一种纳米级硅藻泥复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及硅藻泥，具体领域为一种纳米级硅藻泥复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、室内空气环境包括室内热湿环境和室内空气质量。在我国南方湿热气候地区，较高的室内相对湿度不仅使居住者不舒适，室内还容易滋生霉菌等微生物。室内霉菌不仅影响美观、墙体的耐久性，霉菌孢子还会在空气中飘荡影响室内空气质量，引发居住者哮喘、鼻炎、肺炎等呼吸系统疾病，常见调节室内湿度的方法是使用新风系统、空调等设备，需消耗大量能源。硅藻泥的主要成分是硅藻土，硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，它主要由硅藻的遗骸所组成，硅藻矿物的孔道大小为微米级且孔道较多，其粒子表面具有无数微小的孔穴，规则、整齐地排列成圆形和针形，单位面积上的微细孔数量比木炭还要多出数千倍，这种分子筛结构，使其具有了极强的物理吸附性能和离子交换性能而广泛应用于吸湿材料中，但现有的硅藻泥吸湿材料一般不具备抑菌作用，即使具有较好的吸湿效果但仍然不能减少霉菌的滋生，为此提出一种抑菌效果好的纳米级硅藻泥复合材料及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种纳米级硅藻泥复合材料及其制备方法以解决上述背景技术中提及的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纳米级硅藻泥复合材料，其组成成分及所占重量百分比为：硅藻土60％-70％、纳米氧化镁5％-10％、钒铁渣2％-3％、粘土母粒4％-8％、碳酸钙4％-8％、海藻胶2％-6％、植物纤维2％-6％、其余为去离子水。

3、优选的，一种纳米级硅藻泥复合材料，其组成成分及所占重量百分比为：硅藻土62％-65％、纳米氧化镁6％-8％、钒铁渣2％-3％、粘土母粒5％-7％、碳酸钙5％-7％、海藻胶3％-4％、植物纤维3％-4％、其余为去离子水。

4、优选的，一种纳米级硅藻泥复合材料，其组成成分及所占重量百分比为：硅藻土64％、纳米氧化镁6％、钒铁渣2％、粘土母粒6％、碳酸钙6％、海藻胶3％、植物纤维3％、去离子水10％。

5、优选的，一种纳米级硅藻泥复合材料，所述硅藻土为圆盘藻。

6、优选的，一种纳米级硅藻泥复合材料，所述纳米氧化镁粒径20nm。

7、优选的，所述硅藻土中混合有泥炭藓，其中硅藻土和泥炭藓的重量比为：3-4:1。

8、优选的，一种纳米级硅藻泥复合材料，其制备方法包括如下步骤：

9、步骤1：

10、将硅藻土和泥炭藓烘干并研磨至0.1mm使用；

11、步骤2：

12、将步骤1中的硅藻土、泥炭藓和钒铁渣进行混料；

13、步骤3：

14、将步骤2中的混合料与纳米氧化镁、海藻胶、植物纤维和去离子水进行混料；

15、步骤4：

16、向步骤3中混合料中添加粘土母粒和碳酸钙并混匀。

17、本发明的有益效果是：

18、(1)纳米级硅藻泥复合材料采用纳米氧化镁作为复合材料中主要的抑菌材料，不仅抑菌效果好且抑菌时效长；以钒铁渣作为纳米氧化镁的辅助抑菌料，两者混合使用，其中钒铁渣的主要组成为c2s，纳米氧化镁晶体表面的氧空位可以催化水中的溶解氧，通过单电子还原反应产生具有强氧化性的活性o2－，破坏细菌的细胞成分，从而杀死细菌，同时c2s遇水发生水化反应生成氢氧化钙，其电离出的氢氧根离子能够诱导脂质过氧化反应破坏细胞膜的磷脂成分，并且其碱化作用能破坏蛋白质的离子键进而使酶失活，经钒铁渣、纳米氧化镁处理后菌丝渗漏物核酸量增大，菌丝受到破坏，使菌种细胞内部结构损伤，影响细胞正常代谢从而导致细胞死亡，达到良好的抑菌效果。

19、(2)纳米级硅藻泥复合材料以硅藻土添加泥炭藓为基料，泥炭藓与硅藻土混合共同起到强力有的吸湿作用，可调节室内高湿的环境，保持室内宜居条件的同时，破坏细菌滋生的高湿环境。

