本發(fā)明涉及一種環(huán)保材料及其制備方法與用途，更具體地涉及一種含硅藻泥的環(huán)保材料及其制備方法與用途，屬于環(huán)保材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，人們對(duì)于居住環(huán)境的健康、安全、無(wú)毒等要求越來(lái)越高，而很多裝修、裝飾材料中都含有大量的人工合成化學(xué)品，從而經(jīng)常導(dǎo)致甲醛超標(biāo)，進(jìn)而引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病，甚至是更為嚴(yán)重的白血病等惡性疾病，每年都有很多因裝修裝飾材料品質(zhì)不過(guò)關(guān)而導(dǎo)致白血病的報(bào)道。
在此情況下，對(duì)于安全、健康、無(wú)毒的環(huán)保材料進(jìn)行有研究，是目前環(huán)保材料技術(shù)領(lǐng)域中的重要研究課題和內(nèi)容，人們也對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，并取得了諸多成果。
另一方面，人們也越來(lái)越崇尚天然材料，希望在裝修裝飾材料中降低人工合成化學(xué)品的使用，但仍能保持原來(lái)的基本性能。而硅藻泥就是一種天然的環(huán)保材料，其具有健康、環(huán)保、安全、無(wú)毒、釋放負(fù)氧離子、調(diào)節(jié)濕度等諸多優(yōu)異效果而成為目前環(huán)保材料領(lǐng)域中的研究重點(diǎn)，人們基于硅藻泥為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)出了多種產(chǎn)品，取得了良好的技術(shù)效果，例如：
CN105399369A公開(kāi)了一種環(huán)保節(jié)能型硅藻泥涂料，是由包括以下的原料組成：灰鈣粉、鈦白粉、石英砂、隔熱反射功能材料、納米二氧化鈦、硅藻土、羥丙基甲基纖維素、羧甲基淀粉鈉、EVA膠粉、色粉、防霉劑。與現(xiàn)有硅藻泥涂料相比，可降低室溫4-5℃，實(shí)現(xiàn)節(jié)能40％，并解決了其在干燥環(huán)境中重新釋放甲醛等，形成二次污染的難題，還公開(kāi)了該環(huán)保節(jié)能型硅藻泥涂料的制備方法。
CN105400304A公開(kāi)了一種納米復(fù)合硅藻泥涂料，該涂料包括溶劑及總質(zhì)量為100％的如下組分：纖維素0.5-1.8％、電氣石5-18％、鈦白粉5-15％、高嶺土4-18％、海泡石粉5-12％、硅藻土35-55％、納米貴金屬負(fù)載型催化劑5-12％、納米活性炭1-6％、流平劑0.5-0.8％、增稠劑1.5-5％、可再分散乳膠粉7-16％、顏料0-5％。所述溶劑優(yōu)選為水，所述水的用量為各組分總質(zhì)量的20-30％，優(yōu)選25％。采用先將納米貴金屬顆粒負(fù)載至載體上，再與其他粉體混合，可防止納米貴金屬顆粒的團(tuán)聚效應(yīng)。所述納米復(fù)合硅藻泥涂料具有極強(qiáng)的吸附性和離子交換性，可吸附空氣中的甲醛，并在催化劑作用下分解甲醛等有害氣體。
CN103739267A公開(kāi)了一種高效凈化室內(nèi)空氣污染的硅藻泥涂覆材料，其中，其按照重量份包括：無(wú)機(jī)成膜材料：25-40份；無(wú)機(jī)顏料：0.1-0.5份；硅藻土：30-50份；骨料：10-40份；粉末助劑：0.2-2份。通過(guò)多空的硅藻泥吸附室內(nèi)的有害物質(zhì)，尤其是甲醛等化學(xué)物質(zhì)，然后通過(guò)骨料以及粉末助劑逐步降解吸附的有害物質(zhì)，提高了對(duì)室內(nèi)有害物質(zhì)的降解率與去除率，所述硅藻泥涂覆材料對(duì)室內(nèi)甲醛的去除率達(dá)到80％以上。
CN104030612A公開(kāi)了一種高粘結(jié)強(qiáng)度和抑菌性的硅藻泥建筑裝飾材料及其制備方法，包括以下各成分：60-400目的木質(zhì)素或木質(zhì)素衍生物0.5-20重量份、硅藻泥粉體材料80-99.5重量份和水80-120重量份；所述制備方法包括：將木質(zhì)素或木質(zhì)素衍生物用1.5％的NaOH溶液過(guò)濾去除雜質(zhì)，調(diào)節(jié)濾液pH使木質(zhì)素凝集沉淀，烘干、粉磨過(guò)篩，將純化的木質(zhì)素或木質(zhì)素衍生物與硅藻泥粉體材料混合均勻，得改性硅藻泥粉體材料；再將改性硅藻泥粉體材料和水按質(zhì)量比1:0.8-1.2混合攪拌，即得產(chǎn)品。原料成本低，可以有效提高硅藻泥材料的粘結(jié)和抑菌性能，且安全環(huán)保，工藝簡(jiǎn)單易行。
