本发明涉及装饰材料
技术领域：
，尤其涉及一种环保硅藻泥及其制备方法。
背景技术：
：近年来，随着社会经济的发展及人们生活水平的提高，对环境问题的认识逐渐深入，对改善家居环境的愿望越来越迫切，对装饰装潢用材料的环保性重视程度越来越高。然而，市场上类如胶合板、饰面板等人造板材，脲醛树脂、酚醛树脂、甲醛树脂等胶黏剂，各种饰面浸渍材料、墙面涂料、壁纸、地板、化纤地毯等装饰材料都离不开甲醛，装饰材料本身含有的甲醛，以及后期释放出来的甲醛等有害气体，对人体的健康危害都非常大。如何改善现有装饰装潢材料的环保性成为业内亟待解决的难题。硅藻泥是一种以硅藻土为主要原材料的内墙环保装饰壁材。其具有泥的属性，纯天然健康环保，便于修补和清洁，丰富的肌理图案和色彩适合各类室内外装修项目使用，不易沾染灰尘，另外，还具有消除甲醛、净化空气、调节湿度、释放负氧离子、防火阻燃、墙面自洁、杀菌除臭等功能。硅藻泥受到大家的广泛喜爱。同时通过不同匠艺处理，可以营造多种肌理效果，是集环保功能和艺术造型于一体的理想墙面装饰材料。目前市场上的硅藻泥，成本较高，保质期短，给人们造成了一定的经济负担，无法普及推广应用，另外，其通常调湿效果不明显，抗菌效果不佳，且净化空气能力有限，涂到墙壁上时间久了就会发生开裂，且现有的硅藻泥装饰壁材单纯以硅藻土为甲醛捕捉剂，硅藻土吸附是脱附和吸附的动态平衡过程，在吸附的同时也在释放，导致空气净化功能有待进一步改善。申请号为201811015592.9的中国发明专利公开了一种硅藻泥，包括以下重量份数的组分：醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液6-10份、硅溶胶5-10份、硅藻土15-25份、相变储能微胶囊3-8份、抗菌剂1-3份、氢氧化钙3-8份、防霉剂1-2份、纤维素2-4份、活性炭2-5份、甲醛分解酶3-6份、去离子水30-45份。该发明实施例对硅藻泥的组分及含量进行了大量的研究，所复配得到的硅藻泥具有自动调温控温、杀菌防霉、祛除有害气体、清新空气、有益健康的优点。但这种硅藻泥还存在耐磨性低，硬度不足，吸湿放湿效果有待进一步提高。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提供一种环保硅藻泥及其制备方法，该制备方法简单易行，制备成本低廉，制备效率高，适合大规模生产，实现了经济效益、社会效益和生态效益三者的统一；制备得到的环保硅藻泥成本低，使用寿命长，安全耐火，空气净化、吸湿放湿效果佳，耐磨性优异，硬度高，使用和制备过程安全环保。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种环保硅藻泥，其特征在于，是由如下重量份计的各组分组成：改性硅藻土30-50份、黑磷量子点0.5-2.5份、坡缕石粉8-12份、伊利石粉6-8份、表面修饰ti-nd-o10-20份、分散剂0.3-0.6份、调湿剂3-6份、水25-35份。优选的，所述黑磷量子点的制备方法，参见：中国发明专利cn201811275750.4实施例1。优选的，所述分散剂为羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇中的至少一种。优选的，所述调湿剂为聚丙烯酸钠高吸水树脂、淀粉接枝丙烯酸盐类高吸水树脂、交联型羟乙基纤维素接枝丙烯酰胺聚合物高吸水树脂中的至少一种。优选的，所述表面修饰ti-nd-o的制备方法，包括如下步骤：ⅰ将化学纯的钛源、铷源加入到乙醇中，超声搅拌0.5-1h，然后缓慢加入醋酸钠，再剧烈搅拌1-2h后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在180-220℃反应15-20h。取出反应釜，待反应体系冷却后用去离子水和无水乙醇反复洗涤，最后在70-80℃的真空干燥箱中干燥18-24小时，再在500-600℃的氮气或惰性气体氛围下灼烧3-5h，冷却至室温后，碾磨粉碎过300-500目目筛，所得产物即为ti-nd-o；ⅱ将经过步骤ⅰ制成的ti-nd-o分散于乙醇中，再向其中加入氮位-三甲氧基硅基丙基-氮,氮,氮位-三甲基氯化铵，在60-80℃下搅拌反应3-5小时，后再向其中加入2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪，继续保温搅拌1-2小时，后旋蒸除去乙醇，得到表面修饰ti-nd-o。