技术领域
[0001] 本
发明涉及建材涂料技术领域，具体涉及一种改性环保的硅藻泥涂料及其制备方法。
背景技术
[0002] 目前在家居装饰装修中，内墙装饰材料一般都使用乳胶漆或壁纸。其中使用乳胶漆
涂装的墙面肌理色彩比较单调，墙面涂层成膜不透气，不仅没有吸放湿气和
吸附甲
醛等有害物的功能，而且在乳胶漆存在一定的可
挥发性有机化合物，这些可挥发性有机化合物会对人体和环境产生较大危害。
[0003] 硅藻泥(Diatom mud)是一种以
硅藻土为主要原材料的新型
墙壁装饰材料。硅藻是一种生活在海洋、湖泊中的藻类。这些生活在数百万年前的
水生浮游类
生物经过长时间的沉积形成了天然物质——硅藻土，硅藻土主要矿物成分为蛋白石及其变种，富含多种矿物质，质地轻软细腻多孔，适宜用于室内涂装涂料使用，其施工、涂抹、制作图案等过程中可任意造型，并且可以吸附空气中的甲醛并调节室内的
温度，受到了人们的青睐。
[0004] 经过各种改性和添加的硅藻泥，还可以具有释放负
氧离子、防火阻燃、洁净墙面、杀菌除臭等功能。其分子筛结构，决定了具有极强的
物理吸附性能和离子交换性能。硅藻泥墙面能大面积吸收喷洒的水分，说明其吸附性极强，并能缓慢持续释放负氧离子，还能够有效分解或去除甲醛、苯、
氨气、氡气等有害致癌物质。
[0005] 然而，目前的硅藻泥在使用过程中还存在诸多问题，例如由于硅藻土本身的结构问题，虽然能够吸收和分解空气中的甲醛、灰尘等污物，但是同样耐污性能不强，容易变脏，且由于表面多孔结构的存在，在遇到一些渗透性强的尤其是液体性的污渍时，可能会因渗透过深而在墙壁上留下不可逆转的污痕，因此也难以用湿布直接清洁；此外还存在容易翘边、掉粉、脱落和退色及不耐氧化的问题；另外其
隔音、保温、阻燃和调湿性能还有待进一步提高。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于解决现有产品存在的上述技术问题，提供一种改性环保的硅藻泥涂料，其既具有现有硅藻泥产品的优点，又克服了硅藻泥及现有板材及墙纸材料的缺点。本发明涂料产品具有消除甲醛、
净化空气、调节湿度、释放负氧离子、防火阻燃等功能；相比于现有硅藻泥产品，其不存在翘边、掉粉、脱落和退色问题，且具有光洁度高、易清洁的优点，可以用湿布直接清洁；另外其隔音、保温、阻燃和调湿性能优异。本发明还提供了所述硅藻泥涂料的制备方法。
[0007] 为实现上述目的，本发明的技术方案为一种改性环保的硅藻泥涂料，所述涂料以重量份数计包括下列组分：硅藻土22-32份、重
钙12-20份、氢
氧化钙粉2-6份、海泡石绒8-16份、滑石粉5-10份、硅砂10-18份、
高岭土2-5份、
膨润土1-4份、麦饭石2-5份、沸石2-5份、青金石1-4份、黑
云母1-2份、甲基
纤维素1～6份、聚乙烯醇0.2～2.5份、纳米二氧化
钛0.8～4份。
[0008] 其中，各组分功能和作用介绍如下：
[0009] 硅藻土是一种生物化学
沉积岩，由硅藻的细胞壁沉积而成，质地软而轻，可轻易地磨成粉未，
密度低、多孔、有粗糙感，有极强的吸水性，是热、声和电的不良导体，因此可作轻质、绝缘、隔音材料，又可用作过滤物质、打磨物质、液体的吸附物。可用于吸附、增加表面积，并可起到
隔热和隔音的作用。硅藻土的细度可以为300目，优选600目。
[0010] 在一个实施方案中，所述硅藻土通过加入5％
碳酸钠进行改性。经过改性的硅藻土孔穴的构架
固化，其孔穴结构稳定，在使用过程中不容易发生变化。
[0011] 重钙为重质碳酸钙的简称，是用优质的石灰石为原料，经石灰磨粉机加工成白色粉体，它的主要成分是CaCO3。重钙具有白度高、纯度好、色相柔和及化学成分稳定等特点。重钙在本发明中用作填料，起到增加产品的体积，降低生产成本的作用，其细度为800目，优选1000目。
[0012] 氢氧化钙粉是白色粉末状固体，在涂料中起填充料的作用，并具有杀菌作用。其细度为600目，优选800目。
[0013] 海泡石是一种纤维状的含水
硅酸镁，海泡石晶体为层链状结构，这种特有的结构决定它有很好的吸附性能、流变性能和催化性能。在本发明涂料中将海泡石部分替代硅藻泥。海泡石绒是白色绒状海泡石，耐高温、保温，有很强的吸附能
力和脱色能力，热
