本發明屬于建材領域，具體涉及一種硅藻土基吸附凈化材料及其制備方法。
背景技術：
：硅藻土是一種具有天然微孔結構的非金屬礦物，其微孔孔徑呈現兩個分布，大孔孔徑150-300nm；小孔孔徑20-50nm。其孔徑尺度與結構，非常適合吸附凈化室內空氣中的VOC(有機污染物的總稱)，這也是現今硅藻泥在建筑裝飾市場上非常活躍原因所在。文獻資料顯示，目前室內主要有機污染物的等當直徑分別為：甲醛0.450nm、苯0.58nm、甲苯0.68nm、二甲苯0.62nm。然而，作為良好的室內空氧化吸附凈化材料，不但要有合理的孔結構，還要有大的吸附容量以及高的吸附活性。吸附容量的大小主要取決于樣品的比表面積，吸附活性則主要取決于樣品豐富的表面活性官能團。硅藻土礦物主要成份是非晶態二氧化硅，該SiO2由硅氧四面體相互橋連而成的網狀結構，由于硅原子數目的不確定性，導致網絡中存在配位缺陷和氧橋缺陷等。因此在表面Si-O-“懸空鍵”上，容易結合H而形成Si－OH，即表面硅羥基，表面硅羥基(并伴生有大量氧缺陷)可表現出良好的吸附活性。硅藻土原礦、非煅燒硅藻土、低溫煅燒硅藻土(煅燒溫度低于450℃)，均能表現出上述表面活性。而經高溫煅燒后硅藻土(煅燒溫度高于850℃)，其SiO2由已發生晶體轉變，即SiO2由非晶體結構轉化成方石英晶體結構(詳見XRD、SEM附圖)，此時的硅藻土將不顯示吸附活性或吸附活性將很低。作為能夠有效吸附凈化室內有機污染物的硅藻土基功能材料及其制品，在硅藻土原料選取或制備過程中保持硅藻土的非晶體特征和微孔結構非常關鍵。現在市面上已經應用的硅藻土類抹灰材料，無論是厚漿型的硅藻泥(抹灰厚度為1000-2000μm)，還是薄漿型的液態硅藻泥，要想達到真正的吸附凈化功能，必須滿足如下條件：(1)硅藻土必須保持它自身孔隙結構和大的比表面積(大于30m2/g)，且在施工過程中，對硅藻土的孔隙結構不能產年影響，即不能使用或少使用有機膠凝材料；(2)不能采用已晶體化的高溫煅燒硅藻土；(3)硅藻土在整體制品配比中不能小于50％。而要完全滿足上述條件，尚存在技術瓶頸。因在整體制品中大摻量硅藻土，吸附水量很高，在干燥過程中會造成最終抹灰表面的干裂，同時會擠占無機膠凝材料的份額，造成后期制品強度降低，因此，現在市面上的硅藻泥制品，其硅藻土摻量只有15-20％左右；由于活性硅藻土吸水量大(自身重量的3倍左右，即300％)，加上其白度較低(白度約65-70％)，而高溫煅燒晶體化硅藻土吸水量低(約10％)，且白度較高(白度約80-85％)，現在市面上的硅藻泥制品大多采用高溫煅燒硅藻土。這就是為什么硅藻泥性能和功效，飽受消費者和裝飾受眾質疑的關鍵所在。技術實現要素：本發明的目的在于提供一種可用于建筑抹灰用低成本的硅藻土基無機膠凝材料、硅藻土基吸附凈化材料及其制備方法。本發明技術方案如下：一種硅藻土基水化硅酸鈣凝膠，其由以下重量份的原料制成：硅藻土50-100份，Ca(OH)2粉50-100份，水玻璃(即硅酸鈉)25-30份。優選地，所述硅藻土基水化硅酸鈣凝膠，其由以下重量份的原料制成：硅藻土75份，Ca(OH)2粉75份，水玻璃30份。本發明還提供上述硅藻土基水化硅酸鈣凝膠的制備方法，包括按配比將硅藻土和Ca(OH)2粉均勻混合后，加入適量水，按配比加入水玻璃，攪拌均勻后，90-95℃水浴反應90-120min，抽濾、烘干，過100目標準篩，即得硅藻土基水化硅酸鈣凝膠(以下簡稱硅藻土凝膠)。本發明制備的硅藻土凝膠白度80-85度、比表面積120-150m2/g、粘接強度1500-2500kPa、吸水率60％-80％。