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浅谈硅藻泥配方的设计原则

2017-01-18   来源:中华硅藻泥网   作者/编辑:西米露      浏览次数:563

硅藻泥的配方设计应充分考虑作为装饰材料的施工、使用、装饰、环保与健康的要求。依据要求来选择原材料,并确定其配比。在设计配比时应各种性能兼顾,不能顾此失彼。

硅藻泥的配方设计应充分考虑作为装饰材料的施工、使用、装饰、环保与健康的要求。依据要求来选择原材料,并确定其配比。在设计配比时应各种性能兼顾,不能顾此失彼。

硅藻泥的配方组成基本上是要符合无机粉体墙面装饰涂料设计原则。硅藻泥的配方设计组成应包括四大部分:胶凝材料(或粘结材料)、硅藻土材料、其他颜填料和适量添加剂。

(1)常用胶凝材料选择

硅藻泥作为墙面装饰涂层材料首先要保证其具有较好的粘结性能,这样才能“上墙”,所以粘接材料是必须的。在乳胶涂料中,粘结材料或成膜物质是高分子树脂;在硅藻泥产品中粘结材料是无机胶凝材料,包括:石灰、白水泥、石膏或其他活性矿物材料等等。选用石灰或白水泥作为粘结材料具有形成碱性环境、环保等特点,但应注意完全硬化时间长、易开裂、施工窗口期短等问题,当然可以通过添加适当的助剂来解决。

白水泥是水硬性材料,通过水化反应形成稳定的硅酸盐物质而成型,其水化反应完全硬化,达到最大强度应在28天以上。用其做胶凝材料,优点在于环保性、抗菌防霉性能好。

石灰是气硬性胶凝材料,通过吸收空气中的二氧化碳、水蒸汽而硬化成型。完全达到硬化需一定时间。其优点在于在一定时间内能够吸收空气中二氧化碳,有益于室内环境的改善;其强碱性也有益于装饰层的抗菌、防霉性能。

石膏是气硬性胶凝材料,在空气中吸收水分而硬化。无水石膏和半水石膏在吸收水分结晶形成二水石膏,二水石膏形成针状结晶体,胶结成型后多孔,本身具有很好的湿度调节作用。

选择不同的胶凝材料配制的硅藻泥装饰壁材性能会有区别。目前市场品牌较好的企业多选择优质石灰和优质白水泥作为胶凝材料。

(2)硅藻土材料

硅藻泥装饰壁材的主要特性来源于硅藻土。硅藻泥装饰壁材由于其组成中有大量的硅藻土,使其表面和内部具有丰富微孔道才使其具备了调湿特性、空气净化功能。在设计硅藻泥的配方时,硅藻土的选用尤为重要。当然多孔矿物材料很多,硅藻土只是其中一种,且由于其综合性能优异,所以被选作墙材配方设计的主要功能材料之一。

硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩,主要由古代硅藻遗体组成,其化学成份主要是SiO2,含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5和有机质。硅藻土中的硅藻有许多不同的形状,如圆盘状、针状、筒状、羽状等。松散密度为0.3g/cm3~0.5g/cm3,孔隙率达80%~90%,能吸收其本身重量1.5~4倍的水,是热、电、声的不良导体。在选择硅藻土时应注意其白度、密度、微孔孔径分布。

硅藻土在开采后一般需要进行加工。硅藻土选矿的目的是要除去其中泥砂、碎屑及铁、铝等杂质,使硅藻富集。一般是采用重力选矿方法,分为干式和湿式两种。干式分选是采用空气分离机等除掉脉石,或采用旋转式干燥机除掉有机物、易挥发物和水分,主要用于高品位矿石;湿法分选是采用水力旋流器等除掉密度较大的脉石杂质,主要用于低品位矿。

通常硅藻土选矿加工流程为:原矿、一段磨矿及干燥、二段磨矿及干燥、预分选、旋流器分离、粉状产品。若需要进一步加工则送回转窑煅烧(加熔剂或不加熔剂)、磨矿冷却、分选分级—填料级或助滤剂级产品。

天然的硅藻土也可用硫酸和盐酸等进行化学除杂,但成本高、产生废液需要经过处理,防止环境污染。

天然硅藻土经过除杂,除去部分金属后,加入碳酸钠和氯化钠在高温下烧结,表面部分无定形硅生成偏硅酸钠,三氧化二铁生成硅酸钠铁复盐,三氧化二铝生成偏硅酸钠。除了具有扩孔作用外,还起到改色作用。但是就纳米级微孔道在烧结前后的变化研究未见详细报道。

具有发达的微孔直径在3nm~6nm的硅藻土更适宜于作为壁材使用。这样的孔道直径有利于水分子的吸附和释放,有利于甲醛等有害物质的吸附。

(3)填料和颜料

在硅藻泥壁材的配方中,硅藻土是重要的组成部分,是功能性填料。根据涂层材料的使用性能、施工性能的要求,除了胶凝材料和硅藻材料之外,应有其他填料加入,以调节硅藻泥的性能。

常用的填料包括适量细度的其他矿物填料,如:灰钙粉、细彩砂、石英砂等等。这些填料应依据花色肌理适量加入,不能影响硅藻泥的其他性能,如:触摸感、调湿性能、吸附净化性能等等。填料的细度应依据所做涂层图案肌理要求而定。

为了满足视觉的要求依据花色肌理的不同需要加入适量的粉体颜料,颜料的选择应注意其环保性,重金属不能超标、色彩稳定性等。

颜料在硅藻泥中应分散均匀、与其他材料的配合合理,防止出现颜色不均、返碱、泛花等问题。

(4)其他适量助剂

在硅藻泥配方设计中,依据配方的不同加入适量的助剂是必须的。

在硅藻泥配方中如果采用水硬性胶凝材料,涂层较薄,基层没有封闭易于吸水,会使涂层中的水分很快丧失,水泥不能水化失去强度,出现粉化。为了保证施工性能,延长材料的施工窗口期,还需要加入适量的缓凝剂、保水剂材料等等。

在硅藻泥的配方设计中,要求以无机胶凝材料为主,但是为了调整涂层的一些性能,加入适当的有机助剂是正常的。加入的量应控制防止对涂层的防霉性和环保性产生不利的影响。

硅藻泥具有湿度调节的功能,会储存水分子,对材料的抗菌防霉性能会产生影响。在配方设计中,加入适量的防霉材料是必要。

 
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