CN106045444A - 一种柔性生态环保硅藻泥涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于室内装饰涂料领域，涉及一种柔性生态环保硅藻泥涂料及其制备方法。该硅藻泥涂料是由硅藻土、柔性纤维、微胶囊膨胀剂、改性剂、增韧剂、柔性石墨、滑石粉、无机粘结剂及无机颜料组成。本发明以硅藻土为主要原料复合添加柔性纤维和微胶囊膨胀剂，通过改性混合，在硅藻土表面包覆具有网络结构的柔性纤维，提高硅藻土的柔韧性和强度，防止硅藻泥在使用过程中出现开裂、脱落现象，同时通过混合增韧剂和柔性石墨，进一步增强硅藻泥的强度和抗裂性能，解决了硅藻泥涂料易掉粉、易开裂、强度低的技术问题，提高硅藻泥壁材的综合性能。本发明得到的硅藻泥涂料是具有不掉粉、不褪色、不开裂脱落的优点，且制备工艺简单，价格低廉，易于推广。
Description
技术领域
本发明属于室内装饰涂料领域，特别涉及一种柔性生态环保硅藻泥涂料及其制备方法。
背景技术
近年来，室内装饰材料对空气质量的影响越来越受到重视，人们除了选择美观、实用的装饰效果外，健康环保功能也成为选择装饰材料的一个重要参考指标，因此生态环保、健康舒适的室内装饰材料成为国内外建材行业的主要发展趋势。硅藻泥是一种水溶性粉末状装饰涂料，其主要功能材料是由海洋或湖泊中的硅藻类植物经过自然环境作用沉积形成的硅藻土，硅藻泥分子结构疏松多孔，可以有效吸附空气中游离的甲醛、苯、氨等有害物质，并且可以净化空气中因宠物、吸烟、垃圾等产生的异味，可以起到调节室内湿度、净化空气、防霉抗菌等功效。因此硅藻泥替代乳胶漆、壁纸等传统墙体装饰材料，成为一种天然环保的墙体装饰涂料，受到商家和用户的广泛关注，并在很短的时间内得到市场接受。
中国专利公开号CN 101746997A公开了一种海贝泥、硅藻泥墙面装饰壁材及其生产施工方法，装饰壁材包括贝壳粉、二氧化硅硅石、硅藻土、麦饭石、云母粉、富镁硅酸盐、钙沸石、水合硅酸盐、二氧化钛粉末、碳酸钙、植物纤维、颜料、海带粉、***型聚乙烯醇粉及羟丙基甲苯纤维素。通过在壁材中加入贝壳粉使壁材质地柔软、且长期使用不会剥落开裂。但该配方中使用了有机粘结剂，造成硅藻土的吸附性和调湿性降低，功能性也比较单一，未能充分发挥硅藻泥的功能。
中国专利公开号CN 103992073A公开了一种硅藻泥及其制备方法，包括硅藻土、云母、纤维素、滑石粉、钛 铂、无影胶及水。采用硅藻土、云母等材料制得具有多孔的硅藻泥，通过多孔的硅藻泥吸附室内的有害物质，且硅藻泥涂覆在墙壁上不会出现开裂等情况，使室内装修更美观。
中国专利公开号CN103319109A公开了一种硅藻泥纳米复合材料，由硅藻土、纳米粉体、粘土母粒、碳酸钙、海藻胶组成。本发明硅藻泥纳米复合材料中不添加有毒物质，不会对人体造成伤害，同时还具有环保的功效，添加的纳米粉体和粘土母粒，能有效的提高了硅藻泥净化、分解有害气体的功能。
目前，市场上各种硅藻泥配方中，硅藻土是核心组分。硅藻土的多孔、蓬松、化学性质稳定特点，使其具有吸附、隔热、隔音等性能，配合其他胶凝组分、颜色和颗粒调节组分，获得不同于传统涂料的新型壁材。但硅藻土也存在一些缺陷，如易开裂、强度低等，因此需通过对硅藻土表面活化和改性，提高硅藻土的品质，防止硅藻泥壁材的开裂，提高硅藻泥壁材的柔性。
发明内容
本发明针对上述问题，提出一种柔性生态环保硅藻泥涂料及其制备方法。该硅藻泥涂料是由硅藻土、柔性纤维、微胶囊膨胀剂、改性剂、增韧剂、柔性石墨、滑石粉、无机粘结剂及无机颜料组成。本发明以硅藻土为主要原料复合添加柔性纤维和微胶囊膨胀剂，通过改性剂进行改性混合，在硅藻土表面包覆具有网络结构的柔性纤维，提高硅藻土的柔韧性和强度，防止硅藻泥在使用过程中出现开裂、脱落现象，同时通过混合增韧剂和柔性石墨，进一步增强硅藻泥的强度、柔韧性和抗裂性能，解决了硅藻泥涂料易掉粉、易开裂、强度低的技术问题，提高硅藻泥壁材的综合性能。
