多級孔調控型硅藻泥

《多級孔調控型硅藻泥》是長白朝鮮族自治縣北疆硅藻土新材料科技有限公司於2015年1月6日申請的專利，該專利的公布號為CN104649640A，授權公布日為2015年5月27日，發明人是黃憲斌、孫軍。該發明屬於建築材料領域。

《多級孔調控型硅藻泥》包括硅藻土和粘結劑。所作的改進是：另加入微孔沸石、矽質介孔分子篩和熟石膏粉；其中，沸石的添加量為硅藻土的5-30wt％、介孔分子篩添加量為硅藻土的0.5-15wt％，熟石膏粉的添加量為硅藻土的5-30wt％。該發明的輔料有膨潤土、負離子粉、氫氧化鈣、光觸媒材料、玻璃纖維短切絲，該發明的有益效果是：形成的壁材中有微孔、中孔和大孔不同級別，微孔約0.3-0.9納米左右，納米孔2-5納米，大孔的尺寸從0.5-15微米不等，不同粒度粉體堆積形成的次級孔道為幾到幾百納米，不同孔徑的共存，顯著提高硅藻泥塗抹的牆面的吸附能力，取得意想不到的環境淨化效果。相對已有產品，具有成本低、強度高、抗靜電、高吸附的優點。

2019年10月，《多級孔調控型硅藻泥》獲得第三屆吉林省專利獎優秀獎。

（概述圖為《多級孔調控型硅藻泥》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：多級孔調控型硅藻泥
• 申請人：長白朝鮮族自治縣北疆硅藻土新材料科技有限公司
• 申請日：2015年1月6日
• 申請號：2015100041699
• 公布日：2015年5月27日
• 公布號：CN104649640A
• 發明人：黃憲斌、孫軍
• 地址：吉林省白山市臨江市八道溝鎮鴨綠江大街（鎮政府四樓）
• Int.Cl.：C04B28/14(2006.01)I、C04B14/08(2006.01)N、C04B14/42(2006.01)N、C04B14/10(2006.01)N
• 代理機構：吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司
• 代理人：孫國振
• 類別：發明專利

專利背景

自二十一世紀初硅藻泥產品在中國大陸出現以來，由於其環境效應好、簡單、使用面廣而備受親睞，十幾年間，硅藻泥生產企業如雨後春筍般迅速發展，並得到廣泛套用，典型的品牌如蘭舍、大津、綠森林等等。硅藻泥壁材之所以受到商家和用戶的廣泛關注，並在很短的時間內得到市場接受，源於硅藻泥壁材比傳統內牆塗料具有諸多性能上的顯著優勢。各種硅藻泥配方中，硅藻土是核心組分。硅藻土的多孔、蓬鬆、化學性質穩定特點，使其具有吸附、隔熱、隔音等性能，配合其他膠凝組分、顏色和顆粒調節組分，獲得不同於傳統塗料的新型壁材。

中國專利【201310007911】公開了防霉透氣耐洗刷的硅藻泥壁材，包括呼吸層壁材和淨化層壁材，呼吸層壁材和淨化層壁材分別為呼吸層硅藻泥壁材，淨化層硅藻泥壁材和水的混合物，呼吸層硅藻泥壁材包括以下重量份的組分：硅藻土，矽灰石粉，高嶺土，膨潤土，白雲石粉，碳酸鈣粉，植物纖維素，混合樹脂乳液；淨化層硅藻泥壁材包括以下重量份的組分：硅藻土，矽灰石粉，高嶺土，膨潤土，混合樹脂乳液，納米混合物。

中國專利【201310171063.9】公開了一種硅藻泥納米複合材料，由硅藻土50一60％；納米粉體20一30％；粘土母粒5一10cy0；碳酸鈣5一8cy0；海藻膠1一5％。發明的優點是：硅藻泥納米複合材料中不添加有毒物質，不會對人體造成傷害，同時還具有環保的功效，添加的納米粉體和粘土母粒，能有效的提高了硅藻泥淨化分解有害氣體的功能，淨化了空氣，降低了產品整體成本。

中國專利【201310386117.7】採用由硅藻土精土、改性劑、無機粘接劑、納米功能粉體、輔助材料組成的。該方法通過對硅藻土孔徑內表面輕基改性，增加了硅藻土的孔徑內表面的烴基含量，使硅藻土的親水性提高，從而提高了硅藻土的吸附性和調濕性，並通過分步混合。

中國專利【201310647524.5】針對硅藻泥內牆壁材，按照重量份數包括以下配方：硅藻土、丙烯酸粘合粉、高粘凹凸棒土、納米珍珠粉、納米碳酸鈣、複合納米稀土氧化物、高分子活化物、納米電氣石粉、鈦白粉和石英砂等。