稳定性高，耐高温1500℃—1700℃，造型好，收缩率低，不易裂开，以及抗
盐度高，抗
腐蚀，有抗
辐射的特殊性能。
[0014] 滑石粉主要成分为含水硅酸镁，具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘性、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性。在本发明涂料中作为强化改质填充剂，具有增加
张力强度、剪切强度、挠曲强度、压力强度，降低
变形、伸张率、
热膨胀系数等特点。细度为200目，优选为300目。
[0015] 硅砂又名
石英砂，其主要成分为
二氧化硅，在本发明涂料中硅砂用作
骨料，能够增加涂料的耐擦洗性能。本发明优选
纳米级的硅砂，表面硬度达到7级，填加于涂料、油漆中，与
树脂体系合理搭配可显著提高产品的表面硬度，提高抗划伤性和耐擦洗性能，其具有的1700℃的耐高温
软化点特性，可显著提高本发明涂料的耐高温、防火性能。
[0016] 高岭土是一种以
高岭石族
粘土矿物为主的粘土，呈白色而又细腻，松软土状，具有良好的可塑性和耐火性等理化性质。高岭土主要作用是增加表面积，起到增稠作用。
[0017] 膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，具有较好的离子交换性。膨润土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、
触变性和润滑性；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。由于有良好的物理化学性能，可做粘结剂、触变剂、悬浮剂、稳定剂。所述膨润土的细度为400目，优选1000目。
[0018] 麦饭石是一种天然的硅酸盐矿物，麦饭石对生物无毒、无害并具有一定生物活性，含有动物所需的全部常量元素，如：K、Na、Ca、Mg、Cu、Mo等微量元素和稀土元素。麦饭石具有吸附性、溶解性、调节性、生物活性和矿化性等。在本发明涂料中，麦饭石用于向环境中释放微量元素，从而赋予涂料更多样的功能。细度为300目，优选500目。
[0019] 沸石是一种含水的
碱金属或碱土金属的
铝硅酸矿物，沸石内部充满了细微的孔穴和通道，通常用于分子筛。沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，因此在本发明涂料中用作吸附剂、离子交换剂和催化剂，以及气体的干燥和净化。细度为300目，优选500目。
[0020] 青金石是一种碱性铝硅酸盐矿物，质地致密、坚韧、细腻，在本发明涂料中用于填料，能够整体提高涂料使用后的硬度、光泽度和美观度。细度为600目，优选800目。
[0021] 黑云母是云母类矿物中的一种，为硅酸盐矿物，具有玻璃光泽。在本发明涂料中用于填料，能够整体提高涂料使用后的硬度、光泽度和美观度。细度为600目，优选800目。
[0022] 甲基
纤维素是一种非离子纤维素醚，可以作为
增稠剂和粘结剂，可以提高硅藻泥的柔和度和粘合性能，成型后的墙壁光滑平整，不会出现凹凸不平的现象。在具体的搅拌过程中，搅拌温度不能过高，一般不易超过45℃，否则纤维素的保水率会变差，严重影响硅藻泥材料的粘合性。
[0023] 聚乙烯醇为白色粉末固体，在本发明涂料中用作
粘合剂和分散剂。
[0024] 纳米二氧化钛是白色疏松粉末，亦称钛白粉。直径在100纳米以下，屏蔽紫外线作用强，有良好的分散性和耐候性，具有抗线、抗菌、自洁净、抗老化性能。在本发明涂料中作为紫外线屏蔽剂，防止紫外线的侵害，并可以使产品抗日晒，不开裂、不变色及耐酸碱，并使得应用涂料后的墙壁具有吸附和分解甲醛的作用。纳米级的二氧化钛使涂料相有极强的化学稳定性，可显著提高本发明涂料的耐酸碱、防腐蚀性能，能用于环境较恶劣的工程施工。
[0025] 进一步的，所述改性环保的硅藻泥涂料以重量份数计包括下列组分：硅藻土25-30份、重钙15-18份、氢氧化钙粉3-5份、海泡石绒10-15份、滑石粉6-8份、硅砂12-16份、高岭土2-4份、膨润土1-3份、麦饭石2-4份、沸石2-4份、青金石1-3份、黑云母1-1.5份、甲基纤维素1～5份、聚乙烯醇0.5～2份、纳米二氧化钛1～3份。
