一种碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料及其制备方法，所述碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料按照质量份数包括：15～35份硅藻土、20～40份重质碳酸钙、8～20份灰钙粉、8～20份石英砂、2～5份纳米二氧化钛、1～4份负离子粉、0.5～2.5份纤维素醚、0.1～0.5份预糊化淀粉和0.1～2份碳纤维。本发明专利技术不含有害的挥发性有机化合物及游离甲醛，利用生物可再生胶粘剂纤维素醚和预糊化淀粉相互配合，增强了粘结强度，并通过碳纤维提高了抗裂、抗静电及防尘性能，其综合性能优于现有的硅藻泥材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料及其制备方法。
技术介绍
传统的墙面装饰材料，存在着易燃、发霉、脱落等安全隐患，其甲醇、苯、重金属、氨等有毒害物质的含量也有存在超标的风险，所以逐渐为硅藻泥材料所代替。公开号为CN104725901A的中国专利文献公开了一种硅藻泥及其生产方法，该硅藻泥材料由硅藻土、无机色粉、食品纤维素、无机胶和白砂制成，其采用的无机胶虽然具有无公害，毒性小，不燃烧、抗老化、耐高温的优点，但不耐酸、碱，耐水性也较差，不耐冲击，更不具备抗静电、防尘的功能。公开号为CN101704656A的中国专利文献公开了一种内墙涂料组合物，该内墙涂料组合物由硅藻土、固化材料、功能辅助材料、骨架材料、麻纤维和钛白粉制成，其中固化材料采用贝壳粉或贝壳粉与4A沸石粉的混合物；功能辅助材料透气性的干酪素和海藻胶粉的混合物；骨架材料为白云石砂，虽然完全由天然素材构成，但其耐久性差、粘接强度低，同时也不具备抗静电、防尘的功能。因此，仍需要现有的硅藻泥材料做出进一步的改进，在环保无污染的前提下，进一步增强其耐碱性、粘接强度、耐久性及抗静电、防尘能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗裂性强、粘接性高、耐久性强、不含有害物质及游离甲醛的碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料及其制备方法，具有净化空气、调节湿度、耐碱性、粘接强度高、抗静电、防尘的功能，其性能指标满足JC/T2177-2013《硅藻泥装饰壁材》的要求。为实现上述目的，本专利技术提供了一种碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料。具体地，所述碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料按照质量份数包括：15～35份硅藻土、20～40份重质碳酸钙、8～20份灰钙粉、8～20份石英砂、2～5份纳米二氧化钛、1～4份负离子粉、0.5～2.5份纤维素醚、0.1～0.5份预糊化淀粉和0.1～2份碳纤维。优选地，所述碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料按照质量份数包括：20～30份硅藻土、25～35份重质碳酸钙、14～18份灰钙粉、14～16份石英砂、3～4份纳米二氧化钛、2～3份负离子粉、1～2份纤维素醚、0.2～0.4份预糊化淀粉和0.15～0.8份碳纤维。优选地，所述碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料按照质量份数包括：28份硅藻土、30份重质碳酸钙、18份灰钙粉、16份石英砂、3份纳米二氧化钛、3份负离子粉、1.5份纤维素醚、0.3份预糊化淀粉和0.15份碳纤维。优选地，所述硅藻土中二氧化硅含量不少于90％。优选地，所述重质碳酸钙粒径为23～150μm、所述灰钙粉粒径为23～150μm；所述石英砂粒径为150～830μm；所述负离子粉粒径为3.3～13μm；所述预糊化淀粉粒径小于160μm；所述纤维素醚粘度为20000～200000；所述碳纤维直径为10～50μm，长度为2～20mm。优选地，所述纳米二氧化钛为金红石型或锐钛型，以粉体或液体形式存在。优选地，所述碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维或粘胶基碳纤维中的一种。优选地，所述纤维素醚为羧甲基淀粉钠、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。优选地，所述预糊化淀粉为马铃薯淀粉、玉米淀粉或木薯预糊化淀粉中的一种。本专利技术第二方面提供了一种碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料的制备方法。具体地，所述方法包括以下步骤：步骤一、制备混合粉末：将硅藻土、重质碳酸钙、灰钙粉、石英砂、负离子粉、纤维素醚、和预糊化淀粉充分均匀，制得混合粉末；步骤二、制备纳米二氧化钛混合溶液：将纳米二氧化钛和水混合后，在30～60KHz超声分散至均匀；步骤三、制备混合浆料：将步骤一中的混合粉末边搅拌边加至步骤二制得的纳米二氧化钛混合溶液中，充分混匀，制得混合浆料；步骤四、将碳纤维单丝分散开，加入混合浆料中搅拌1～5min，即制得碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料；其中，所述步骤二中水与步骤三中混合粉末的质量比为1：1～2。本专利技术采用预糊化淀粉这种冷水速溶、粘结强度高、价廉物美的纯天然植物绿色胶粘剂，与纤维素醚复配得到新型无机胶凝体系；同时选取碳纤维作为增强纤维，碳纤维作为增强纤维，具有质轻、耐腐蚀、耐老化和良好的吸能减震性能，将碳纤维添加到硅藻泥中，形成均匀分布的三维支撑拉力体系，能有效提高硅藻泥的抗拉强度，减少裂缝产生，达到增强、增韧的效果，碳纤维优良的耐腐蚀性特别适合于高碱含量的硅藻泥制备中，提高材料的耐久性；另外，碳纤维强的导电性也赋予了硅藻泥出色的抗静电、防尘效果。