(中國粉體技術網/班建偉)我國擁有豐富的硅藻土資源,并且是人口大國,住房市場供需兩旺,當前正處于全民奔小康、老舊住房拆遷、改造、裝修升級的歷史機遇期,具有開發硅藻土基生態壁材的市場優勢和資源條件。鑒于硅藻土是優質的裝飾裝修壁材原材料,建議國家相關部門在硅藻土資源綜合利用方面進行規劃并加以規范和保護。據稱,在日本硅藻土的21%用于建筑材料工業,11%用于耐火材料,33%用于載體、填料等。根據我國硅藻土礦藏的特點,拓寬其在壁材市場的應用空間更符合環保、低碳、節能的開發宗旨。
1 硅藻土礦物特征
硅藻土是由硅藻的細胞壁沉積而成的,通常呈淡黃色或淺灰色,多孔性,孔隙度90%~92%,其超微細孔比活性碳高出5000~6000 倍。主要成分是蛋白石,富含多種有益礦物質,質地輕而軟、有粗糙感和強吸水性。常用于制備硅藻土保溫磚、隔音材料、助濾劑、儲糧防蟲劑、填料以及催化劑載體等材料。
硅藻的種屬很多,常見的有圓篩藻、直鏈藻、冠盤藻、卵形藻、桅桿藻、小環藻等。圖1、圖2 是煅燒后常見的圓盤藻和直鏈藻形貌圖。硅藻土礦的形成經歷了漫長的地質年代, 除含有大量的硅藻體外,還含有很多雜質,常見的有石英、黏土、鐵質礦物、碳酸鹽、硫酸鹽、火山灰等雜質。硅藻土中硅藻含量越多,雜質越少,顏色越白,質地越輕。其化學成分主要是SiO2,在結構上是無定形的,非晶態的,又稱蛋白石。所含雜質主要是少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5 和有機質等。我國的硅藻土資源豐富,主要集中在東部及西南地區。
硅藻土是一種天然的無機礦物質原料,細膩,無毒,具有良好的吸附性,在化妝品領域可以安全地用于去除死皮、去除油脂、潔凈皮膚。作為裝飾裝修壁材可以安全地用于家庭、學校、醫院、博物館、圖書館等需要保持濕度和空氣清新的公共活動場所,不會揮發出甲醛、苯、VOC 等有害物質,對于敏感人群也幾乎沒有任何毒副作用,其環保性能是一般的使用化學助劑制備的涂料、板材無法比擬的,屬于裝修材料中的高端產品。
2 國內外硅藻土制品現狀
世界硅藻土資源儲量l8.42 億~20 億噸, 遠景儲量35.73 億噸。我國已發現硅藻土礦70 余處,分布在l4 個省市自治區,已探明儲量4.06 億噸,遠景儲量超過20 億噸。吉林長白、內蒙、廣東徐聞、云南騰沖4 處為優質硅藻土礦。但是我國大多硅藻土礦石以含黏土硅藻和黏土質硅藻土為主,品級較差,特別是優質的Ⅰ、Ⅱ級品較少。目前,國外的硅藻土主要用作助濾劑,用于食品、醫藥、水、精細化工產品的過濾;或用作填料,用于生產油漆、塑料的填料和炸藥的吸收劑;或用作建材和保溫絕熱材料,用于生產隔熱磚、硅酸鈣制品、粉料、硅鈣板、水泥添加劑、泡沫玻璃、輕質骨料、瀝青路面混合料添加劑、硅藻土壁材等產品的生產。
我國當前主要將硅藻土用于開發水泥混合材料、保溫材料、助濾劑、功能填料、釩催化劑載體、吸附劑、農藥載體、微孔玻璃、各類填料(塑料、化肥、橡膠、磨擦材料)、飼料填加劑等,已經得到推廣應用的產品是瀝青改性劑和新型墻體材料。
目前,我國的建材行業標準《硅藻泥裝飾壁材》已經頒布實施,硅藻土基涂料已經逐步進入裝飾裝修材料市場,但采用硅藻土生產的無釉內墻磚和釉面磚在研發之中,但投放市場的產品還不多見。國內的一些高校和研發機構也在加緊將硅藻土應用的研發和攻關工作,比如研究牙科用的陶瓷材料、儲量害蟲防治、工業廢水凈化、吸附重金屬離子、作為抗菌劑載體和制備生態建材等。
3 硅藻土基生態壁材的主要功能