20、(3)海藻胶和植物纤维的加入使得复合材料中的基料、抑菌材料和辅料均匀结合，保证复合材料整体的抑菌效果稳定性。

21、下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

22、实施例1：

23、一种纳米级硅藻泥复合材料，其制备方法包括如下步骤：

24、步骤1：

25、将硅藻土45份和泥炭藓15份烘干并研磨至0.1mm使用；

26、步骤2：

27、将步骤1中的硅藻土、泥炭藓和钒铁渣2份进行混料；

28、步骤3：

29、将步骤2中的混合料与纳米氧化镁5份、海藻胶2份、植物纤维2份和去离子水21份进行混料；

30、步骤4：

31、向步骤3中混合料中添加粘土母粒4份和碳酸钙4份并混匀。

32、实施例2：

33、一种纳米级硅藻泥复合材料，其制备方法包括如下步骤：

34、步骤1：

35、将硅藻土48份和泥炭藓14份烘干并研磨至0.1mm使用；

36、步骤2：

37、将步骤1中的硅藻土、泥炭藓和钒铁渣2份进行混料；

38、步骤3：

39、将步骤2中的混合料与纳米氧化镁6份、海藻胶3份、植物纤维3份和去离子水14份进行混料；

40、步骤4：

41、向步骤3中混合料中添加粘土母粒5份和碳酸钙5份并混匀。

42、实施例3：

43、一种纳米级硅藻泥复合材料，其制备方法包括如下步骤：

44、步骤1：

45、将硅藻土48份和泥炭藓16份烘干并研磨至0.1mm使用；

46、步骤2：

47、将步骤1中的硅藻土、泥炭藓和钒铁渣2份进行混料；

48、步骤3：

49、将步骤2中的混合料与纳米氧化镁6份、海藻胶3份、植物纤维3份和去离子水10份进行混料；

50、步骤4：

51、向步骤3中混合料中添加粘土母粒5份和碳酸钙5份并混匀。

52、实施例4：

53、一种纳米级硅藻泥复合材料，其制备方法包括如下步骤：

54、步骤1：

55、将硅藻土49份和泥炭藓14份烘干并研磨至0.1mm使用；

56、步骤2：

57、将步骤1中的硅藻土、泥炭藓和钒铁渣2份进行混料；

58、步骤3：

59、将步骤2中的混合料与纳米氧化镁6份、海藻胶3份、植物纤维3份和去离子水11份进行混料；

60、步骤4：

61、向步骤3中混合料中添加粘土母粒6份和碳酸钙6份并混匀。

62、实施例5：

63、一种纳米级硅藻泥复合材料，其制备方法包括如下步骤：

64、步骤1：

65、将硅藻土52.5份和泥炭藓17.5份烘干并研磨至0.1mm使用；

66、步骤2：

67、将步骤1中的硅藻土、泥炭藓和钒铁渣2份进行混料；

68、步骤3：

69、将步骤2中的混合料与纳米氧化镁6份、海藻胶3份、植物纤维3份和去离子水11份进行混料；

70、步骤4：

71、向步骤3中混合料中添加粘土母粒4份和碳酸钙4份并混匀。

72、对比例1：

73、一种纳米级硅藻泥复合材料，其制备方法包括如下步骤：

74、步骤1：

75、将硅藻土70份烘干并研磨至0.1mm使用；

76、步骤2：

77、将步骤1中的硅藻土、泥炭藓和钒铁渣2份进行混料；

78、步骤3：

79、将步骤2中的混合料与纳米氧化镁6份、海藻胶3份、植物纤维3份和去离子水11份进行混料；

80、步骤4：

81、向步骤3中混合料中添加粘土母粒4份和碳酸钙4份并混匀。

82、对比例1与实施例5的不同之处在于硅藻土中不混入泥炭藓。

83、对比例2：

84、一种纳米级硅藻泥复合材料，其制备方法包括如下步骤：

85、步骤1：

86、将硅藻土52.5份和泥炭藓17.5份烘干并研磨至0.1mm使用；

87、步骤2：

88、将步骤1中的硅藻土、泥炭藓进行混料；

89、步骤3：

90、将步骤2中的混合料与纳米氧化镁6份、海藻胶3份、植物纤维3份和去离子水13份进行混料；

91、步骤4：

92、向步骤3中混合料中添加粘土母粒4份和碳酸钙4份并混匀。

93、对比例2与实施例5的不同之处在于原料中不添加钒铁渣。

94、对比例3：

95、一种纳米级硅藻泥复合材料，其制备方法包括如下步骤：

96、步骤1：

97、将硅藻土52.5份和泥炭藓17.5份烘干并研磨至0.1mm使用；

98、步骤2：

99、将步骤1中的硅藻土、泥炭藓和钒铁渣2份进行混料；

100、步骤3：

101、将步骤2中的混合料与氧化镁6份、海藻胶3份、植物纤维3份和去离子水11份进行混料；

