一种具有抗藻类和抑菌功能的沥青瓦专用彩砂及其制备方法与流程

本发明涉及屋顶防水材料具，具体涉及一种具有抗藻类和抑菌功能的沥青瓦专用彩砂及其制备方法。

背景技术：

1、沥青瓦是应用于建筑屋面防水的一种新型屋面材料，由于其具有以下特点：第一，造型多样，适用范围广；第二，隔热、保温；第三，屋顶承重轻，安全可靠；第四，施工简便，综合成本低；第五，经久耐用，无破碎之忧；第六，造型多样，色彩丰富；第七，防水，耐腐蚀；第八，抗风，防尘自洁，而被广泛应用于建筑屋面防水构造中。

2、沥青瓦是美国人于1901年首次发明使用，1911年在美国的部分地区普遍使用。沥青瓦的前身沥青屋面是类似于沥青防水卷材而铺设于屋顶表面的矿物颗粒。1897年，随着石板颗粒加入到用于铺设屋面防水材料的矿物颗粒中，使得沥青屋面更加耐用。早期的用于铺设沥青屋面的矿物颗粒种类包括云母、牡蛎壳、板岩、白云岩、粉煤灰、硅石和粘土，后来因玄武岩颗粒具有不透色、价格低廉的特点，经过近100年的发展，用于铺设沥青屋面的矿物颗粒已逐步形成为人工玄武岩彩色颗粒(简称玄武岩彩砂)，随之出现了由玄武岩彩砂制备成的沥青瓦，该沥青瓦相较于早期的沥青屋面改善了隔热、防护性能。

3、传统的沥青瓦彩砂是由玄武岩矿物颗粒制备而成，因玄武岩颗粒主要成份为：二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁，还含有少量的氧化钾和氧化钠，因此，传统的沥青瓦在酸雨的长期侵蚀下，其中的碱性化合物(氧化钾、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠)会逐步被酸雨侵蚀，导致沥青瓦粉碎，并逐步粉化。尤其，在海边、湖边等潮湿环境的使用场景中，传统的沥青瓦很容易滋生藻类、菌类等，从而影响其美观性能和使用寿命。另外，由于玄武岩矿藏资源有限，固以玄武岩颗粒为原料制备沥青瓦存在原料供应不足的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种具有抗藻类和抑菌功能的沥青瓦专用彩砂及其制备方法，使用本发明的彩砂制备的沥青瓦与传统沥青瓦相比，在盐碱潮湿、河边湖边地区、屋面的背阴潮湿易积水区域使用时，具有优异的抗藻抑菌作用，即可以有效防止绿藻、海藻等藻类物质的滋生长大，并抑制菌类的滋生，避免由于藻类或菌类滋生对沥青瓦造成的持续性破坏，确保了沥青瓦的长久美观效果，并延长沥青瓦在潮湿使用场景中的使用寿命；石英砂颗粒矿藏丰富，为沥青瓦的制作加工提供充足的原料；本发明的一种具有抗藻类和抑菌功能的沥青瓦专用彩砂的制备方法，操作步骤简单，制备实施可行性高，实用性强。

2、本发明目的之一，提出一种具有抗藻类和抑菌功能的沥青瓦专用彩砂，包括石英砂颗粒，所述的石英砂颗粒外表面从内到外依次包裹有抗藻抑菌显色基础层、抗藻抑菌功能层、抗藻抑菌增强层。

3、优选的技术方案是，所述的石英砂颗粒中二氧化硅的含量≥99.8％，石英砂颗粒的粒径范围为7～16目。

4、进一步优选的技术方案还有，所述的石英砂颗粒重量配比为粒径范围为7～10目的石英砂颗粒20～25％、粒径范围为10～14目的石英砂颗粒50～55％、粒径范围为14～16目的石英砂颗粒20～25％、7目以上筛余质量0～2％。7目以上筛余质量0～2％为粒径大于7目的石英砂颗粒占总石英砂颗粒质量的0～2％。

5、进一步优选的技术方案还有，所述的抗藻抑菌显色基础层由抗藻抑菌显色基础浆料煅烧而成，抗藻抑菌显色基础浆料中各成分的重量配比为色粉1～5％、钛白粉5～10％、泡花碱28～57％、膨润土5％、高岭土30～50％、硼砂2～2.5％；

6、所述的抗藻抑菌功能层由抗藻抑菌功能浆料煅烧而成，抗藻抑菌功能浆料中各成分的重量配比为纳米银粉末1～3％、氧化锌粉末2％、硫酸铜粉末1～3％、膨润土5～8％、余量为水；

7、所述的抗藻抑菌增强层由抗藻抑菌增强浆料固化而成，抗藻抑菌增强浆料中各成分的重量配比为二甲基三乙氧基硅烷1.5～2％、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.5～0.8％、甲基丙二醇5～8％、余量为水。

8、本发明目的之二，提出一种具有抗藻类和抑菌功能的沥青瓦专用彩砂的制备方法，用于制备上述的具有抗藻类和抑菌功能的沥青瓦专用彩砂，包括如下步骤：

9、w1：石英砂颗粒预混料的制备：对石英砂颗粒进行选取和筛分，并将不同粒径的石英砂颗粒按照上述的重量配比混合均匀，得石英砂颗粒预混料；

10、w2：抗藻抑菌显色基础浆料、抗藻抑菌功能浆料、抗藻抑菌增强浆料的制备：

11、抗藻抑菌显色基础浆料的制备，按照上述的抗藻抑菌显色基础浆料中各成分的重量配比，将色粉、钛白粉、泡花碱、膨润土、高岭土和硼砂，加入球磨机中球磨1～2h，得抗藻抑菌显色基础浆料；

