牡蛎壳改性硅藻泥的性能研究*

倪宁宁，江来金，黄　榕，谢红璐

(宁德师范学院化学系，福建　宁德　352100)



牡蛎壳改性硅藻泥的性能研究*

倪宁宁，江来金，黄榕，谢红璐

(宁德师范学院化学系，福建宁德352100)

硅藻泥是在乳胶漆、壁纸之后出现的新型装饰壁材，由于原料取自硅藻，具有丰富的特性和功能。以滑石粉涂料作参照，测试了牡蛎壳改性硅藻泥壁材的性能，结果表明：相同条件下，改性硅藻泥保持室内温度和湿度趋于恒定，受外界影响较小，而滑石粉涂料变化幅度明显较大；经24 h测试，改性硅藻泥对室内甲醛吸收较为完全，而滑石粉涂料对甲醛无明显吸收。

硅藻泥；改性；牡蛎壳；壁材

硅藻泥是以多孔硅质矿物硅藻土为基料[1]，与无机、有机或生物质原料混合而得的一种装饰壁材[2-3]。其突出特点是吸附能力强，与墙面结合牢固[4-5]；原料采用硅藻土，壁材环保性能好[6]；适应于不同结构和混合组分，硅藻泥还会产生调温、调湿、吸附甲醛等性能[7-9]。因而在壁材开发方面，硅藻泥较传统乳胶漆、壁纸等产品更具优势，市场份额日益增加，成为内墙装饰市场上的新一代涂装材料。

牡蛎壳成分以碳酸钙为主，含有丰富的甲壳素，有利于提高硅藻泥的吸附和除甲醛性能。同时，牡蛎壳也是沿海地区重要的废弃生物质资源，其吸附和复合性能等方面的应用潜力正引起行业研发者的关注[10-11]。滑石粉涂料是一种传统内墙壁材，特点是配方简单、吸附性强，但其调温调湿性和环保性存在问题。探讨牡蛎壳加入硅藻泥配方后的改性性能，包括温度和湿度的调节性能和甲醛吸附性能，并与滑石粉涂料进行对比，以了解牡蛎壳改性硅藻泥作为装饰壁材应用的基本特性。

1　实　验

1.1实验原料

牡蛎壳，晒干研磨成粉，福建宁德海产；硅藻土、滑石粉、熟胶粉及其它助剂，市售。

1.2试样制备

牡蛎壳改性硅藻泥：将牡蛎壳与硅藻土及其它无机矿物按一定比例混合，制成硅藻泥粉体材料；加润湿剂、分散剂等助剂及去离子搅拌均匀。

滑石粉涂料：将熟胶粉用去离子水稀释30～40倍，然后与滑石粉按1:2重量比混合均匀。

1.3测试方法

测试准备：在两个房间内墙上分别涂装牡蛎壳改性硅藻泥(1#)和滑石粉涂料(2#)。

调温测试：用空调调整待测房间温度为25 ℃，然后关闭空调，分别测定24 h内待测房间的温度变化。

调湿测试：调整待测试样房间湿度为一致，分别测定24 h内待测房间的湿度变化。

甲醛测试：在待测房间置入等同的E2级人造板，分别测定24 h内待测房间的甲醛浓度变化。

2　结果与讨论

2.1调温性能

硅藻土是硅藻泥的主要成分，其导热系数与国标中保温材料的导热系数0.12 W/(m·K)较为接近，远小于混凝土的导热系数，因而散热速率很小。图1数据显示，由于室外温度较低，1#和2#两个房间温度均出现了快速下降，其中1#温度下降较缓；12 h后，1#温度保持平稳，基本维持在17 ℃左右，2#温度则出现较为明显的波动。这表明改性硅藻泥对室内温度的调节属于保温性质，在室内外温差较大情况下，能够维持室内温度的相对稳定。