本发明进一步的目的是提供一种柔性生态环保硅藻泥涂料的制备方法，首先利用高速加热式混合机将硅藻土和柔性纤维在改性剂的作用下混合改性，使硅藻土均匀地分散在柔性纤维的网络结构中，再与微胶囊膨胀剂混合形成混合物A；将柔性石墨、滑石粉和无机颜料高速搅拌混合得到混合物B，使无机颜料均匀分散在混合物的多孔结构中，将混合物A和混合物B在磨盘式混炼机中与增韧剂高速混合，在无机粘结剂的作用下混合得到本产品。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案 ：
一种柔性生态环保硅藻泥涂料，其特征在于，按重量份计包括以下组分：
硅藻土 40~70份，
柔性纤维 15~30份，
微胶囊膨胀剂 5~15 份，
改性剂 5~15份，
增韧剂 1~10份，
柔性石墨 5~10份，
滑石粉 2~10 份，
无机粘结剂 1~10份，
无机颜料 1~5份，
其中所述的柔性纤维为氢氧化镁纤维、玄武岩纤维、二氧化硅纳米纤维中的至少一种；
上述所述的微胶囊膨胀剂由微膨胀剂芯材和高分子囊材组成，囊材包覆芯材，呈微胶囊形状；其中所述的微膨胀剂芯材为硫铝酸钙、钙镁氧化物、高钙粉煤灰、矿渣、钢渣中的至少一种；所述的高分子囊材为聚乙二醇、海藻酸钠、β-环糊精、羟乙基纤维素、酯化淀粉中的至少一种。
上述所述的改性剂为谷朊粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸按质量比为1:0.5~1:0.1~0.5组成；所述的增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯、醋酸乙烯酯、硬脂酸酯、聚对苯二甲酸二已酯中的一种或多种；所述的柔性石墨为膨胀石墨；所述的滑石粉为粒径≤100nm的层状滑石粉粉末，所述的无机粘结剂为高强石膏粉、氢氧化铝胶体中的任意一种。
本发明一种柔性生态环保硅藻泥涂料的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：
（1）将40~70重量份的硅藻土研磨过150~300目筛，干燥控制水分含量≤8%，投入到高速加热式混合机中，加入15~30重量份的柔性纤维，通过剂量泵泵入5~15重量份的改性剂，加热、搅拌反应10~50min，使硅藻土均匀地分散在柔性纤维的网络结构中；加入5~15重量份的微胶囊膨胀剂继续搅拌反应15~30min，分别用无水乙醇、去离子水清洗2~3次，除去未反应的改性剂，得到混合物A；
（2）将5~10重量份的柔性石墨和2~10重量份的滑石粉加入到高速混合机中，以800~3000rpm的搅拌速度混合20~40 min形成多孔混合物，加入1~5重量份的无机颜料，继续混合搅拌10~30min，使无机颜料均匀的在多孔混合物中，得到混合物B；
（3）将步骤（1）中得到的混合物A和步骤（2）中得到的混合物B加入到磨盘式混炼机中，加入1~10重量份的增韧剂，加热搅拌10~40min，加入1~10重量份的无机粘结剂继续搅拌10~20min，出料干燥即得本产品。
上述步骤（1）中所述的加热温度为60~120℃，搅拌转速为500~2000rpm。
上述步骤（3）中所述的磨盘式混炼机包括至少2对交列的磨盘式剪切元件和至少2对齿盘式分散元件，设置加热温度为50~80℃，搅拌转速为500~5000rpm。
本发明一种柔性生态环保硅藻泥涂料及其制备方法，与现有技术相比突出的特点和有益的效果在于：