优选的，步骤ⅰ中所述钛源、铷源、乙醇、醋酸钠的质量比为1:0.1:(20-30):(2-3)；所述钛源为氯化钛、硝酸钛、硫酸钛中的至少一种；所述铷源为氯化铷、硝酸铷、硫酸铷中的至少一种。优选的，步骤ⅱ中所述ti-nd-o、乙醇、氮位-三甲氧基硅基丙基-氮,氮,氮位-三甲基氯化铵、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪的质量比为1:(3-5):(0.2-0.3):0.1。优选的，所述改性硅藻土的制备方法，包括如下步骤：步骤d1、将硅藻土分散于乙醇中，再向其中加入2-氯乙基三乙氧基硅烷，在60-80℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去乙醇，得到中间产物；步骤d2、将经过步骤d1制成的中间产物、杯咔唑、碱性催化剂加入到n-甲基吡咯烷酮中，在80-90℃下搅拌反应3-5小时，后离心，用水洗涤3-6次后，置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重，得到改性硅藻土。优选的，步骤d1中所述硅藻土、乙醇、2-氯乙基三乙氧基硅烷的质量比为1:(4-6):(0.2-0.3)；步骤d2中所述中间产物、杯咔唑、碱性催化剂、n-甲基吡咯烷酮的质量比为1:(0.1-0.2):0.2:(4-6)。优选的，所述杯咔唑的制备方法，参见：中国发明专利cn201510309211.8实施例3；所述碱性催化剂为氢化钠、叔丁基醇钾中的至少一种。本发明的另一个目的，在于提供一种所述环保硅藻泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，加入到高速分散机中，在转速为900-1200r/min下搅拌15-30min，得到成品环保硅藻泥。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：(1)本发明提供的一种环保硅藻泥的制备方法，简单易行，制备成本低廉，制备效率高，适合大规模生产，实现了经济效益、社会效益和生态效益三者的统一。(2)本发明提供的一种环保硅藻泥，克服了传统硅藻泥成本较高，保质期短，给人们造成了一定的经济负担，无法普及推广应用，另外，其通常调湿效果不明显，抗菌效果不佳，且净化空气能力有限，涂到墙壁上时间久了就会发生开裂，单纯以硅藻土为甲醛捕捉剂，硅藻土吸附是脱附和吸附的动态平衡过程，在吸附的同时也在释放，导致空气净化功能有待进一步改善的缺陷，具有成本低，使用寿命长，安全耐火，空气净化、吸湿放湿效果佳，耐磨性优异，硬度高，使用和制备过程安全环保的优点。(3)本发明提供的一种环保硅藻泥，通过对硅藻土进行表面改性，引入杯咔唑结构，不仅能改善吸附容量，还具有可见光催化活性，有利于实现空气高效净化的功能；另外，通过改性还能有利于其分散，避免团聚。(4)本发明提供的一种环保硅藻泥，添加黑磷量子点，与其他组分协同作用，能有效改善空气净化效果；坡缕石粉和伊利石粉的添加，能改善硅藻泥的硬度，还能起到粘结作用；表面修饰ti-nd-o通过异质掺杂，改善了可见光的响应范围，提高了光催化除甲醛的效果，通过表面修饰，还能提高其浸润性，改善其吸湿和排湿性，有效防止其在长期使用过程中的开裂现象的发生。具体实施方式为了使本
技术领域：
人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本发明实施例原料均为商业购买；所述黑磷量子点的制备方法，参见：中国发明专利cn201811275750.4实施例1；所述杯咔唑的制备方法，参见：中国发明专利cn201510309211.8实施例3。实施例1一种环保硅藻泥，其特征在于，是由如下重量份计的各组分组成：改性硅藻土30份、黑磷量子点0.5份、坡缕石粉8份、伊利石粉6份、表面修饰ti-nd-o10份、羟丙基甲基纤维素0.3份、聚丙烯酸钠高吸水树脂3份、水25份。所述表面修饰ti-nd-o的制备方法，包括如下步骤：ⅰ将化学纯的氯化钛、硝酸铷加入到乙醇中，超声搅拌0.5h，然后缓慢加入醋酸钠，再剧烈搅拌1h后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在180℃反应15h。