CN104402347A公開(kāi)了一種用于凈化甲醛的硅藻泥裝飾材料及其制備方法。具體而言，硅藻泥裝飾材料由按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的如下組分構(gòu)成：精制硅藻土10-30份；粉體填料20-50份；可再分散膠粉2-5份；凝膠材料20-40份；分散介質(zhì)0.5-1份；納米二氧化鈦3-8份；改性劑1-4份；抗裂纖維3-5份；水20-80份。所述硅藻泥裝飾材料可有效增加甲醛凈化效率并顯著提高凈化持久性，避免物理吸附因飽和而失去吸附效果等弊端，可加速凈化速度。還具有良好的觸變性，適宜造型，同時(shí)滿足機(jī)械噴涂、刷涂和輥涂等工藝要求，同時(shí)具備耐水、耐堿、不粉化、不開(kāi)裂等有益性質(zhì)。
CN102424543A公開(kāi)了一種可噴涂的硅藻泥空氣凈化型內(nèi)墻裝飾材料，是由20-50％硅藻精土、10-40％重鈣粉、1-3％有機(jī)膨潤(rùn)土、20-35％云母粉、3-8％鈦白粉、5-25％可再分散性膠粉、0.5-1％纖維素醚、0.5-2％納米二氧化鈦和1-3％負(fù)離子材料，經(jīng)過(guò)均勻攪拌而成；所述材料流動(dòng)性和附著性好，只需要加水混合均勻即可噴涂或輥涂施工；不含任何有害物質(zhì)，而且還具有吸附、分解有害氣體的功能，并具有透氣性，同時(shí)具備運(yùn)輸、施工簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
CN102795814A公開(kāi)了一種納米晶須增強(qiáng)多功能硅藻泥涂料，其特征在于：它由下述重量比組分在轉(zhuǎn)速為500-800rpm的條件下混合而得：硅藻土30-65％、四針狀納米氧化鋅晶須材料0.5-2.5％、超細(xì)氫氧化鎂10-16％、結(jié)晶鋁鹽5-15％、石英砂10-40％、羥乙基纖維素
0.5-1.5％、無(wú)機(jī)顏料2-4.2％和氫氧化鈣0.5-3％。其具有防霉抗菌、凈化室內(nèi)空氣、調(diào)節(jié)濕度等多種功能，與現(xiàn)有技術(shù)中同類(lèi)產(chǎn)品相比，具有墻面粘合力強(qiáng)、耐久性好、不掉粉、不褪色、不開(kāi)裂脫落的優(yōu)點(diǎn)，適用于機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院、寫(xiě)字樓、會(huì)議中心、酒店、別墅、高檔小區(qū)、娛樂(lè)場(chǎng)所等建筑室內(nèi)裝飾以及部分有強(qiáng)制阻燃要求公共場(chǎng)所的室內(nèi)墻面裝飾。
CN103130446A公開(kāi)了一種改性硅藻泥室內(nèi)裝飾材料，按重量百分比由以下組分配比而成：改性硅藻土30-32％、重鈣22-24％、氫氧化鈣粉5-8％、木纖維4-6％、膠粉3-4％、保濕劑1-2％、海泡石絨22-23％、滑石粉8-10％；硅藻土原礦經(jīng)過(guò)自然干燥、風(fēng)化，土坯再次檢測(cè)分選等級(jí)，運(yùn)輸至加工車(chē)間經(jīng)過(guò)粉碎、風(fēng)選，添加助溶劑，進(jìn)入高溫煅燒窯煅燒，去除水分和有機(jī)雜質(zhì)，再經(jīng)過(guò)粉碎，多次分級(jí)、風(fēng)選，去除無(wú)機(jī)雜質(zhì)，按一定比例與氫氧化鈣、重鈣、天然膠等混合。所述改性硅藻泥室內(nèi)裝飾材料與現(xiàn)有的硅藻泥產(chǎn)品相比具有極強(qiáng)的吸附能力，不會(huì)掉粉或掉色，其表面可以用濕抹布擦洗，壽命長(zhǎng)達(dá)20年以上，不翹邊、不脫落、不退色耐氧化，始終如新。
如上所述，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)存在多種硅藻泥產(chǎn)品，但對(duì)于新型的包含硅藻泥的環(huán)保材料，仍存在繼續(xù)研究的必要和需求，這也正是本發(fā)明得以完成的動(dòng)力所在和基礎(chǔ)所倚。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了提供含硅藻泥的新型環(huán)保材料及其制備方法與用途，本發(fā)明人對(duì)此進(jìn)行了深入研究，在付出了大量的創(chuàng)造性勞動(dòng)后，從而完成了本發(fā)明。
具體而言，本發(fā)明主要涉及如下幾個(gè)方面。
第一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種含硅藻泥的環(huán)保材料，所述環(huán)保材料包括硅藻泥、硅丙乳液、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、改性菱沸石粉末、雙金屬活性材料、附著力促進(jìn)劑、改性微粒、固化劑、羥丙基甲基纖維素醚、聚乙二醇400(PEG-400)、添加劑、葡萄糖酸鈉、海藻膠和去離子水。