1、本发明选用硅藻土，复合添加柔性纤维和微胶囊膨胀剂，通过改性处理在硅藻土表面包覆具有网络结构的柔性纤维，提高硅藻土的柔韧性和强度，防止硅藻泥在使用过程中出现开裂、脱落现象。
2、本发明增韧剂和柔性石墨，进一步增强硅藻泥的强度、柔韧性和抗裂性能，解决了硅藻泥涂料易掉粉、易开裂、强度低的技术问题，提高硅藻泥壁材的综合性能。
3、本发明采用无机粘结材料，未使用有机粘结剂作为粘结材料，确保了硅藻土的孔洞不被封闭，保证了硅藻土良好的调湿性和吸附性。
4、本发明制备的硅藻泥涂料具有墙面粘合力强、耐久性好、不掉粉、不褪色、不开裂脱落的优点，适合于各种建筑室内装饰。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明进行详细的阐述，并不限制于本发明。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
（1）将40重量份的硅藻土研磨过150~300目筛，干燥控制水分含量≤8%，投入到高速加热式混合机中，加入15重量份的氢氧化镁纤维，通过剂量泵泵入5重量份的改性剂，加热温度为60℃，搅拌转速为2000rpm下反应30min，使硅藻土均匀地分散在柔性纤维的网络结构中；加入5重量份的微胶囊膨胀剂继续搅拌反应15min，分别用无水乙醇、去离子水清洗2~3次，除去未反应的改性剂，得到混合物A；其中所述的微胶囊膨胀剂由硫铝酸钙芯材和聚乙二醇囊材组成；所述的改性剂为谷朊粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸按质量比为1: 1:0.1组成；
（2）将5重量份的柔性石墨和2重量份的滑石粉加入到高速混合机中，以3000rpm的搅拌速度混合20 min形成多孔混合物，加入1重量份的无机颜料，继续混合搅拌10 min，使无机颜料均匀的在多孔混合物中，得到混合物B；
（3）将步骤（1）中得到的混合物A和步骤（2）中得到的混合物B加入到磨盘式混炼机中，加入1重量份的邻苯二甲酸二辛酯，加热温度为50℃，搅拌转速为500rpm条件下反应10min，加入1重量份的高强石膏粉继续搅拌20min，出料干燥即得本产品。
实施例2
（1）将50重量份的硅藻土研磨过150~300目筛，干燥控制水分含量≤8%，投入到高速加热式混合机中，加入15重量份的玄武岩纤维，通过剂量泵泵入8重量份的改性剂，加热温度为80℃，搅拌转速为800rpm下反应20min，使硅藻土均匀地分散在柔性纤维的网络结构中；加入6重量份的微胶囊膨胀剂继续搅拌反应30min，分别用无水乙醇、去离子水清洗2~3次，除去未反应的改性剂，得到混合物A；其中所述的微胶囊膨胀剂由钙镁氧化物芯材和海藻酸钠囊材组成；所述的改性剂为谷朊粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸按质量比为1:0.5:0.1组成；
（2）将10重量份的柔性石墨和8重量份的滑石粉加入到高速混合机中，以1000rpm的搅拌速度混合30 min形成多孔混合物，加入2重量份的无机颜料，继续混合搅拌20min，使无机颜料均匀的在多孔混合物中，得到混合物B；
（3）将步骤（1）中得到的混合物A和步骤（2）中得到的混合物B加入到磨盘式混炼机中，加入1~10重量份的醋酸乙烯酯，加热温度为80℃，搅拌转速为1000rpm条件下反应30min，加入3重量份的氢氧化铝胶体继续搅拌20min，出料干燥即得本产品。
实施例3