本专利技术具有如下优点：1、本专利技术的碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料，不含有任何有毒物质，通过加入碳纤维提高了抗拉强度和抗裂性，并进一步增强了碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料的抗静电及防尘能力。2、本专利技术利用生物可再生胶粘剂纤维素醚和预糊化淀粉相互配合，增强了胶粘剂保水保湿效果，大幅度提高了胶粘剂粘结强度，增强了碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料的耐碱性、耐水性。3、本专利技术不含有害的挥发性有机化合物及游离甲醛，生产工艺简单，具有阻燃和绿色环保的优点，并通过碳纤维提高了抗裂、抗静电及防尘性能，其综合性能优于现有的硅藻泥材料。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1本实施例的碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料的制备方法，按以下步骤制备：步骤一、制备混合粉末：将28份硅含量为95％的硅藻土、30份粒径23μm的重质碳酸钙、18份粒径60μm的灰钙粉、16份粒径700μm的石英砂、3份粒径8μm的负离子粉、0.5份粘度为30000的羧甲基淀粉钠、1份粘度为60000的羧甲基纤维素钠和0.3份粒径110μm的木薯预糊化淀粉充分均匀，制得混合粉末；步骤二、制备纳米二氧化钛混合溶液：将3份金红石型纳米二氧化钛粉体和水混合后，在55KHz超声分散至均匀；步骤三、制备混合浆料：将步骤一中的混合粉末边搅拌边加至步骤二制得的纳米二氧化钛混合溶液中，充分混匀，制得混合浆料；步骤四、将0.15份直径为20μm，长度为6mm的沥青基碳纤维单丝分散开，加入混合浆料中搅拌3min，即制得碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料；其中，所述步骤二中水与步骤三中混合粉末的质量比为1：1。实施例2本实施例的碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料的制备方法，按以下步骤制备：步骤一、制备混合粉末：将20份硅含量为90％的硅藻土、40份粒径100μm的重质碳酸钙、8份粒径80μm的灰钙粉、18份粒径830μm的石英砂、4份粒径5.5μm的负离子粉、0.5份粘度为20000的羟丙基甲基纤维素和0.3份粒径160μm的玉米淀粉充分均匀，制得混合粉末；步骤二、制备纳米二氧化钛混合溶液：将4份金红石型纳米二氧化钛粉体和水混合后，在45KHz超声分散至均匀；步骤三、制备混合浆料：将步骤一中的混合粉末边搅拌边加至步骤二制得的纳米二氧化钛混合溶液中，充分混匀，制得混合浆料；步骤四、将2份直径为30μm，长度为12mm的聚丙烯腈基碳纤维单丝分散开，加入混合浆料中搅拌2min，即制得碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料；其中，所述步骤二中水与步骤三中混合粉末的质量比为1：2。实施例3本实施例的碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料的制备方法，按以下步骤制备：步骤一、制备混合粉末：将25份硅含量为92％的硅藻土、20份粒径90μm的重质碳酸钙、12份粒径23μm的灰钙粉、8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料，其特征在于：所述碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料按照质量份数包括：15～35份硅藻土、20～40份重质碳酸钙、8～20份灰钙粉、8～20份石英砂、2～5份纳米二氧化钛、1～4份负离子粉、0.5～2.5份纤维素醚、0.1～0.5份预糊化淀粉和0.1～2份碳纤维。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料，其特征在于：所述碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料按照质量份数包括：15～35份硅藻土、20～40份重质碳酸钙、8～20份灰钙粉、8～20份石英砂、2～5份纳米二氧化钛、1～4份负离子粉、0.5～2.5份纤维素醚、0.1～0.5份预糊化淀粉和0.1～2份碳纤维。2.根据权利要求1所述的碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料，其特征在于：所述碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料按照质量份数包括：20～30份硅藻土、25～35份重质碳酸钙、14～18份灰钙粉、14～16份石英砂、3～4份纳米二氧化钛、2～3份负离子粉、1～2份纤维素醚、0.2～0.4份预糊化淀粉和0.15～0.8份碳纤维。3.根据权利要求2所述的碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料，其特征在于：所述碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料按照质量份数包括：28份硅藻土、30份重质碳酸钙、18份灰钙粉、16份石英砂、3份纳米二氧化钛、3份负离子粉、1.5份纤维素醚、0.3份预糊化淀粉和0.15份碳纤维。4.根据权利要求1所述的碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料，其特征在于：所述硅藻土中二氧化硅含量不少于90％。5.根据权利要求1所述的碳纤维增强抗静电型硅藻泥材料，其特征在于：所述重质碳酸钙粒径为23～150μm、所述灰钙粉粒径为23～150μm；所述石英砂粒径为150～830μm；所述负离子粉粒径为3.3～13μm；所述预糊化淀粉粒径小于160μm...

【专利技术属性】
技术研发人员：李绍龙，唐世家，吴沁，
申请(专利权)人：东莞市爱乐居环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44