鑒于住宅裝修時大量使用乳膠漆、膠合板、油漆等含有化學物質的裝飾裝修材料而引發的較為嚴重的“室內裝修污染綜合征”,國內外都已經認識到開發環保無污染裝飾裝修材料的必要性、緊迫性。如果能夠在硅藻土壁材的配方設計、生產、供應施工和使用等各個環節做到保質保量,則硅藻土基壁材將具備以下優異性能:
1)降解有害物質。硅藻土基壁材具有的高孔隙率結構使其能有效吸附凈化室內空氣中的甲醛、氨、苯等有害物質,其凈化空氣的能力安全、持久、可靠。
2)祛除異味。硅藻土基壁材具有的微細多孔結構能吸附室內空氣中的異味,長期保持室內空氣清新,并保持墻面清潔。家中即使有吸煙者,也不會引起墻壁發黃或長時間煙霧彌漫。
3)調節濕度。當室內濕度較大時,硅藻土基壁材上的超微細孔能夠吸收空氣中的水分并儲存起來,防止發霉;當室內空氣中的水分減少、濕度下降時,硅藻土基壁材又能夠將儲存在超微細孔中的水分釋放出來增加濕度,呈現出良好的調濕功能。
4)隔音降噪。硅藻土的多孔結構使其具有良好的隔聲降噪效果。
5)保溫隔熱。硅藻土為無機多孔不燃材料,具有良好的保溫隔熱性能,常被用于制造保溫隔熱磚,所以硅藻土基壁材具有阻燃性和隔熱、保溫、耐火性能, 有助于提高室內的夏季制冷和冬季采暖效率,節約能源。
6)殺菌抗菌。通過添加納米銀離子、銅離子、鋅離子抗菌劑和二氧化鈦光催化抗菌劑之后,硅藻土基裝飾裝修材料具有殺菌抗菌功能,能夠吸收和分解部分導致人體過敏的物質,可有效防毒和抑制螨蟲生存,對一些哮喘、過敏、花粉癥、化學物質過敏,失眠癥患者有保健功效。硅藻土基裝飾裝修材料還具有一定的氧化力,能破壞細菌的細胞壁殺死細菌并使細菌體分解,抑制病毒活性,滅菌能力達99%。
7)治療保健。通過添加電氣石、托馬琳礦石粉使硅藻土壁材具有放射遠紅外線和產生負離子的功效。
這種硅藻土壁材裝飾的居室通過常溫放射遠紅外線,有利于調節人體微循環,促進新陳代謝,提高免疫功能,緩解痙攣,消炎鎮痛,提高人們的睡眠質量的作用。帶負電荷的小粒徑空氣負離子又稱“空氣維生素”。
4 硅藻土基生態壁材的發展趨勢
硅藻土基生態壁材必將成為市場選擇的產品,但是硅藻土基壁材要想達到較好的吸附凈化室內空氣的功能,硅藻土含量必須達到較高的比例,施工層也須達到一定的厚度。如果添加了較多的樹脂和黏結助劑,則涂料與墻壁的黏合強度高,結合牢固,但其環保性能將受到很大影響。所以硅藻土基壁材施工層厚度宜厚不宜薄,造價偏高,且多為田園風格的粗曠美,而不適宜裝飾裝修的精細、薄層、低造價。當前市場上的硅藻泥品牌有幾十個,其中有為了占領市場而降低成本、減少硅藻土含量、增加乳膠粉、添加較多無機非硅藻土非環保功能材料的現象。因此,硅藻土基生態壁材的研究方向是提高與墻壁的結合強度,減薄施工層厚度,降低造價。
因為硅藻土涂料是以干粉狀態的半成品交貨的,要以科學的施工手法和合適的施工厚度來幫助其實現生態環保性能,這需要產、供、銷、施工每個環節都做到誠信服務來保證產品質量和效果。如果將硅藻土基材料制成燒結的壁掛薄板,其生產工序及工藝參數一旦確定不會輕易更改,即壁材的半成品質量容易受到監控并得到保證,施工過程相對簡單并且清潔,其生態環保性能更能得到保證。
目前,我們課題組正在研制低溫燒成的環保功能性硅藻土基內墻薄板,以硅藻土為主要原材料,少量添加一些燒結助劑和功能組分,半干壓成型后經干燥、燒結而成。這種薄板可以直接施工使用或與一些板材復合后使用。相信這種壁材投放市場之后將會受到到一些追求健康、環保、節能等高端客戶的青睞。
?歡迎進入【粉體論壇】
|