（1）将60重量份的硅藻土研磨过150~300目筛，干燥控制水分含量≤8%，投入到高速加热式混合机中，加入25重量份的二氧化硅纳米纤维，通过剂量泵泵入10重量份的改性剂，加热温度为100℃，搅拌转速为1500rpm下反应30min，使硅藻土均匀地分散在柔性纤维的网络结构中；加入10重量份的微胶囊膨胀剂继续搅拌反应15min，分别用无水乙醇、去离子水清洗2~3次，除去未反应的改性剂，得到混合物A；其中所述的微胶囊膨胀剂由高钙粉煤灰芯材和β-环糊精囊材组成；所述的改性剂为谷朊粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸按质量比为1:0.5: ~0.5组成；
（2）将10重量份的柔性石墨和6重量份的滑石粉加入到高速混合机中，以2000rpm的搅拌速度混合20 min形成多孔混合物，加入3重量份的无机颜料，继续混合搅拌30min，使无机颜料均匀的在多孔混合物中，得到混合物B；
（3）将步骤（1）中得到的混合物A和步骤（2）中得到的混合物B加入到磨盘式混炼机中，加入1~10重量份的硬脂酸酯，加热温度为60℃，搅拌转速为2000rpm条件下反应20min，加入6重量份的高强石膏粉继续搅拌20min，出料干燥即得本产品。
实施例4
（1）将70重量份的硅藻土研磨过150~300目筛，干燥控制水分含量≤8%，投入到高速加热式混合机中，加入30重量份的氢氧化镁纤维、25重量份的玄武岩纤维、，通过剂量泵泵入15重量份的改性剂，加热温度为120℃，搅拌转速为2000rpm下反应10min，使硅藻土均匀地分散在柔性纤维的网络结构中；加入15重量份的微胶囊膨胀剂继续搅拌反应30min，分别用无水乙醇、去离子水清洗2~3次，除去未反应的改性剂，得到混合物A；其中所述的微胶囊膨胀剂由矿渣芯材和羟乙基纤维素囊材组成；所述的改性剂为谷朊粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸按质量比为1:0.5: 0.5组成；
（2）将10重量份的柔性石墨和8重量份的滑石粉加入到高速混合机中，以3000rpm的搅拌速度混合20 min形成多孔混合物，加入4重量份的无机颜料，继续混合搅拌30min，使无机颜料均匀的在多孔混合物中，得到混合物B；
（3）将步骤（1）中得到的混合物A和步骤（2）中得到的混合物B加入到磨盘式混炼机中，加入8重量份的聚对苯二甲酸二已酯，加热温度为50℃，搅拌转速为5000rpm条件下反应40min，加入9 重量份的氢氧化铝胶体继续搅拌20min，出料干燥即得本产品。
实施例5
（1）将70重量份的硅藻土研磨过150~300目筛，干燥控制水分含量≤8%，投入到高速加热式混合机中，加入25重量份的氢氧化镁纤维，通过剂量泵泵入15重量份的改性剂，加热温度为100℃，搅拌转速为1500rpm下反应40min，使硅藻土均匀地分散在柔性纤维的网络结构中；加入10重量份的微胶囊膨胀剂继续搅拌反应20min，分别用无水乙醇、去离子水清洗2~3次，除去未反应的改性剂，得到混合物A；其中所述的微胶囊膨胀剂由钢渣芯材和酯化淀粉囊材组成；所述的改性剂为谷朊粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸按质量比为1: 1: 0.5组成；
（2）将10重量份的柔性石墨和10重量份的滑石粉加入到高速混合机中，以2000rpm的搅拌速度混合30 min形成多孔混合物，加入5重量份的无机颜料，继续混合搅拌30min，使无机颜料均匀的在多孔混合物中，得到混合物B；
（3）将步骤（1）中得到的混合物A和步骤（2）中得到的混合物B加入到磨盘式混炼机中，加入5重量份的醋酸乙烯酯、5重量份的硬脂酸酯，加热温度为60℃，搅拌转速为4000rpm条件下反应30min，加入10重量份的高强石膏粉继续搅拌15min，出料干燥即得本产品。