12、抗藻抑菌功能浆料的制备，按照上述的抗藻抑菌功能浆料中各成分的重量配比，将纳米银粉末、氧化锌粉末、硫酸铜粉末、膨润土和水，加入砂磨机分散0.5～1h，得抗藻抑菌功能浆料；

13、抗藻抑菌增强浆料的制备，按照上述的抗藻抑菌增强浆料中各成分的重量配比，将二甲基三乙氧基硅烷、十二烷基二甲基苄基氯化铵、甲基丙二醇和水，加入高速分散机中，转速为800～1000r/min，分散30min以上，得抗藻抑菌增强浆料；

14、w3：将步骤w1制备的石英砂颗粒预混料和步骤w2制备的抗藻抑菌显色基础浆料以一定的质量投料比加入滚筒混合炉中，混合30min以上；然后将一定质量的步骤w2制备的抗藻抑菌功能浆料加入滚筒混合炉中，引入热风，烘干至附着有浆料的石英砂颗粒的含水率为1～1.2％；将附着有固化浆料的石英砂颗粒转移至煅烧窑炉内煅烧，控制煅烧温度为800～1000℃，煅烧时间为20～40min，煅烧后送至冷却炉内冷却至60～70℃；将一定质量的步骤w2制备的抗藻抑菌增强浆料喷入冷却炉内，混合30min以上，并晾干，得具有抗藻类和抑菌功能的沥青瓦专用彩砂。

15、优选的技术方案有，所述的步骤w2中，所述的步骤w2中，抗藻抑菌显色基础浆料的800目筛余质量<0.03％，抗藻抑菌功能浆料的800目筛余质量<0.03％。

16、优选的技术方案还有，所述的步骤w3中，石英砂颗粒预混料与抗藻抑菌显色基础浆料的质量投料比为1:0.03～0.05，石英砂颗粒预混料与抗藻抑菌功能浆料的质量投料比为1:0.03～0.05，石英砂颗粒预混料与抗藻抑菌增强浆料的质量投料比为1:0.04～0.08。

17、优选的技术方案还有，所述的步骤w3中，滚筒混合炉中引入热风的温度为150～200℃。

18、本发明的一种具有抗藻类和抑菌功能的沥青瓦专用彩砂所制备的沥青瓦抗藻抑菌机理为：

19、抗藻抑菌显色基础层中的硼砂为弱碱性物质，其与硼酸一样可以破坏菌类的细胞壁，从而起到抑菌作用；

20、抗藻抑菌功能层中：纳米银具有超强的渗透性，对沥青瓦表面较深处滋生的普通细菌、顽固细菌、耐药细菌、真菌、藻类具有良好的杀死作用；硫酸铜是一种普遍应用的杀菌剂，对细胞壁有破坏作用，能抑制藻类生长；

21、抗藻抑菌增强层中的十二烷基二甲基苄基氯化铵属于复合制剂，具有广普的杀菌能力，能有效的渗透细胞壁、分解细胞的dna从而杀死并抑制其繁殖，适用于抑制或杀灭水体系统中的各种藻类和细菌，同时具有高效低毒、自然分解周期短、环境介面友好、处理效能稳定的特点。

22、本发明的优点和有益效果在于：

23、1、本发明的一种具有抗藻类和抑菌功能的沥青瓦专用彩砂，使用本发明的彩砂制备的沥青瓦与传统沥青瓦相比，在盐碱潮湿、河边湖边地区、屋面的背阴潮湿易积水区域使用时，具有优异的抗藻抑菌作用，即可以有效防止绿藻、海藻等藻类物质的滋生长大，并抑制菌类的滋生，避免由于藻类或菌类滋生对沥青瓦造成的持续性破坏，确保了沥青瓦的长久美观效果，并延长了沥青瓦在潮湿使用场景中的使用寿命；石英砂颗粒矿藏丰富，为沥青瓦的制作加工提供充足的原料。

24、2、本发明的一种具有抗藻类和抑菌功能的沥青瓦专用彩砂，抗藻抑菌显色基础层、抗藻抑菌功能层、抗藻抑菌增强层从内到外采用不同的工艺依次包裹于石英砂的外表面，抗藻抑菌显色基础层中的硼砂、抗藻抑菌功能层中的纳米银和硫酸铜、抗藻抑菌增强层中的十二烷基二甲基苄基氯化铵均具有抗藻抑菌作用，从而使得本发明的彩砂具有稳定持久的抗藻抑菌效果，并且采用本发明彩砂制备的沥青瓦同样具有稳定持久的抗藻抑菌效果。

25、3、本发明的一种具有抗藻类和抑菌功能的沥青瓦专用彩砂，石英砂颗粒选取为不同的粒径范围，使得具有抗藻类和抑菌功能的沥青瓦专用彩砂同样具有不同粒径，使用本发明的彩砂制作的沥青瓦，不同粒径的彩砂彼此间能充分自然填充，从而使得沥青瓦具有良好的致密性和质地均匀性，表面光洁度好，从而使得藻类或菌类不容易附着滞留。

26、4、本发明的一种具有抗藻类和抑菌功能的沥青瓦专用彩砂的制备方法，操作步骤简单，制备实施可行性高，实用性强。