图1　改性硅藻泥调温性能

2.2调湿性能

图2给出了室内湿度随时间的变化情况。在24 h内，1#湿度不断下降，且越来越缓，2#湿度下降有限，且随着室内温度变化而起伏，表明1#具有较好的调湿性能。硅藻泥内的硅藻土等矿物质大都是多孔疏松结构，比表面积大，易于吸附水分子。当室内湿度较高时，吸附平衡向吸收水分方向移动，水分被吸收并贮存；当湿度较低时，吸附平衡倾向于放出水分，这样室内湿度始终保持在适当水平，对人的健康和起居十分有益。

图2　改性硅藻泥调湿性能

2.3除甲醛性能

甲醛对人体呼吸道和神经系统存在危害，甲醛含量已成为室内装修壁材的一个重要质量指标。硅藻泥多孔结构的孔径与甲醛分子基本相当，对甲醛分子具有较强的吸附性。图3所示，1#在6 h后，室内甲醛浓度大幅下降到极低水平，直到24 h，甲醛浓度始终处于该水平之下，2#则没有吸附能力，甲醛浓度一直维持在较高水平。硅藻泥吸附性能受制于孔隙数量，当甲醛吸附达到饱和时，牡蛎壳中的甲壳素能够进一步分解甲醛，使甲醛浓度有效下降。

图3　改性硅藻泥除甲醛性能

3　结　论

牡蛎壳改性硅藻泥具有良好的调温、调湿和除甲醛性能。在24 h测试范围内，硅藻泥借助自身导热和吸附特性保持了室内温度和湿度的相对恒定，同时对甲醛具有较好的吸附性，牡蛎壳的加入在硅藻泥吸附达到饱和时可进一步分解甲醛。

[1]静石.新型室内墙壁饰面材料——盐湖硅藻泥[J].室内设计与装修,2004(4):102.

[2]周广德.多聚胶粉与生态粉末涂料的研究与应用[J].中国建材科技,2009(3):4-7.

[3]肖涛.浅析装饰新材料新工艺[J].建筑·建材·装饰,2015(7):9-10.

[4]汪培杰.一种新型硅藻泥底粉[P].中国,201510243365.1, 2015-05-14.

[5]马洪顺.一种用于硅藻泥涂层的基层材料[P].中国,201510421257.9, 2015-07-17.

[6]郭超,孙顺杰,焦钰钰,等.浅析硅藻泥装饰壁材可操作时间的影响因素[J].涂料技术与文摘, 2015(7):18-20.

[7]施恩斌,朱华,陈晓龙.硅藻土负载改性纳米二氧化钛制备硅藻泥及其性能研究[J].新型建筑材料,2014,(12):84-88.

[8]胡世所.一种能够分解甲醛的硅藻泥涂料[P].中国,201510256683.1, 2015-05-18.

[9]孙远慧.一种液体硅藻泥[P].中国，201510034960.4, 2015-01-25.

[10]李乐凡,曾宗强,汪志芬,等.天然橡胶/牡蛎壳粉复合材料的硫化特性[J].热带生物学报, 2015(3):242-245.

[11]赵娟,李远文,杨耐德,等. 改性牡蛎壳对废水中磷吸附性能的研究[J].化工新型材料, 2014(3):154-156.

Properties of Diatom Mud Modified Oyster Shell*

NI Ning-ning, JIANG Lai-jin, HUANG Rong, XIE Hong-lu

(Department of Chemistry, Ningde Normal University, Fujian Ningde 352100, China)

Diatom mud is a kind of new decorative wall material after the emergence of paint and wallpaper, and has a wealth of features and functions since the material is taken from diatoms. Compared with talcum powder coatings, the performance of the diatom mud wall material modified oyster shell was investigated. The results showed that under the same conditions, the indoor temperature and humidity in diatom mud modified tended to keep constant, less affected by the outside world, and that in talc coating had a significantly larger change range. After the test for 24 h, the indoor formaldehyde was absorbed more completely by diatom mud modified, and had no significant absorption by talc coating formaldehyde.

diatom mud; modification; oyster shell; wall material

福建省“大学生创新创业训练计划”项目(201510398040)。

倪宁宁(1994-)，女，宁德师范学院化学系应用化学专业2013级本科生。

TU56+4.5

A

1001-9677(2016)013-0076-02