取出反应釜，待反应体系冷却后用去离子水和无水乙醇反复洗涤，最后在70℃的真空干燥箱中干燥18小时，再在500℃的氮气氛围下灼烧3h，冷却至室温后，碾磨粉碎过300目目筛，所得产物即为ti-nd-o；所述氯化钛、硝酸铷、乙醇、醋酸钠的质量比为1:0.1:20:2；ⅱ将经过步骤ⅰ制成的ti-nd-o分散于乙醇中，再向其中加入氮位-三甲氧基硅基丙基-氮,氮,氮位-三甲基氯化铵，在60℃下搅拌反应3小时，后再向其中加入2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪，继续保温搅拌1小时，后旋蒸除去乙醇，得到表面修饰ti-nd-o；所述ti-nd-o、乙醇、氮位-三甲氧基硅基丙基-氮,氮,氮位-三甲基氯化铵、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪的质量比为1:3:0.2:0.1。所述改性硅藻土的制备方法，包括如下步骤：步骤d1、将硅藻土分散于乙醇中，再向其中加入2-氯乙基三乙氧基硅烷，在60℃下搅拌反应3小时，后旋蒸除去乙醇，得到中间产物；所述硅藻土、乙醇、2-氯乙基三乙氧基硅烷的质量比为1:4:0.2；步骤d2、将经过步骤d1制成的中间产物、杯咔唑、氢化钠加入到n-甲基吡咯烷酮中，在80℃下搅拌反应3小时，后离心，用水洗涤3次后，置于真空干燥箱80℃下干燥至恒重，得到改性硅藻土；所述中间产物、杯咔唑、氢化钠、n-甲基吡咯烷酮的质量比为1:0.1:0.2:4。一种所述环保硅藻泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，加入到高速分散机中，在转速为900r/min下搅拌15min，得到成品环保硅藻泥。实施例2一种环保硅藻泥，其特征在于，是由如下重量份计的各组分组成：改性硅藻土35份、黑磷量子点1份、坡缕石粉9份、伊利石粉6.5份、表面修饰ti-nd-o12份、聚乙烯醇0.4份、淀粉接枝丙烯酸盐类高吸水树脂4份、水27份。所述表面修饰ti-nd-o的制备方法，包括如下步骤：ⅰ将化学纯的硝酸钛、硫酸铷加入到乙醇中，超声搅拌0.7h，然后缓慢加入醋酸钠，再剧烈搅拌1.2h后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在190℃反应17h。取出反应釜，待反应体系冷却后用去离子水和无水乙醇反复洗涤，最后在73℃的真空干燥箱中干燥20小时，再在530℃的氦气氛围下灼烧3.5h，冷却至室温后，碾磨粉碎过350目目筛，所得产物即为ti-nd-o；所述硝酸钛、硫酸铷、乙醇、醋酸钠的质量比为1:0.1:22:2.3；ⅱ将经过步骤ⅰ制成的ti-nd-o分散于乙醇中，再向其中加入氮位-三甲氧基硅基丙基-氮,氮,氮位-三甲基氯化铵，在65℃下搅拌反应3.5小时，后再向其中加入2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪，继续保温搅拌1.2小时，后旋蒸除去乙醇，得到表面修饰ti-nd-o；所述ti-nd-o、乙醇、氮位-三甲氧基硅基丙基-氮,氮,氮位-三甲基氯化铵、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪的质量比为1:3.5:0.22:0.1。所述改性硅藻土的制备方法，包括如下步骤：步骤d1、将硅藻土分散于乙醇中，再向其中加入2-氯乙基三乙氧基硅烷，在65℃下搅拌反应3.5小时，后旋蒸除去乙醇，得到中间产物；所述硅藻土、乙醇、2-氯乙基三乙氧基硅烷的质量比为1:4.5:0.23；步骤d2、将经过步骤d1制成的中间产物、杯咔唑、叔丁基醇钾加入到n-甲基吡咯烷酮中，在83℃下搅拌反应3.5小时，后离心，用水洗涤4次后，置于真空干燥箱82℃下干燥至恒重，得到改性硅藻土；所述中间产物、杯咔唑、叔丁基醇钾、n-甲基吡咯烷酮的质量比为1:0.12:0.2:4.5；一种所述环保硅藻泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，加入到高速分散机中，在转速为1000r/min下搅拌20min，得到成品环保硅藻泥。实施例3一种环保硅藻泥，其特征在于，是由如下重量份计的各组分组成：改性硅藻土40份、黑磷量子点1.5份、坡缕石粉10份、伊利石粉7份、表面修饰ti-nd-o15份、羟丙基甲基纤维素0.45份、交联型羟乙基纤维素接枝丙烯酰胺聚合物高吸水树脂4.5份、水30份。