[0026] 在一个实施方案中，所述改性环保的硅藻泥涂料以重量份数计包括下列组分：硅藻土30份、重钙15份、氢氧化钙粉3份、海泡石绒11份、滑石粉8份、硅砂16份、高岭土3份、膨润土1份、麦饭石2份、沸石2份、青金石2份、黑云母1份、甲基纤维素2份、聚乙烯醇0.5份、纳米二氧化钛1份。
[0027] 在另一个实施方案中，所述改性环保的硅藻泥涂料以重量份数计包括下列组分：硅藻土26份、重钙17份、氢氧化钙粉4份、海泡石绒13份、滑石粉6份、硅砂13份、高岭土2份、膨润土2份、麦饭石3份、沸石3份、青金石3份、黑云母1.5份、甲基纤维素1份、聚乙烯醇1份、纳米二氧化钛1份。
[0028] 在再一个实施方案中，所述改性环保的硅藻泥涂料以重量份数计包括下列组分：硅藻土28份、重钙16份、氢氧化钙粉5份、海泡石绒15份、滑石粉7份、硅砂15份、高岭土4份、膨润土3份、麦饭石4份、沸石4份、青金石1份、黑云母1.2份、甲基纤维素2份、聚乙烯醇1.2份、纳米二氧化钛1.5份。
[0029] 在一个实施方案中，所述改性环保的硅藻泥涂料以重量份数计还包括
植物胶粉0.2～2.5份。植物胶粉为植物胶的粉末状形态，主要从植物豆类中制得，主要成分是半乳甘露聚糖，还有
蛋白质、纤维素、水分及少量钙、镁等无机元素。作为
建筑材料中的粘结剂，成分稳定，粘结性能好。所述植物胶粉优选0.5～2份、更优选0.6-1份。
[0030] 在一个实施方案中，所述改性环保的硅藻泥涂料以重量份数计还包括
保湿剂0.8-2.5份，优选1-2份，更优选1.2-1.5份。所示保湿剂可以使用乙二醇、丙二醇、丙三醇、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、
羧甲基纤维素钠等。
[0031] 在一个实施方案中，所述改性环保的硅藻泥涂料以重量份数计还包括色粉0.2-1.8份，所述色粉包括有机和无机色粉，可以使用
现有技术涂料中已知的色粉，用于改变涂料的
颜色。所述色粉优选0.5-1.5份，更优选0.8-1.2份。
[0032] 本发明还提供了所述改性环保的硅藻泥涂料的制备方法，所述方法包括下列步骤：
[0033] (1)在分散容器中加入重钙、氢氧化钙粉、硅砂、高岭土、膨润土、青金石、黑云母、麦饭石和沸石，搅拌均匀，得到第一混合物；
[0034] (2)向第一混合物中依次加入硅藻土、滑石粉、海泡石绒和纳米二氧化钛，每加入一种组分搅拌均匀后再加入另一种，得到第二混合物；
[0035] (3)向第二混合物中再加入甲基纤维素和聚乙烯醇，搅拌均匀，得到所述细砂型耐污硅藻泥。
[0036] 进一步的，步骤(2)中还包括向第一混合物中加入以重量份数计0.2～2.5份的植物胶粉的步骤，所述植物胶粉在纳米二氧化钛之后加入。
[0037] 进一步的，步骤(3)中包括向第二混合物中加入以重量份数计0.8-2.5份的保湿剂的步骤，所述保湿剂在聚乙烯醇之后加入。
[0038] 进一步的，步骤(1)中搅拌速率300-350转/min，优选320-330转/min；搅拌时间15-30min。
[0039] 进一步的，步骤(2)中搅拌速率380-420转/min，优选400-410转/min；搅拌时间10-15min。
[0040] 进一步的，步骤(3)中搅拌速率150-220转/min，优选180-200转/min；搅拌时间5-10min。
[0041] 本发明方法具有如下优点：
[0042] (1)本发明涂料产品具有消除甲醛、净化空气、调节湿度、释放负氧离子、防火阻燃等功能；
[0043] (2)相比于现有硅藻泥产品，其不存在翘边、掉粉、脱落和退色问题，且具有光洁度高、易清洁的优点，可以用湿布直接清洁；
[0044] (3)另外其隔音、保温、阻燃和调湿性能优异。
具体实施方式
[0045] 以下
实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0046] 实施例1
[0047] 本实施例中改性环保的硅藻泥涂料以重量份数计包括下列组分：硅藻土30份、重钙15份、氢氧化钙粉3份、海泡石绒11份、滑石粉8份、硅砂16份、高岭土3份、膨润土1份、麦饭石2份、沸石2份、青金石2份、黑云母1份、甲基纤维素2份、聚乙烯醇0.5份、纳米二氧化钛1份。