102、步骤4：

103、向步骤3中混合料中添加粘土母粒4份和碳酸钙4份并混匀。

104、对比例3与实施例5的不同之处在于原料中的氧化镁粒径为毫米级。

105、对比例4：

106、一种纳米级硅藻泥复合材料，其制备方法包括如下步骤：

107、步骤1：

108、将硅藻土52.5份和泥炭藓17.5份烘干并研磨至0.1mm使用；

109、步骤2：

110、将步骤1中的硅藻土、泥炭藓和钒铁渣2份进行混料；

111、步骤3：

112、将步骤2中的混合料与纳米氧化镁6份和去离子水17份进行混料；

113、步骤4：

114、向步骤3中混合料中添加粘土母粒4份和碳酸钙4份并混匀。

115、对比例4与实施例5的不同之处在于原料中不添加海藻胶和植物纤维。

116、将实施例1-5及对比例1-4制备的硅藻泥复合材料进行抑菌性能测试，结果如下：

117、将以上9组硅藻泥复合材料在灭菌后分别等量加入培养皿中构成9组不同的培养基。待培养基凝固后，用移液枪分别在每个培养皿中接种1ml宛氏拟青霉、1ml出芽短梗霉和1ml黄曲霉孢子悬液，并用涂抹棒涂抹均匀，晾干后用封口膜封好，放入霉菌培养箱中在28℃、相对湿度90％条件下培养28d。每天观察一次，并记录孢子萌发状态，采用霉菌孢子萌发时间t(d)评价抑菌效果。

118、 宛氏拟青霉 出芽短梗霉 黄曲霉 实施例1 16d 15d 10d 实施例2 17d 16d 12d 实施例3 18d 16d 12d 实施例4 16d 16d 11d 实施例5 16d 15d 11d 对比例1 8d 7d 4d 对比例2 9d 7d 4d 对比例3 11d 11d 7d 对比例4 7d 7d 3d

119、实施例1-5所制备的硅藻泥复合材料相对于对比例1-4所制备的硅藻泥复合材料具有明显的、更好的抑菌效果。

120、尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种纳米级硅藻泥复合材料，其特征在于：其组成成分及所占重量百分比为：硅藻土60％-70％、纳米氧化镁5％-10％、钒铁渣2％-3％、粘土母粒4％-8％、碳酸钙4％-8％、海藻胶2％-6％、植物纤维2％-6％、其余为去离子水。

2.根据权利要求1所述的一种纳米级硅藻泥复合材料，其特征在于：其组成成分及所占重量百分比为：硅藻土62％-65％、纳米氧化镁6％-8％、钒铁渣2％-3％、粘土母粒5％-7％、碳酸钙5％-7％、海藻胶3％-4％、植物纤维3％-4％、其余为去离子水。

3.根据权利要求2所述的一种纳米级硅藻泥复合材料，其特征在于：其组成成分及所占重量百分比为：硅藻土64％、纳米氧化镁6％、钒铁渣2％、粘土母粒6％、碳酸钙6％、海藻胶3％、植物纤维3％、去离子水10％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种纳米级硅藻泥复合材料，其特征在于：所述硅藻土为圆盘藻。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种纳米级硅藻泥复合材料，其特征在于：所述纳米氧化镁粒径20nm。

6.根据权利要求4所述的一种纳米级硅藻泥复合材料，其特征在于：所述硅藻土中混合有泥炭藓，其中硅藻土和泥炭藓的重量比为：3-4:1。

7.根据权利要求6所述的一种纳米级硅藻泥复合材料，其特征在于：其制备方法包括如下步骤：

技术总结
本发明属于硅藻泥技术领域，具体涉及一种纳米级硅藻泥复合材料及其制备方法，其原料组成为：硅藻土60％‑70％、纳米氧化镁5％‑10％、钒铁渣2％‑3％、粘土母粒4％‑8％、碳酸钙4％‑8％、海藻胶2％‑6％、植物纤维2％‑6％、其余为去离子水。纳米级硅藻泥复合材料以硅藻土添加泥炭藓为基料，泥炭藓与硅藻土混合共同起到强力有的吸湿作用，可调节室内高湿的环境，保持室内宜居条件的同时，破坏细菌滋生的高湿环境。海藻胶和植物纤维的加入使得复合材料中的基料、抑菌材料和辅料均匀结合，保证复合材料整体的抑菌效果稳定性。采用纳米氧化镁作为复合材料中主要的抑菌材料，不仅抑菌效果好且抑菌时效长；以钒铁渣作为纳米氧化镁的辅助抑菌料，两者混合使用，具有更好的抑菌效果。

技术研发人员：李娟,俞梦孙,杨炳忻,宋同文
受保护的技术使用者：钱派新材料（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23