所述表面修饰ti-nd-o的制备方法，包括如下步骤：ⅰ将化学纯的硫酸钛、氯化铷加入到乙醇中，超声搅拌0.7h，然后缓慢加入醋酸钠，再剧烈搅拌1.5h后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在200℃反应18h。取出反应釜，待反应体系冷却后用去离子水和无水乙醇反复洗涤，最后在75℃的真空干燥箱中干燥21小时，再在55℃的氖气氛围下灼烧4h，冷却至室温后，碾磨粉碎过400目目筛，所得产物即为ti-nd-o；所述硫酸钛、氯化铷、乙醇、醋酸钠的质量比为1:0.1:25:2.5；ⅱ将经过步骤ⅰ制成的ti-nd-o分散于乙醇中，再向其中加入氮位-三甲氧基硅基丙基-氮,氮,氮位-三甲基氯化铵，在70℃下搅拌反应4小时，后再向其中加入2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪，继续保温搅拌1.5小时，后旋蒸除去乙醇，得到表面修饰ti-nd-o；所述ti-nd-o、乙醇、氮位-三甲氧基硅基丙基-氮,氮,氮位-三甲基氯化铵、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪的质量比为1:4:0.25:0.1。所述改性硅藻土的制备方法，包括如下步骤：步骤d1、将硅藻土分散于乙醇中，再向其中加入2-氯乙基三乙氧基硅烷，在70℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去乙醇，得到中间产物；所述硅藻土、乙醇、2-氯乙基三乙氧基硅烷的质量比为1:5:0.25；步骤d2、将经过步骤d1制成的中间产物、杯咔唑、氢化钠加入到n-甲基吡咯烷酮中，在85℃下搅拌反应4小时，后离心，用水洗涤3-6次后，置于真空干燥箱85℃下干燥至恒重，得到改性硅藻土；所述中间产物、杯咔唑、氢化钠、n-甲基吡咯烷酮的质量比为1:0.15:0.2:5；一种所述环保硅藻泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，加入到高速分散机中，在转速为1050r/min下搅拌22min，得到成品环保硅藻泥。实施例4一种环保硅藻泥，其特征在于，是由如下重量份计的各组分组成：改性硅藻土45份、黑磷量子点2份、坡缕石粉11份、伊利石粉7.5份、表面修饰ti-nd-o18份、分散剂0.5份、调湿剂5份、水32份。所述分散剂为羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇按质量比3:5混合而成；所述调湿剂为聚丙烯酸钠高吸水树脂、淀粉接枝丙烯酸盐类高吸水树脂、交联型羟乙基纤维素接枝丙烯酰胺聚合物高吸水树脂按质量比1:2:3混合而成。所述表面修饰ti-nd-o的制备方法，包括如下步骤：ⅰ将化学纯的钛源、铷源加入到乙醇中，超声搅拌0.9h，然后缓慢加入醋酸钠，再剧烈搅拌1.8h后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在210℃反应19h。取出反应釜，待反应体系冷却后用去离子水和无水乙醇反复洗涤，最后在78℃的真空干燥箱中干燥23小时，再在580℃的氩气氛围下灼烧4.7h，冷却至室温后，碾磨粉碎过450目目筛，所得产物即为ti-nd-o；所述钛源、铷源、乙醇、醋酸钠的质量比为1:0.1:28:2.8；所述钛源为氯化钛、硝酸钛、硫酸钛按质量比1:3:2混合而成；所述铷源为氯化铷、硝酸铷、硫酸铷按质量比2:3:1混合而成；ⅱ将经过步骤ⅰ制成的ti-nd-o分散于乙醇中，再向其中加入氮位-三甲氧基硅基丙基-氮,氮,氮位-三甲基氯化铵，在77℃下搅拌反应4.5小时，后再向其中加入2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪，继续保温搅拌1.8小时，后旋蒸除去乙醇，得到表面修饰ti-nd-o；所述ti-nd-o、乙醇、氮位-三甲氧基硅基丙基-氮,氮,氮位-三甲基氯化铵、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪的质量比为1:4.5:0.28:0.1。所述改性硅藻土的制备方法，包括如下步骤：步骤d1、将硅藻土分散于乙醇中，再向其中加入2-氯乙基三乙氧基硅烷，在78℃下搅拌反应4.5小时，后旋蒸除去乙醇，得到中间产物；所述硅藻土、乙醇、2-氯乙基三乙氧基硅烷的质量比为1:5.7:0.28；步骤d2、将经过步骤d1制成的中间产物、杯咔唑、碱性催化剂加入到n-甲基吡咯烷酮中，在88℃下搅拌反应4.5小时，后离心，用水洗涤5次后，置于真空干燥箱88℃下干燥至恒重，得到改性硅藻土；所述中间产物、杯咔唑、碱性催化剂、n-甲基吡咯烷酮的质量比为1:0.18:0.2:5.8；所述碱性催化剂为氢化钠、叔丁基醇钾按质量比3:5混合而成。