在所述環(huán)保材料中，以質(zhì)量份計(jì)，所述環(huán)保材料包括如下的具體組分：
在本發(fā)明的所述環(huán)保材料中，涉及組成的“包括”，既包含了開(kāi)放式的“包括”、“包含”等及其類(lèi)似含義，也包含了封閉式的“由…組成”等及其類(lèi)似含義。
在本發(fā)明的所述環(huán)保材料中，所述硅藻泥的質(zhì)量份為20-30份，例如可為20份、22份、24份、26份、28份或30份。
所述硅藻泥是按照包括如下步驟的制備方法得到的：
A1：稱(chēng)取硅藻土，將其加入到4-5mol/L的鹽酸水溶液中，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)30-40分鐘，過(guò)濾，用去離子水充分洗滌至中性，得到第一處理物；
A2：將所述第一處理物加入到3.5-4.5mol/L的NaOH水溶液中，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)50-60分鐘，過(guò)濾，用去離子水充分洗滌至中性，得到第二處理物；
A3：將所述第二處理物充分干燥完全，然后升溫至400-500℃，在該溫度下煅燒40-50分鐘，然后以3-7℃/分鐘的升溫速率，升溫至680-720℃，并在該溫度下繼續(xù)煅燒30-40分鐘，得到煅燒后硅藻土；
A4：將所述煅燒后硅藻土充分研磨，并過(guò)200-300目篩，得到所述硅藻泥。
其中，在所述步驟A1中，所述硅藻土與鹽酸水溶液的質(zhì)量比為1:3-4，例如可為1:3、1:3.5或1:4。
其中，在所述步驟A2中，所述第一處理物與NaOH水溶液的質(zhì)量比為1:2-3，例如可為1:2、1:2.5或1:3。
其中，在所述步驟A3中，升溫速率為1-9℃/分鐘，最優(yōu)選為5℃/分鐘。
在本發(fā)明的所述環(huán)保材料中，所述硅丙乳液的質(zhì)量份為8-12份，例如可為8份、10份或12份。
硅丙乳液是一類(lèi)非常公知的物質(zhì)，可通過(guò)多種商業(yè)渠道而購(gòu)買(mǎi)得到，在此不再進(jìn)行詳細(xì)描述。
在本發(fā)明的所述環(huán)保材料中，所述雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量份為4-6份，例如可為4份、5份或6份。
雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂也是一類(lèi)非常公知的物質(zhì)，可通過(guò)多種商業(yè)渠道而購(gòu)買(mǎi)得到，在此不再進(jìn)行詳細(xì)描述。
在本發(fā)明的所述環(huán)保材料中，所述改性菱沸石粉末的質(zhì)量份為1.6-2.2份，例如可為1.6份、1.8份、2份或2.2份。
所述改性菱沸石粉末是按照包括如下步驟的制備方法得到的：
B1：將菱沸石粉碎、研磨，過(guò)200-300目篩，得到菱沸石粉；
B2：將所述菱沸石粉在500℃下煅燒45-55分鐘，然后自然冷卻至室溫，得到煅燒后菱沸石粉；
B3：將鈦酸正丁酯緩慢加入到無(wú)水乙醇中，再加入三乙醇胺，充分?jǐn)嚢璧玫交旌弦海粚⑺龌旌弦撼暦稚?0-15分鐘，得到透明溶膠；
B4：將所述煅燒后菱沸石粉加入到所述透明溶膠中，在攪拌下超聲分散，直至均勻，靜置過(guò)夜，在真空烘箱中充分干燥，直至無(wú)醇味，將所得干燥物在600℃下煅燒50分鐘，并研磨過(guò)200目篩，即得所述改性菱沸石粉末。
其中，在所述步驟B3中，所述鈦酸正丁酯與乙醇的質(zhì)量比1:5-6，例如可為1:5、1:5.5或1:6；所述鈦酸正丁酯與三乙醇胺的摩爾比為1:0.5-0.7，例如可為1:0.5、1:0.6或1:0.7。
其中，在所述步驟B4中，所述煅燒后菱沸石粉與所述透明溶膠的質(zhì)量比為1:2-3，例如可為1:2、1:2.5或1:3。
在本發(fā)明的所述環(huán)保材料中，所述雙金屬活性材料的質(zhì)量份為4-6份，例如可為4份、5份或6份。
所述雙金屬活性材料是按照包括如下步驟的制備方法得到的：
C1：將質(zhì)量比1:2的硝酸銀和硫酸鋅的混合物加入到去離子水中，配制得到總質(zhì)量百分比濃度為20-25％的水溶液，即硝酸銀和硫酸鋅兩者的質(zhì)量百分比濃度之和為20-25％；
C2：將磷酸銨加入到去離子水中，使其質(zhì)量百分比濃度為40％，得到磷酸銨水溶液，然后向其中加入步驟C1的水溶液，加入的同時(shí)伴以劇烈攪拌，在100℃下反應(yīng)4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻，過(guò)濾，將所得固體充分洗滌至中性，并完全干燥，得到雙金屬混合物固體；
