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从硅藻涂料看多孔填料的优势
2019年06月11日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:474
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硅藻泥起源于日本,在日本叫“硅藻矿物壁材”,是硅藻涂料中的一种,以硅藻土为主要原料添加多种助剂制备而成。在2003年,硅藻泥开始被引人中国,由于贴上了“纯天然”的标签,因此毫不意外在国内一炮而红。

“纯天然”“无污染”只是它身上的部分特质,得益于硅藻泥的主要成分“硅藻土”,一种生物成因的硅质沉积岩——由古代硅藻死后的骨骼经历了亿万年累积和地质变迁而成,在电子显微镜下,你可以观察到硅藻土上由于藻类前身所具有的特殊多孔构造,它们呈规则整齐的圆形或针形排列,在单位面积上的微孔数量达活性炭的数千倍。

硅藻是最早在地球上出现的一种单细胞藻类生物,被称为海洋的“草原”

一、硅藻土的性质及提纯

托多孔结构的福,硅藻土堆密度可小于0.65g/cm3,孔隙率达85%以上,比表面积在20.0~80.0m2/g之间,吸水率是自身体积的1~3倍,吸附液体的能力极强。但在我国,硅藻土储量虽然丰富,大多数矿床却为二、三级硅藻土,SiO2含量较低,因此必须经提纯处理后,才能达到使用要求,常见的提纯方法如下:

方法

操作

要点

酸浸法

通过使用酸性溶液将矿石中的某些可溶性组分与酸溶液发生化学反应,去除硅藻土中的砂砾杂质,得到纯度较高的硅藻土

需要计算确定酸处理温度、酸处理时间、酸处理的浓度用酸量、酸处理液固比等

焙烧法

6008000℃锻烧温度下去除硅藻土中的有机质和结构水,硅藻土在焙烧过程中要保持焙烧温度的稳定

温度太高会破坏硅藻土的微观结构;温度太低、时间太短,孔道又不会得到良好的疏通

擦洗法

擦洗法将硅藻土原料颗粒打细,根据各矿物性质和颗粒粒度不同,添加助剂增加悬浮性和分散性,使碎屑矿物和黏土矿物与硅藻分离,经过反复搅拌擦洗去除杂质

擦洗的次数越多,精选的效果越好,特别是蒙脱石含量较高的硅藻土

 

二、硅藻土的多功能性

抛却各种花里胡哨的装饰,硅藻土制成的粉体涂料“硅藻泥”的上墙效果,在小编看来颇有一点返朴归真的感觉。再结合现代人所追崇的“自然”、“环保”,由于多孔结构所以具备了净化空气、调节湿度、防火阻燃、吸音降噪、保温隔热、保护视力、墙面自洁、超长寿命等诸多特性和功能的硅藻土,有着乳胶漆和壁纸等传统装饰材料无法比拟的优势。

低调上档次,有一种朴素的美感

1.净化功能

净化功能应该是硅藻泥的头号招牌,但它本身并没有分解甲醛的功能,它只负责吸附有害气体。上文提到,硅藻泥之所以有强大的吸附功能,是因为它具有天然的“分子筛”状孔隙结构,比表面积比活性炭高几千倍。

但是因为每一种硅藻的孔隙率不同,在墙体施工中硅藻泥的掺量也不同所以吸附的有害气体会有一个饱和状态,为了更好地化学分解甲醛,往往还会将可以分解甲醛的化学催化剂负载到硅藻土上,如纳米二氧化钛光触媒材料。同时光触媒还能够抑制细菌生成和病毒活性,以达到净化空气的作用。

光触媒原理

2.调湿功能

硅藻泥因孔隙率高致使不仅可以吸附有害气体还可以随着不同季节和室内空气温湿度的变化来吸收或释放空气中的水汽,自动调节室内空气湿度,避免室内太干燥或是太潮湿。想必在更多人认识到硅藻泥的优点后,它将有希望成为南方继抽湿机后的第二大神器,毕竟梅雨天气带来的痛苦,大家都很懂的。

墙面不吸湿的后果

3.防火阻燃保温隔热功能

多孔隔热材料大多是由固相和气相(气孔)构成的,在热传递过程中,当热量Q从物体高温部分传向低温部分时,由于传递过程中会碰到气孔,因此热量的传递路线分为两条:一条依然通过固体传递,但其传热方向发生了变化,促使其总的传递路线变长,从而使热量的传递速度减缓。另一条路线是通过气孔内气体的传递,在以气体热传导为热量主要传递方式的多孔复合隔热材料的气孔中,气体的导热系数非常低,大大小于固体的导热系数,所以热量通过气孔的阻力较大,这样就减缓的热量的传递速度。

硅藻土的多孔结构

因此,硅藻土的热导率很低,通常在0.008-0.02W/(m.K)之间,导热率与气体相当,而它的熔点可达1000℃以上,而且不产生任何有毒有害气体,因此具有良好的保温隔热性能,隔热效果是同等厚度水泥砂浆的6倍。

4.其他功能

因硅藻泥孔隙率高,所以具有很强的降低噪音的功能,可以有效地吸收吵杂的高频音段,并衰减低频噪声。防霉菌功能;另外,硅藻泥的pH值对霉菌生长有很大影响,弱碱性环境对霉菌生长有一定的抑制作用,强碱性环境能够有效防防止霉菌滋生。而且硅藻泥的色彩柔和,不容易使人产生视觉疲劳,可以保护视力。同时硅藻泥墙面颜色持久、不易褪色、墙面长期如新,增加了墙面的寿命,减少墙面装饰次数,节约了居室成本。

硅藻泥墙面的视觉效果更柔和

资料来源:

硅藻泥在新墙体材料中的应用,周汉章,周锐智,张志会,邱茂生。

硅藻泥涂料的现状和发展趋势。

多孔隔热材料的研究现状与进展,王慧利,邓建国,舒远杰。

粉体圈 作者:小榆

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