本發明還提供一種硅藻土基吸附凈化材料，由以下重量份的原料制成：上述硅藻土凝膠45-50份、硅藻土20-25份、蛋白石6-8份、碳酸鈣10-15份、滑石粉8-10份、纖維素醚0.3-0.5份、淀粉醚0.02-0.03份、木纖維0.04-0.06份。優選地，上述硅藻土基吸附凈化材料，由以下重量份的原料制成：上述硅藻土凝膠450份、硅藻土250份、蛋白石75份、碳酸鈣125份、滑石粉90份、纖維素醚3.5份、淀粉醚0.25份、木纖維0.5份。為改善本發明硅藻土基吸附凈化材料的裝飾性或裝飾效果，其原料還包括適量的無機礦粉顏料。本發明還提供上述硅藻土基吸附凈化材料的制備方法，可按本領域常規方法將各原料混勻，過篩即可。優選地，制備方法包括：按配比將上述硅藻土凝膠、硅藻土、蛋白石、碳酸鈣、滑石粉攪拌均勻，按配比分別加入纖維素醚、淀粉醚、木纖維后繼續攪拌均勻，過80目標準篩，即得。本發明所述硅藻土不包括高溫煅燒硅藻土(煅燒溫度高于850℃)。所述硅藻土包括硅藻土原礦(硅藻土原土)、非煅燒硅藻土、低溫煅燒硅藻土(煅燒溫度低于450℃)；優選為低溫煅燒硅藻土(煅燒溫度低于450℃)。進一步優選地，所述硅藻土白度大于65度、SiO2含量大于85％。優選地，所述Ca(OH)2粉白度大于90度、純度大于85％。優選地，所述水玻璃模數為3.5。所述纖維素醚包括甲基纖維素和乙基纖維素等中的一種或幾種，優選為甲基纖維素。所述淀粉醚包括羥烷基淀粉、羧甲基淀粉、陽離子淀粉等中的一種或幾種，優選為羧甲基淀粉。所述木纖維包括長木纖維、短木纖維等中的一種或幾種，優選為短木纖維。本發明硅藻土基吸附凈化材料4小時甲醛吸附去除率85-95％，符合JC/T2177-2013《硅藻泥裝飾壁材》標準要求；材料成本1500-2000元/噸。本發明采用本領域常規方法檢測上述硅藻土凝膠的白度、比表面積、粘接強度、吸水率。具體地，所述白度檢測方法為GB/T5950《建筑材料與非金屬礦產品白度測量方法》，采用ZB-B白度儀；所述比表面積檢測方法為ISO－9277/GB/T19587-2004氣體吸附BET法測定固態物質比表面積，比表面積分析方法—氣體吸附法，采用ASAP2020比表面測定儀；所述粘接強度采用ZQS6-2000A高精度粘接強度檢測儀進行檢測；吸水率的檢測方法分別檢測方法為GB/T9966.3-2001《天然飾面石材試驗方法第3部分：體積密度、真密度、真氣孔率、吸收率試驗方法》。本發明還包括上述硅藻土基水化硅酸鈣凝膠在制備吸附甲醛、苯、甲苯、二甲苯等有機氣體功能的吸附凈化材料上的應用；或上述硅藻土基吸附凈化材料在吸附甲醛、苯、甲苯、二甲等有機氣體功能方面的應用。本發明將硅藻土制備成可作為膠凝材料的組分，大大減少了其吸水率、并不發化轉晶，有效地解決了大摻量后的干保裂和強度低的問題，并能使制品吸附活性大大提升；在硅藻土基膠凝材料制備過程中，加入白色物種，可同時改善最終產物的白度，能有效解決因活性硅藻土加入影響最終制品白度的難題。本發明在硅藻土上制備的白色無定型(非晶體)水化硅酸鈣(C-S-H)凝膠，在保持硅藻土非晶態結構的同時，有效增加了硅藻土的比表面積和粘結性能；在降低了該硅藻土基復合膠凝材料吸水率的同時，產物白度增大10個百分點，可在80度以上。由于該產品在制備工藝簡便，且工業級原材料便宜，該硅藻土基復合膠凝材料成本較低，使得整體抹灰材料制品成本最低可降至1500元/噸，是市場上現有硅藻泥制品成本(約5500元/噸)的四分之一，具有很好的市場推廣應用前景。