C3：將所述雙金屬混合物固體在馬弗爐中于600℃下煅燒2-3小時(shí)后，研磨并過(guò)200目篩，即得所述雙金屬活性材料。
其中，在步驟C2中，所加入的步驟C1的水溶液中硝酸銀和硫酸鋅兩者的質(zhì)量之和與磷酸銨的質(zhì)量的比為1.5-2:1，例如可為1.5:1、1.7:1、1.9:1或2:1。
在本發(fā)明的所述環(huán)保材料中，所述附著力促進(jìn)劑的質(zhì)量份為1.2-1.8份，例如可為1.2份、1.4份、1.6份或1.8份。
其中，所述附著力促進(jìn)劑為硅烷類(lèi)附著力促進(jìn)劑、下式(I)化合物或下式(II)化合物中的任意一種，
所述硅烷類(lèi)附著力促進(jìn)劑例如可為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷或3-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷中的任意一種。
最優(yōu)選地，所述附著力促進(jìn)劑為所述式(I)化合物。
在本發(fā)明的所述環(huán)保材料中，所述改性微粒的質(zhì)量份為0.6-1.2份，例如可為0.6份、0.8份、1份或1.2份。
所述改性微粒是按照包括如下步驟的制備方法得到的：
D1：將1重量份過(guò)200目篩的二氧化硅粉末加入到4重量份2mol/的鹽酸水溶液中，充分?jǐn)嚢?，然后過(guò)濾，去離子水充分洗滌至中性，得到預(yù)處理二氧化硅粉末；
D2：將所述預(yù)處理二氧化硅粉末分散在無(wú)水乙醇中，然后加入正硅酸異丙酯的無(wú)水乙醇溶液，并在室溫下攪拌反應(yīng)40-50分鐘，反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾分離，將固體在400℃下煅燒20-28分鐘，再次過(guò)200目篩，即得所述改性微粒。
其中，在所述步驟D2中，所用無(wú)水乙醇的量并沒(méi)有特別的限定，只要能夠方便后續(xù)操作和反應(yīng)即可；所述正硅酸異丙酯的無(wú)水乙醇溶液中，正硅酸異丙酯的質(zhì)量百分含量為10-15％。
其中，在所述步驟D2中，所述預(yù)處理二氧化硅粉末與正硅酸異丙酯的質(zhì)量比為3:1。
在本發(fā)明的所述環(huán)保材料中，所述固化劑的質(zhì)量份為3-5份，例如可為3份、3.5份、4份、4.5份或5份。
其中，所述固化劑為3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、三乙烯四胺、二氨基二苯甲烷或4,4'-二氨基雙環(huán)己基甲烷中的任意一種，最優(yōu)選為3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷。
在本發(fā)明的所述環(huán)保材料中，所述羥丙基甲基纖維素醚的質(zhì)量份為1.5-2.5份，例如可為1.5份、2份或2.5份。
在本發(fā)明的所述環(huán)保材料中，所述聚乙二醇400的質(zhì)量份為6-9份，例如可為6份、7份、8份或9份。
在本發(fā)明的所述環(huán)保材料中，所述添加劑的質(zhì)量份為2-3份，例如可為2份、2.5份或3份。
其中，所述添加劑為質(zhì)量比1:1的N,N-乙撐雙油酸酰胺與2,6-二叔丁基-4-羥基苯酚的混合物。
在本發(fā)明的所述環(huán)保材料中，所述葡萄糖酸鈉的質(zhì)量份為0.4-0.8份，例如可為0.4份、0.6份或0.8份。
在本發(fā)明的所述環(huán)保材料中，所述海藻膠的質(zhì)量份為0.5-0.9份，例如可為0.5份、0.6份、0.7份、0.8份或0.9份。
在本發(fā)明的所述環(huán)保材料中，所述去離子水的質(zhì)量份為18-24份，例如可為18份、20份、22份或24份。
第二個(gè)方面，本發(fā)明涉及上述含硅藻泥的環(huán)保材料的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
S1：分別稱(chēng)取各自用量的各個(gè)組分；
S2：向去離子水中加入硅藻泥、硅丙乳液、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、改性菱沸石粉末、雙金屬活性材料、改性微粒、聚乙二醇400、葡萄糖酸鈉、海藻膠和為總用量5-10％的固化劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，得到第一混合物?/p>