中國專利【201310699227.5】提出的是複合硅藻泥牆體塗覆材料的製備方法。採用硅藻土、發泡水泥粉末、竹子短纖維製備牆體塗覆材。發泡水泥粉末具有多孔性，能夠起到吸附空氣中顆粒物的性能，其中，竹子短纖維具有抗裂性能，起到增韌作用，同時還起到吸水和調節空氣水分的作用。

已有的研究報導主要針對硅藻泥的主要組分硅藻土含量、配合組分如他粘土和膠凝劑及其複合功能組分如電氣石等進行配方研究；對硅藻泥的施工塗覆進行工藝最佳化或組分調配，未見採用專門配方進行多孔組分的孔多級分布調節的報導。為使硅藻泥產品不僅僅具有吸附性，併兼具對有害吸附物的分解效能，2015年1月之前的產品中有的添加了少量納米銳鈦礦型二氧化鈦等半導體光觸媒。該光觸媒的存在，在可見光輻照下就能使吸附在硅藻泥表面的水分解產生自由基，分解有機小分子，使硅藻壁材具有內牆裝飾、隔音、隔熱特點之外，對有害組分的分解去除具有長效性。但光催化降解有機有害組分的前提是將有機小分子高效的吸附到壁材表面，因此，硅藻泥壁材的吸附能力至關重要。硅藻泥壁材的吸附能力也直接關係到其調濕、隔音和保溫隔熱功能。

截至2015年1月，已有的硅藻泥壁材中主要的吸附組分仍為硅藻土，即使有的配方中加入了部分粘土，如膨潤土、凹凸棒石、高嶺土等層狀礦物，但其效能不高。硅藻土經過煅燒的比表面積僅為20-30平方米/克左右，與活性炭、介孔分子篩等（比表面積達到800-1000平方米/克以上）相差甚遠，與具有微孔結構的沸石相比也小得多（比表面積達到150-300平方米/克以上）。硅藻土中的孔主要為大孔，硅藻土的主要特性在於其空腔蛋白石形態導致的疏鬆大孔狀態。以其為主要成分的牆體內表面材料，在吸附效能上仍有待於提高。

發明內容

專利目的

《多級孔調控型硅藻泥》的目的是提供一種多級孔調控型硅藻泥，用作牆體內表面材料，提升吸附性能，克服已有技術的不足。

技術方案

《多級孔調控型硅藻泥》所述硅藻泥包括：2015年1月之前硅藻泥的主要成分硅藻土、膠粘劑、所作的改進是：在前述組分基礎上另加入微孔沸石、矽質介孔分子篩和熟石膏粉作為組成成分；其中，沸石的添加量為所使用的硅藻土的5-30wt％、矽質介孔分子篩添加量為硅藻土的0.5-15wt％，熟石膏粉的添加量為硅藻土的5-30wt％。以上為該發明基本方案。

該發明中，所使用的沸石可選用天然斜發沸石或絲光沸石或人工合成的X型或Y型沸石中的任意一種，沸石粉的粒度宜在100微米以下；所使用的介孔分子篩優選MCM-41介孔分子篩；所使用的熟石膏粉宜為半水石膏粉，粒度在100目以下。

為在不降低吸附功效和保證牆面強度的條件下節省高成本材料及使牆體表面具有高吸附能力、防靜電等綜合性能，該發明中硅藻泥的組成成分中還包括膨潤土、負離子粉、氫氧化鈣、纖維素醚、光觸媒、玻璃纖維短切絲作為輔料，所用各材料的重量份數比例選擇在：

硅藻土20-30重量份、沸石3—5重量份、介孔分子篩0.5—3重量份、熟石膏粉3—5.5重量份、膨潤土8-15重量份、氫氧化鈣10-25重量份、纖維素醚0.5-1重量份、玻璃纖維短切絲0.05—0.2重量份、膠粉7-10重量份、光觸媒材料1-3重量份、負離子粉5-6重量份。

其中的膨潤土要求白色度80以上、粒度600-800目。其中的氫氧化鈣要求白色度80以上，粒度200-400目。其中的纖維素醚選用甲基纖維素或羥丙基甲基纖維素的一種或二種。其中的膠粉選用聚乙烯醇、可再分散乳膠粉的一種或二種。其中的負離子粉選用負離子發生量為10000ions1500目的電氣石粉。其中的玻璃纖維短切絲的長度宜在2-4毫米。

有益效果

《多級孔調控型硅藻泥》的有益效果是：形成的壁材具有微孔、中孔和大孔不同級別的孔，微孔尺寸約0.3-0.9納米左右，納米孔的範圍在2-5納米，大孔的尺寸從0.5-15微米不等，不同粒度粉體堆積形成的次級孔道為幾到幾百納米，該不同孔徑的共存，將顯著提高硅藻泥的吸附性能，大幅度提升牆面的吸附能力，取得意想不到的環境的淨化效果。所形成的牆面具有成本低、強度高、抗靜電、高吸附的優點。