本發明硅藻土基吸附凈化材料對甲醛、苯等有機氣體吸附力強，可去除有害物質、消除異味、凈化室內空氣，且施工方便、產品價格低、適于大規模的生產。附圖說明圖1中a為未經煅燒硅藻土樣品XRD圖；b為實施例1所用低溫煅燒硅藻土樣品XRD圖。圖2和圖3分別為實施例4制備的硅藻土基水化硅酸鈣凝膠SEM圖(放大倍數分別為3000倍和1100倍)。具體實施方式以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。實施例中未注明具體技術或條件者，按照本領域內的文獻所描述的技術或條件，或者按照產品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可通過正規渠道商購買得到的常規產品。以下所用非煅燒硅藻土(吉林長白)、低溫煅燒硅藻土(吉林長白，煅燒溫度低于450℃)由吉林遠通礦業有限公司提供。以下所用纖維素醚為甲基纖維素，所用淀粉醚包括為羧甲基淀粉，均由廊坊文安縣宏元纖維素廠提供。以下所用木纖維為短木纖維，由安徽寧國市東南木業有限公司提供。以下吸附甲醛測試方法參照《JCT1074-2008室內空氣凈化功能涂覆材料凈化性能》。實施例1硅藻土基水化硅酸鈣凝膠(以下簡稱硅藻土凝膠)制備：稱取非煅燒硅藻土75g和Ca(OH)2粉75g，均勻混合后，放入1000mL帶有攪拌裝置的水浴反應器中，加入250mL水，攪拌均勻；再加入取模數為3.5的水玻璃30g，攪拌均勻后，90℃水浴反應90min；樣品抽濾、烘干、并過100目標準篩；即得。硅藻土基吸附凈化材料的制備：將上述方法制得的硅藻土凝膠450g、非煅燒硅藻土250g、蛋白石75g、碳酸鈣125g、滑石粉90g進行機械攪拌均勻混合，分別加入纖維素醚3.5g、淀粉醚0.25g、木纖維0.5g后，繼續攪拌，至物料混合均勻后，過80目標準篩得到原礦物色吸附凈化材料。實施例2硅藻土基水化硅酸鈣凝膠(以下簡稱硅藻土凝膠)制備：稱取非煅燒硅藻土50g和Ca(OH)2粉100g，均勻混合后，放入1000mL帶有攪拌裝置的水浴反應器中，加入250mL水，攪拌均勻；再加入取模數為3.5的水玻璃30g，攪拌均勻后，90℃水浴反應90min；樣品抽濾、烘干、并過100目標準篩；即得。硅藻土基吸附凈化材料的制備：將上述方法制得的硅藻土凝膠450g、非煅燒硅藻土250g、蛋白石75g、碳酸鈣125g、滑石粉90g進行機械攪拌均勻混合，分別加入纖維素醚3.5g、淀粉醚0.25g、木纖維0.5g后，繼續攪拌，至物料混合均勻后，過80目標準篩得到原礦物色吸附凈化材料。實施例3硅藻土基水化硅酸鈣凝膠(以下簡稱硅藻土凝膠)制備：稱取非煅燒硅藻土100g和Ca(OH)2粉50g，均勻混合后，放入1000mL帶有攪拌裝置的水浴反應器中，加入250mL水，攪拌均勻；再加入取模數為3.5的水玻璃30g，攪拌均勻后，90℃水浴反應90min；樣品抽濾、烘干、并過100目標準篩；即得。硅藻土基吸附凈化材料的制備：將上述方法制得的硅藻土凝膠450g、非煅燒硅藻土250g、蛋白石75g、碳酸鈣125g、滑石粉90g進行機械攪拌均勻混合，分別加入纖維素醚3.5g、淀粉醚0.25g、木纖維0.5g后，繼續攪拌，至物料混合均勻后，過80目標準篩得到原礦物色吸附凈化材料。實施例4硅藻土基水化硅酸鈣凝膠(以下簡稱硅藻土凝膠)制備：稱取低溫煅燒硅藻土75g和Ca(OH)2粉75g，均勻混合后，放入1000mL帶有攪拌裝置的水浴反應器中，加入250mL水，攪拌均勻；再加入取模數為3.5的水玻璃30g，攪拌均勻后，90℃水浴反應90min；樣品抽濾、烘干、并過100目標準篩；即得。