S3：向第一混合物中加入附著力促進(jìn)劑、羥丙基甲基纖維素醚、添加劑和剩余的為總用量90-95％的固化劑，并升溫至50-60℃，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)20-30分鐘；反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，分散機(jī)分散，即得本發(fā)明的環(huán)保材料。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)上述特定的制備方法，尤其是固化劑的分步加入，可以取得最好的技術(shù)效果。
第三個(gè)方面，本發(fā)明涉及上述含硅藻泥的環(huán)保材料在建筑裝修領(lǐng)域中的用途。
本發(fā)明的含硅藻泥的環(huán)保材料通過(guò)多種具體組分的合適選擇，以及各個(gè)組分之間的相互協(xié)同和促進(jìn)作用，以及進(jìn)一步地通過(guò)特定的制備方法，從而取得了諸多優(yōu)異的技術(shù)效果，例如具有良好的穩(wěn)定性、強(qiáng)度、以及分解有害氣體等諸多效果，可廣泛應(yīng)用于建筑裝修領(lǐng)域，例如可用作膩?zhàn)?、涂料等，具從而在該領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景和工業(yè)化生產(chǎn)潛力。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但這些例舉性實(shí)施方式的用途和目的僅用來(lái)例舉本發(fā)明，并非對(duì)本發(fā)明的實(shí)際保護(hù)范圍構(gòu)成任何形式的任何限定，更非將本發(fā)明的保護(hù)范圍局限于此。
其中，在所有的實(shí)施例中，除非另有規(guī)定，否則指代組分用量的“份”均為“重量份”。
制備例1：硅藻泥的制備
A1：稱(chēng)取硅藻土，將其加入到為其3.5倍質(zhì)量的4.5mol/L的鹽酸水溶液中，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)35分鐘，過(guò)濾，用去離子水充分洗滌至中性，得到第一處理物；
A2：將所述第一處理物加入到為其2.5倍質(zhì)量的4mol/L的NaOH水溶液中，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)55分鐘，過(guò)濾，用去離子水充分洗滌至中性，得到第二處理物；
A3：將所述第二處理物充分干燥完全，然后升溫至450℃，在該溫度下煅燒45分鐘，然后以5℃/分鐘的升溫速率，升溫至700℃，并在該溫度下繼續(xù)煅燒35分鐘，得到煅燒后硅藻土；
A4：將所述煅燒后硅藻土充分研磨，并過(guò)250目篩，得到硅藻泥，將其命名為GZN。
制備例1-1至1-3：硅藻泥的制備
制備例1-1：除省略掉步驟A1外(即未進(jìn)行酸處理)，其它操作均不變，從而重復(fù)進(jìn)行了制備例1，得到制備例1-1，將所得硅藻泥命名為GZN1。
制備例1-2：除省略掉步驟A2外(即未進(jìn)行堿處理)，其它操作均不變，從而重復(fù)進(jìn)行了制備例1，得到制備例1-2，將所得硅藻泥命名為GZN2。
制備例1-3：除省略掉步驟A1-A2外(即未進(jìn)行酸和堿處理，而是直接將硅藻土進(jìn)行步驟A3的煅燒處理)，其它操作均不變，從而重復(fù)進(jìn)行了制備例1，得到制備例1-3，將所得硅藻泥命名為GZN3。
制備例1-4至1-7：硅藻泥的制備
除分別將步驟A3中的升溫速率由5℃/分鐘替換為1℃/分鐘、3℃/分鐘、7℃/分鐘和9℃/分鐘外，其它操作均不變，從而重復(fù)進(jìn)行了制備例1，順次得到制備例1-4、1-5、1-6和1-7，將所得硅藻泥順次命名為GZN4、GZN5、GZN6和GZN7。
制備例2：改性菱沸石粉末的制備
B1：將菱沸石粉碎、研磨，過(guò)200目篩，得到菱沸石粉；
B2：將所述菱沸石粉在500℃下煅燒50分鐘，然后自然冷卻至室溫，得到煅燒后菱沸石粉；
B3：將鈦酸正丁酯緩慢加入到無(wú)水乙醇中(鈦酸正丁酯與乙醇的質(zhì)量比1:5.5)，再加入三乙醇胺(鈦酸正丁酯與三乙醇胺的摩爾比為1:0.6)，充分?jǐn)嚢璧玫交旌弦?；將所述混合液超聲分?2分鐘，得到透明溶膠；
B4：將所述煅燒后菱沸石粉加入到所述透明溶膠中(煅燒后菱沸石粉與透明溶膠的質(zhì)量比為1:2.5)，在攪拌下超聲分散，直至均勻，靜置過(guò)夜，在真空烘箱中充分干燥，直至無(wú)醇味，將所得干燥物在600℃下煅燒50分鐘，并研磨過(guò)200目篩，即得改性菱沸石粉末，將其命名為L(zhǎng)FS。
制備例2-1：改性菱沸石粉末的制備
除省略掉B2外(即菱沸石粉未進(jìn)行煅燒，而是直接進(jìn)行后續(xù)處理)，其它操作均不變，從而重復(fù)進(jìn)行了制備例2，得到制備例2-1，將所得改性菱沸石粉末命名為L(zhǎng)FS1。
制備例3：雙金屬活性材料的制備