權利要求

1.《多級孔調控型硅藻泥》包括硅藻土、粘結劑、其特徵是：添加多級孔調控材料微孔沸石、矽質介孔分子篩、熟石膏粉為組成成分；其中，沸石的添加量為所使用的硅藻土的5-30wt％、介孔分子篩添加量為硅藻土的0.5-15wt％，熟石膏粉的添加量為硅藻土的5-30wt％。

2.根據權利要求1所述的多級孔調控型硅藻泥，其特徵是：所使用的沸石為天然斜發沸石或絲光沸石或人工合成的X型或Y型沸石中的任意一種，沸石粉的粒度宜在100微米以下；所使用的介孔分子篩為MCM-41介孔分子篩；所使用的熟石膏粉為半水石膏粉，粒度在100目以下。

3.根據權利要求1所述的多級孔調控型硅藻泥，其特徵是：添加膨潤土、纖維素醚、負離子粉、氫氧化鈣、光觸媒、玻璃纖維短切絲作為組成成分，所用各材料的比例為：硅藻土20-30重量份、沸石3—5重量份、介孔分子篩0.5—3重量份、熟石膏粉3—5.5重量份、膨潤土8-15重量份、氫氧化鈣10-25重量份、玻璃纖維短切絲0.05—0.2重量份、膠粉7-10重量份、光觸媒1-3重量份、負離子粉5-6重量份。

實施方式

實施例一

取硅藻土100重量份，較粘劑30重量份，天然斜發沸石5重量份、介孔分子篩15重量份，熟石膏粉30重量份。

將上述材料進行乾燥，使材料的含水量要小於5％，然後把乾燥後的各種材料放入到粉體攪拌機中，充分拌和30-40分鐘，使物料拌和均勻，驗收合格後防潮包裝待用。到施工現場使用時加石英砂80重量份、水適量，調合成均勻灰漿。

實施例二

取硅藻土100重量份，膠粘劑50重量份，絲光沸石30重量份、介孔分子篩0.5重量份，熟石膏粉20重量份。

將上述材料進行乾燥，使材料的含水量要小於5％，然後把乾燥後的各種材料放入到粉體攪拌機中，充分拌和30-40分鐘，使物料拌和均勻，驗收合格後防潮包裝待用。到施工現場使用時加石英砂100重量份、水適量，調合成均勻灰漿。

實施例三

取硅藻土100重量份，膠粘劑70重量份，人工合成的X型或Y型沸石20重量份、介孔分子篩10重量份，熟石膏粉5重量份。

將上述材料進行乾燥，使材料的含水量要小於5％，然後把乾燥後的各種材料放入到粉體攪拌機中，充分拌和30-40分鐘，使物料拌和均勻，驗收合格後防潮包裝待用。到施工現場使用時加石英砂120重量份、水適量，調合成均勻灰漿。

實施例四

取硅藻土25重量份、X型沸石5重量份、介孔分子篩3重量份、熟石膏粉3重量份、氫氧化鈣25重量份、膨潤土8重量份、聚乙烯醇8重量份、羥丙基甲基纖維素1重量份、電氣石粉5重量份、光觸媒材料3重量份、玻璃纖維短切絲0.05重量份。

按上述重量份取各種材料進行乾燥混合，各種材料的含水量要小於5％，然後把乾燥後的各種材料放入到粉體攪拌機中，充分拌和30-40分鐘，使物料拌和均勻，驗收合格後防潮包裝待用。到施工現場使用時加石英砂20重量份、水適量，調合成均勻灰漿。

實施例五

取硅藻土20重量份、絲光沸石4重量份、介孔分子篩2重量份、熟石膏粉4重量份、氫氧化鈣16重量份、膨潤土12.5重量份、聚乙烯醇5重量份、可再分散乳膠粉2重量份、羥丙基甲基纖維素0.7重量份、電氣石粉6重量份、光觸媒材料2重量份、玻璃纖維短切絲0.1重量份。

按上述重量份取各種材料進行乾燥混合，各種材料的含水量要小於5％，然後把乾燥後的各種材料放入到粉體攪拌機中，充分拌和30-40分鐘，使物料拌和均勻，驗收合格後防潮包裝待用。到施工現場使用時加石英砂25重量份、水適量，調合成均勻灰漿。

實施例六

硅藻土30重量份、斜發沸石3重量份、介孔分子篩0.5重量份、熟石膏粉5.5重量份、氫氧化鈣10重量份、膨潤土15重量份、聚乙烯醇7重量份、可再分散乳膠粉3重量份、甲基纖維素0.5重量份、光觸媒材料1重量份、電氣石粉5重量份、玻璃纖維短切絲0.2重量份。

按上述重量份取各種材料進行乾燥，各種材料的含水量要小於5％，然後把乾燥後的各種材料放入到粉體攪拌機中，充分拌和30-40分鐘，使物料拌和均勻，驗收合格後防潮包裝待用。到施工現場使用時加石英砂30重量份、水適量，調合成均勻灰漿。

榮譽表彰

2019年10月，《多級孔調控型硅藻泥》獲得第三屆吉林省專利獎優秀獎。