一种所述环保硅藻泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，加入到高速分散机中，在转速为1100r/min下搅拌28min，得到成品环保硅藻泥。实施例5一种环保硅藻泥，其特征在于，是由如下重量份计的各组分组成：改性硅藻土50份、黑磷量子点2.5份、坡缕石粉12份、伊利石粉8份、表面修饰ti-nd-o20份、聚乙烯醇0.6份、聚丙烯酸钠高吸水树脂6份、水35份。所述表面修饰ti-nd-o的制备方法，包括如下步骤：ⅰ将化学纯的硝酸钛、氯化铷加入到乙醇中，超声搅拌1h，然后缓慢加入醋酸钠，再剧烈搅拌2h后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在220℃反应20h。取出反应釜，待反应体系冷却后用去离子水和无水乙醇反复洗涤，最后在80℃的真空干燥箱中干燥24小时，再在600℃的氮气氛围下灼烧5h，冷却至室温后，碾磨粉碎过500目目筛，所得产物即为ti-nd-o；所述硝酸钛、氯化铷、乙醇、醋酸钠的质量比为1:0.1:30:3；ⅱ将经过步骤ⅰ制成的ti-nd-o分散于乙醇中，再向其中加入氮位-三甲氧基硅基丙基-氮,氮,氮位-三甲基氯化铵，在80℃下搅拌反应5小时，后再向其中加入2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪，继续保温搅拌2小时，后旋蒸除去乙醇，得到表面修饰ti-nd-o；所述ti-nd-o、乙醇、氮位-三甲氧基硅基丙基-氮,氮,氮位-三甲基氯化铵、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪的质量比为1:5:0.3:0.1。所述改性硅藻土的制备方法，包括如下步骤：步骤d1、将硅藻土分散于乙醇中，再向其中加入2-氯乙基三乙氧基硅烷，在80℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去乙醇，得到中间产物；所述硅藻土、乙醇、2-氯乙基三乙氧基硅烷的质量比为1:6:-0.3；步骤d2、将经过步骤d1制成的中间产物、杯咔唑、叔丁基醇钾加入到n-甲基吡咯烷酮中，在90℃下搅拌反应5小时，后离心，用水洗涤6次后，置于真空干燥箱90℃下干燥至恒重，得到改性硅藻土；所述中间产物、杯咔唑、叔丁基醇钾、n-甲基吡咯烷酮的质量比为1:0.2:0.2:6。一种所述环保硅藻泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，加入到高速分散机中，在转速为1200r/min下搅拌30min，得到成品环保硅藻泥。对比例1本例提供一种环保硅藻泥，其配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是用硅藻土代替改性硅藻土。对比例2本例提供一种环保硅藻泥，其配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是用ti-nd-o代替表面修饰ti-nd-o。对比例3本例提供一种环保硅藻泥，其配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加黑磷量子点。对比例4本例提供一种环保硅藻泥，其配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加坡缕石粉和伊利石粉。将上述实施例和对比例的甲醛净化性能和甲醛净化效果持久性按照jc/t2177-2013《硅藻泥装饰壁材》进行相关性能测试，测试结果见表1。表1项目甲醛净化性能甲醛净化效果持久性单位％％实施例19790实施例29892实施例39892实施例49994实施例59995对比例19080对比例28978对比例39281对比例49588从表1可以看出，本发明实施例所述的环保硅藻泥较对比例环保硅藻泥具有更好的甲醛净化性能和甲醛净化效果持久性，这是各组分协同作用的结果。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。当前第1页12