C1：將質(zhì)量比1:2的硝酸銀和硫酸鋅的混合物加入到去離子水中，配制得到總質(zhì)量百分比濃度為22％的水溶液；
C2：將磷酸銨加入到去離子水中，使其質(zhì)量百分比濃度為40％，得到磷酸銨水溶液，然后向其中加入步驟C1的水溶液(硝酸銀和硫酸鋅兩者的質(zhì)量之和與磷酸銨的質(zhì)量的比為1.75:1)，加入的同時(shí)伴以劇烈攪拌，在100℃下反應(yīng)4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻，過(guò)濾，將所得固體充分洗滌至中性，并完全干燥，得到雙金屬混合物固體；
C3：將所述雙金屬混合物固體在馬弗爐中于600℃下煅燒2.5小時(shí)后，研磨并過(guò)200目篩，即得所述雙金屬活性材料，將其命名為SJS。
制備例3-1：雙金屬活性材料的制備
將步驟C3予以省略，并將步驟C2得到的雙金屬混合物固體研磨并過(guò)200目篩，其它均相同于制備例3，得到制備例3-1，將得到的雙金屬活性材料命名為SJS1。
制備例4：改性微粒的制備
D1：將1重量份過(guò)200目篩的二氧化硅粉末加入到4重量份2mol/的鹽酸水溶液中，充分?jǐn)嚢?，然后過(guò)濾，去離子水充分洗滌至中性，得到預(yù)處理二氧化硅粉末；
D2：將所述預(yù)處理二氧化硅粉末分散在適量無(wú)水乙醇中，然后加入正硅酸異丙酯的無(wú)水乙醇溶液(其中該無(wú)水乙醇溶液中，正硅酸異丙酯的質(zhì)量百分含量為13％；預(yù)處理二氧化硅粉末與正硅酸異丙酯的質(zhì)量比為3:1)，并在室溫下攪拌反應(yīng)45分鐘，反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾分離，將固體在400℃下煅燒24分鐘，再次過(guò)200目篩，得到改性微粒，將其命名為WL。
制備例4-1：改性微粒的制備
將步驟D1予以省略，即直接使用過(guò)200目篩的二氧化硅粉進(jìn)行步驟D2，此外其它均相同于制備例4，得到制備例4-1，將得到的改性微粒命名為WL1。
制備例5：添加劑的制備
將質(zhì)量比1:1的N,N-乙撐雙油酸酰胺與2,6-二叔丁基-4-羥基苯酚進(jìn)行充分混合，即得所述添加劑，將其命名為T(mén)JJ。
實(shí)施例1
S1：分別稱(chēng)取25質(zhì)量份硅藻泥GZN、10質(zhì)量份硅丙乳液、5質(zhì)量份雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、1.9質(zhì)量份改性菱沸石粉末LFS、3.8質(zhì)量份雙金屬活性材料SJS、1.5質(zhì)量份附著力促進(jìn)劑式(I)化合物、0.9質(zhì)量份改性微粒WL、4質(zhì)量份固化劑3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷、2質(zhì)量份羥丙基甲基纖維素醚、7.5質(zhì)量份聚乙二醇400(PEG-400)、2.5質(zhì)量份添加劑TJJ、0.6質(zhì)量份葡萄糖酸鈉、0.7質(zhì)量份海藻膠和21質(zhì)量份去離子水；
S2：向去離子水中加入硅藻泥GZN、硅丙乳液、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、改性菱沸石粉末LFS、雙金屬活性材料SJS、改性微粒WL、聚乙二醇400、葡萄糖酸鈉、海藻膠和為0.3質(zhì)量份固化劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍玫降谝换旌衔铮?/p>
S3：向第一混合物中加入附著力促進(jìn)劑、羥丙基甲基纖維素醚、添加劑TJJ和剩余的3.7質(zhì)量份固化劑，并升溫至55℃，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)25分鐘；反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，分散機(jī)分散，即得含硅藻泥的環(huán)保材料，將其命名為CL1。
實(shí)施例2
S1：分別稱(chēng)取20質(zhì)量份硅藻泥GZN、12質(zhì)量份硅丙乳液、4質(zhì)量份雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、2.2質(zhì)量份改性菱沸石粉末LFS、3質(zhì)量份雙金屬活性材料SJS、1.8質(zhì)量份附著力促進(jìn)劑式(I)化合物、0.6質(zhì)量份改性微粒WL、5質(zhì)量份固化劑3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷、1.5質(zhì)量份羥丙基甲基纖維素醚、9質(zhì)量份聚乙二醇400(PEG-400)、2質(zhì)量份添加劑TJJ、0.8質(zhì)量份葡萄糖酸鈉、0.5質(zhì)量份海藻膠和24質(zhì)量份去離子水；