該硅藻土凝膠的SEM圖見圖2(放大倍數分別為3000倍)和圖3(放大倍數分別為1100倍)。硅藻土基吸附凈化材料的制備：將上述方法制得的硅藻土凝膠450g、低溫煅燒硅藻土250g、蛋白石75g、碳酸鈣125g、滑石粉90g進行機械攪拌均勻混合，分別加入纖維素醚3.5g、淀粉醚0.25g、木纖維0.5g后，繼續攪拌，至物料混合均勻后，過80目標準篩得到原礦物色吸附凈化材料。實施例5硅藻土基水化硅酸鈣凝膠(以下簡稱硅藻土凝膠)制備：稱取低溫煅燒硅藻土50g和Ca(OH)2粉100g，均勻混合后，放入1000mL帶有攪拌裝置的水浴反應器中，加入250mL水，攪拌均勻；再加入取模數為3.5的水玻璃30g，攪拌均勻后，90℃水浴反應90min；樣品抽濾、烘干、并過100目標準篩；即得。硅藻土基吸附凈化材料的制備：將上述方法制得的硅藻土凝膠450g、低溫煅燒硅藻土250g、蛋白石75g、碳酸鈣125g、滑石粉90g進行機械攪拌均勻混合，分別加入纖維素醚3.5g、淀粉醚0.25g、木纖維0.5g后，繼續攪拌，至物料混合均勻后，過80目標準篩得到原礦物色吸附凈化材料。實施例6硅藻土基水化硅酸鈣凝膠(以下簡稱硅藻土凝膠)制備：稱取低溫煅燒硅藻土100g和Ca(OH)2粉50g，均勻混合后，放入1000mL帶有攪拌裝置的水浴反應器中，加入250mL水，攪拌均勻；再加入取模數為3.5的水玻璃30g，攪拌均勻后，90℃水浴反應90min；樣品抽濾、烘干、并過100目標準篩；即得。硅藻土基吸附凈化材料的制備：將上述方法制得的硅藻土凝膠450g、低溫煅燒硅藻土250g、蛋白石75g、碳酸鈣125g、滑石粉90g進行機械攪拌均勻混合，分別加入纖維素醚3.5g、淀粉醚0.25g、木纖維0.5g后，繼續攪拌，至物料混合均勻后，過80目標準篩得到原礦物色吸附凈化材料。實驗例1分別檢測實施例1-6制備的硅藻土基水化硅酸鈣凝膠的相關性能，結果見下表1。表1樣品編號檢測結果實施例1白度82度；比表面積135m2/g；粘接強度2400kPa；吸水率71％實施例2白度83度；比表面積120m2/g；粘接強度2000kPa；吸水率67％實施例3白度80度；比表面積140m2/g；粘接強度1500kPa；吸水率80％實施例4白度84度；比表面積147m2/g；粘接強度2500kPa；吸水率62％實施例5白度85度；比表面積143m2/g；粘接強度2300kPa；吸水率60％實施例6白度82度；比表面積150m2/g；粘接強度1900kPa；吸水率76％實驗例2分別檢測實施例1-6制備的硅藻土基吸附凈化材料以及低溫煅燒硅藻土、蘭舍硅藻泥(由吉林省蘭舍硅藻新材料有限公司提供)的吸附甲醛性能，結果見下表2。表2分別選擇低溫煅燒硅藻土、蘭舍硅藻泥進行對比實驗，結果表明對比樣品吸附凈化效率不達標(JCT1074-2008)或剛達標，實施例1-6制備的硅藻土基吸附凈化材料的凈化效率在85％-92％之間(以實施例4的凈化效率最高)，凈化效率顯著高于對比樣品。雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施方案對本發明作了詳盡的描述，但在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發明要求保護的范圍。當前第1頁1 2 3