Claims (10)
1.一种柔性生态环保硅藻泥涂料，其特征在于，按重量份计包括以下组分：
硅藻土 40~70份，
柔性纤维 15~30份，
微胶囊膨胀剂 5~15 份，
改性剂 5~15份，
增韧剂 1~10份，
柔性石墨 5~10份，
滑石粉 2~10 份，
无机粘结剂 1~10份，
无机颜料 1~5份，
其中所述的柔性纤维为氢氧化镁纤维、玄武岩纤维、二氧化硅纳米纤维中的至少一种；所述的微胶囊膨胀剂由微膨胀剂芯材和高分子囊材组成，囊材包覆芯材，呈微胶囊形状。
2.根据权利要求 1所述的一种柔性生态环保硅藻泥涂料，其特征在于所述的微膨胀剂芯材为硫铝酸钙、钙镁氧化物、高钙粉煤灰、矿渣、钢渣中的至少一种；所述的高分子囊材为聚乙二醇、海藻酸钠、β-环糊精、羟乙基纤维素、酯化淀粉中的至少一种。
3.根据权利要求 1所述的一种柔性生态环保硅藻泥涂料，其特征在于所述的改性剂为谷朊粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸按质量比为1:0.5~1:0.1~0.5组成。
4.根据权利要求 1所述的一种柔性生态环保硅藻泥涂料，其特征在于所述的增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯、醋酸乙烯酯、硬脂酸酯、聚对苯二甲酸二已酯中的一种或多种。
5.根据权利要求 1所述的一种柔性生态环保硅藻泥涂料，其特征在于所述的柔性石墨为膨胀石墨。
6.根据权利要求 1所述的一种柔性生态环保硅藻泥涂料，其特征在于所述的滑石粉为粒径≤100nm的层状滑石粉粉末。
7.根据权利要求 1所述的一种柔性生态环保硅藻泥涂料，其特征在于所述的无机粘结剂为高强石膏粉、氢氧化铝胶体中的任意一种。
8.一种权利要求1所述的柔性生态环保硅藻泥涂料的制备方法，其特征在于按照如下方式进行 ：
（1）将40~70重量份的硅藻土研磨过150~300目筛，干燥控制水分含量≤8%，投入到高速加热式混合机中，加入15~30重量份的柔性纤维，通过剂量泵泵入5~15重量份的改性剂，加热、搅拌反应10~50min，使硅藻土均匀地分散在柔性纤维的网络结构中；加入5~15重量份的微胶囊膨胀剂继续搅拌反应15~30min，分别用无水乙醇、去离子水清洗2~3次，除去未反应的改性剂，得到混合物A；
（2）将5~10重量份的柔性石墨和2~10重量份的滑石粉加入到高速混合机中，以800~3000rpm的搅拌速度混合20~40 min形成多孔混合物，加入1~5重量份的无机颜料，继续混合搅拌10~30min，使无机颜料均匀的在多孔混合物中，得到混合物B；
（3）将步骤（1）中得到的混合物A和步骤（2）中得到的混合物B加入到磨盘式混炼机中，加入1~10重量份的增韧剂，加热搅拌10~40min，加入1~10重量份的无机粘结剂继续搅拌10~20min，出料干燥即得本产品。
9.根据权利要求8所述的一种柔性生态环保硅藻泥涂料的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述的加热温度为60~120℃，搅拌转速为500~2000rpm。
10.根据权利要求8所述的一种柔性生态环保硅藻泥涂料的制备方法，其特征在于步骤（3）中所述的磨盘式混炼机包括至少2对交列的磨盘式剪切元件和至少2对齿盘式分散元件，设置加热温度为50~80℃，搅拌转速为500~5000rpm。
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