S2：向去離子水中加入硅藻泥GZN、硅丙乳液、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、改性菱沸石粉末LFS、雙金屬活性材料SJS、改性微粒WL、聚乙二醇400、葡萄糖酸鈉、海藻膠和為0.25質(zhì)量份固化劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，得到第一混合物?/p>
S3：向第一混合物中加入附著力促進(jìn)劑、羥丙基甲基纖維素醚、添加劑TJJ和剩余的4.75質(zhì)量份固化劑，并升溫至50℃，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)30分鐘；反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，分散機(jī)分散，即得含硅藻泥的環(huán)保材料，將其命名為CL2。
實(shí)施例3
S1：分別稱(chēng)取30質(zhì)量份硅藻泥GZN、8質(zhì)量份硅丙乳液、6質(zhì)量份雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、1.6質(zhì)量份改性菱沸石粉末LFS、4.5質(zhì)量份雙金屬活性材料SJS、1.2質(zhì)量份附著力促進(jìn)劑式(I)化合物、1.2質(zhì)量份改性微粒WL、3質(zhì)量份固化劑3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷、2.5質(zhì)量份羥丙基甲基纖維素醚、6質(zhì)量份聚乙二醇400(PEG-400)、3質(zhì)量份添加劑TJJ、0.4質(zhì)量份葡萄糖酸鈉、0.9質(zhì)量份海藻膠和18質(zhì)量份去離子水；
S2：向去離子水中加入硅藻泥GZN、硅丙乳液、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、改性菱沸石粉末LFS、雙金屬活性材料SJS、改性微粒WL、聚乙二醇400、葡萄糖酸鈉、海藻膠和為0.3質(zhì)量份固化劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，得到第一混合物?/p>
S3：向第一混合物中加入附著力促進(jìn)劑、羥丙基甲基纖維素醚、添加劑TJJ和剩余的2.7質(zhì)量份固化劑，并升溫至60℃，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)20分鐘；反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，分散機(jī)分散，即得含硅藻泥的環(huán)保材料，將其命名為CL3。
下面，針對(duì)不同的技術(shù)特征改變，而重復(fù)操作實(shí)施例1，以考察各個(gè)特征對(duì)于最終效果的影響。
對(duì)比例1-3
除分別將其中的GZN替換為GZN1、GZN2和GZN3外，其它均不變，重復(fù)操作實(shí)施例1，從而順次得到對(duì)比例1-3，將所得材料順次命名為D1、D2和D3。
對(duì)比例4-7
除分別將其中的GZN替換為GZN4-GZN7外，其它均不變，重復(fù)操作實(shí)施例1，從而順次得到對(duì)比例4-7，將所得材料順次命名為D4、D5、D6和D7。
對(duì)比例8
除將其中的改性菱沸石粉末LFS替換為L(zhǎng)FS1外，其它均不變，重復(fù)操作實(shí)施例1，從而得到對(duì)比例8，將所得材料命名為D8。
對(duì)比例9
除將其中的雙金屬活性材料SJS替換為SJS1外，其它均不變，重復(fù)操作實(shí)施例1，從而得到對(duì)比例9，將所得材料命名為D9。
對(duì)比例10
除將其中的改性微粒WL替換為WL1外，其它均不變，重復(fù)操作實(shí)施例1，從而得到對(duì)比例10，將所得材料命名為D10。
對(duì)比例11-15
除將其中的附著力促進(jìn)劑式(I)化合物分別替換為式(II)化合物、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷外，其它均不變，重復(fù)操作實(shí)施例1，從而順次得到對(duì)比例11-15，將所得材料順次命名為D10-D15。
對(duì)比例16-19
除將其中的固化劑3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷分別替換為1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、三乙烯四胺、二氨基二苯甲烷和4,4'-二氨基雙環(huán)己基甲烷外，其它均不變，重復(fù)操作實(shí)施例1，從而順次得到對(duì)比例16-19，將所得材料順次命名為D16-D19。
