵注入到储料罐流入到毛布中，采用硅酸钙板设备工艺流程生产滚筒粘贴成型后的毛坯产品先常温养护4小时，然后送进蒸压釜进行蒸气反应16小时，蒸气压力为8兆帕；
67.(4)烘干:将蒸压釜出釜的产品送入到烘干房烘1.5小时，温度为130℃，即得到活性水泥板。
68.对比例
69.如实施例1所述，不同的是：
70.贝壳粉采用高温煅烧的方式处理贝壳，然后研磨得到贝壳粉。
71.煅烧温度为800℃，煅烧时间为1小时。
72.然后按照实施例1的方法制备水泥板。
73.试验例
74.测试实施例1-3和对比例的相关性能，如表1所示。
75.表1
[0076][0077][0078]
注：抗病毒活性率指的是对病毒的灭活百分率。
[0079]
由表1可知，本发明利用活性贝壳粉制备的水泥板负离子释放量较对比例高很多，抗病毒(甲型流感病毒h1n1)活性率大于99％，而采用高温煅烧后的贝壳粉制备的水泥板抗病毒(甲型流感病毒h1n1)活性率只有51.6％。