[0048] 其制备方法包括下列步骤：
[0049] (1)在分散容器中加入重钙、氢氧化钙粉、硅砂、高岭土、膨润土、青金石、黑云母、麦饭石和沸石，搅拌均匀，搅拌速率330转/min，搅拌时间16min；得到第一混合物；
[0050] (2)向第一混合物中依次加入硅藻土、滑石粉、海泡石绒和纳米二氧化钛，每加入一种组分搅拌均匀后再加入另一种，搅拌速率420转/min；搅拌时间10min；得到第二混合物；
[0051] (3)向第二混合物中再加入甲基纤维素和聚乙烯醇，搅拌均匀，搅拌速率150转/min，搅拌时间10min；得到所述细砂型耐污硅藻泥。
[0052] 实施例2
[0053] 本实施例中改性环保的硅藻泥涂料以重量份数计包括下列组分：硅藻土26份、重钙17份、氢氧化钙粉4份、海泡石绒13份、滑石粉6份、硅砂13份、高岭土2份、膨润土2份、麦饭石3份、沸石3份、青金石3份、黑云母1.5份、甲基纤维素1份、聚乙烯醇1份、纳米二氧化钛1份。
[0054] 其制备方法包括下列步骤：
[0055] (1)在分散容器中加入重钙、氢氧化钙粉、硅砂、高岭土、膨润土、青金石、黑云母、麦饭石和沸石，搅拌均匀，搅拌速率350转/min，搅拌时间15min；得到第一混合物；
[0056] (2)向第一混合物中依次加入硅藻土、滑石粉、海泡石绒和纳米二氧化钛，每加入一种组分搅拌均匀后再加入另一种，搅拌速率400转/min，搅拌时间12min；得到第二混合物；
[0057] (3)向第二混合物中再加入甲基纤维素和聚乙烯醇，搅拌均匀，搅拌速率180转/min，搅拌时间8min；得到所述细砂型耐污硅藻泥。
[0058] 实施例3
[0059] 本实施例中改性环保的硅藻泥涂料以重量份数计包括下列组分：硅藻土28份、重钙16份、氢氧化钙粉5份、海泡石绒15份、滑石粉7份、硅砂15份、高岭土4份、膨润土3份、麦饭石4份、沸石4份、青金石1份、黑云母1.2份、甲基纤维素2份、聚乙烯醇1.2份、纳米二氧化钛1.5份。
[0060] 其制备方法包括下列步骤：
[0061] (1)在分散容器中加入重钙、氢氧化钙粉、硅砂、高岭土、膨润土、青金石、黑云母、麦饭石和沸石，搅拌均匀，搅拌速率340转/min，搅拌时间15min；得到第一混合物；
[0062] (2)向第一混合物中依次加入硅藻土、滑石粉、海泡石绒和纳米二氧化钛，每加入一种组分搅拌均匀后再加入另一种，搅拌速率380转/min；搅拌时间15min；得到第二混合物；
[0063] (3)向第二混合物中再加入甲基纤维素和聚乙烯醇，搅拌均匀，搅拌速率200转/min，搅拌时间6min；得到所述细砂型耐污硅藻泥。
[0064] 实施例4
[0065] 本实施例中改性环保的硅藻泥涂料以重量份数计包括下列组分：硅藻土23份、重钙18份、氢氧化钙粉4份、海泡石绒10份、滑石粉10份、硅砂16份、高岭土2份、膨润土4份、麦饭石2份、沸石5份、青金石3份、黑云母2份、甲基纤维素5份、聚乙烯醇2份、纳米二氧化钛2份、植物胶粉2份。
[0066] 其制备方法同实施例2，区别在于在步骤(2)中在纳米二氧化钛之后还加入植物胶粉。
[0067] 实施例5
[0068] 本实施例中改性环保的硅藻泥涂料以重量份数计包括下列组分：硅藻土32份、重钙20份、氢氧化钙粉3份、海泡石绒8份、滑石粉10份、硅砂10份、高岭土5份、膨润土1份、麦饭石2份、沸石3份、青金石1份、黑云母1份、甲基纤维素6份、聚乙烯醇2.5份、纳米二氧化钛3份、植物胶粉2份、保湿剂2份、色粉1份。
[0069] 其制备方法同实施例3，区别在于在步骤(2)中在纳米二氧化钛之后还加入植物胶粉；并在步骤(3)中在聚乙烯醇之后还依次加入保湿剂和色粉。
[0070] 本发明涂料能够将有害物质吸附后，分解有害物质，转换成干净空气后再释放出来，更加环保。产品为白色粉末，几乎不含甲醛，粘附在墙壁上后不易脱落，性价比高，成型后的墙壁牢固柔和，施工方便。
[0071] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明
基础上，可以对之作一些
修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