性能測(cè)試試驗(yàn)
1、儲(chǔ)存穩(wěn)定性和粘著強(qiáng)度測(cè)定
將本發(fā)明得到的環(huán)保材料進(jìn)行充分干燥后(即充分去除其中的水分，然后研磨過(guò)200目篩，得到粉末)制備成膩?zhàn)邮褂?，并按照?guó)家標(biāo)準(zhǔn)《JG/T298-2010建筑室內(nèi)用膩?zhàn)印窚y(cè)定多個(gè)性能如儲(chǔ)存穩(wěn)定性(固體粉末形式)、抗裂性、耐水性和強(qiáng)度等，結(jié)果見(jiàn)下表1中所示。
表1
由此可見(jiàn)，本發(fā)明的環(huán)保材料具有良好的穩(wěn)定性和各種強(qiáng)度及抗裂性，而當(dāng)金屬材料未進(jìn)行本發(fā)明的步驟C3煅燒處理和二氧化硅粉末未進(jìn)行酸處理時(shí)，導(dǎo)致穩(wěn)定性有顯著降低，出現(xiàn)了有結(jié)塊的現(xiàn)象；還可以看出，在所有的附著力促進(jìn)劑中，(I)化合物具有最好的效果，即便是非常類(lèi)似的(II)化合物，效果也有顯著的降低；在所有的固化劑中，3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷具有最好的效果，即便是非常類(lèi)似的4,4'-二氨基雙環(huán)己基甲烷，效果也有顯著的降低。這些均證明了這些特征的組合和協(xié)同，產(chǎn)生了意想不到的技術(shù)效果。
2、有害氣體凈化性能測(cè)試
將本發(fā)明的不同環(huán)保材料進(jìn)行同樣厚度的均勻涂抹，然后放置于裝有甲苯、甲醛、氨和H2S的密閉容器中，所有有害氣體的初始濃度均為80mg/l。120分鐘后用分析有害氣體的剩余濃度，從而可以計(jì)算出有害氣體的降解率，結(jié)果示于下表2中。
表2
其中，“D4、D7”對(duì)應(yīng)的甲苯降解率(％)為“93.8、94.1”，表示D4對(duì)甲苯的降解率(％)為“93.8”，而D7對(duì)甲苯的降解率(％)為“94.1”，其它類(lèi)似的對(duì)應(yīng)關(guān)系也是如此的含義，不再一一贅述。
由上表2中的數(shù)據(jù)可見(jiàn)：1、硅藻土未進(jìn)行步驟A1和/或A2的酸處理、堿處理時(shí)，導(dǎo)致有害氣體降解率有顯著的降低(尤其是同時(shí)未進(jìn)行酸處理和堿處理時(shí)降低最為顯著)；2、硅藻土的步驟A3中的煅燒升溫速率也非常顯著地影響著最終的有害氣體降解率，當(dāng)為5℃/分鐘時(shí)能夠取得最好的效果，而其它的升溫速率越是偏離該值越大，則效果降低越明顯(應(yīng)該是不同的升溫速率導(dǎo)致最終形成的吸附孔徑有所不同)；3、當(dāng)菱沸石粉未煅燒、雙金屬混合物固體未煅燒和二氧化硅粉末未進(jìn)行酸處理時(shí)，到將導(dǎo)致有害氣體降解率有顯著的降低。這證明了這些處理手段出人意料地產(chǎn)生了相互間的協(xié)同和促進(jìn)效果。
3、其它性能測(cè)試
分別對(duì)上述不同實(shí)施例和對(duì)比例制得的環(huán)保材料進(jìn)行其它多個(gè)方面的性能測(cè)試，其中有害物質(zhì)的檢測(cè)是在常溫儲(chǔ)存6個(gè)月后進(jìn)行的(按照GB18582-2008標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行)，而穩(wěn)定性測(cè)試則是以初始制得狀態(tài)(為液體漿狀)裝入密閉塑料桶中，在-5℃和40℃下儲(chǔ)存8個(gè)月后進(jìn)行的，具體結(jié)果見(jiàn)下表3中所示。
表3
其中，“×”表示出現(xiàn)了“分層或結(jié)塊”，而“*”指代的“×”是表示D16-D19中的D16、D17和D18出現(xiàn)了結(jié)塊現(xiàn)象，這證明固化劑的種類(lèi)選擇非常重要。
此外，發(fā)明人還考察了制備方法中固化劑的加入而對(duì)最終結(jié)果的影響，具體如下：
實(shí)施例4
除將其中的固化劑全部在步驟S2中加入外(不再在步驟S3中加入)，其它均不變，重復(fù)操作實(shí)施例1，從而得到實(shí)施例4，將所得材料命名為CL4。
實(shí)施例5
除將其中的固化劑全部在步驟S3中加入外(不再在步驟S2中加入)，其它均不變，重復(fù)操作實(shí)施例1，從而得到實(shí)施例5，將所得材料命名為CL5。
分別按照上述完全相同的測(cè)試方法進(jìn)行多個(gè)性能的測(cè)試，為了方便對(duì)比，而將CL1-CL3的結(jié)果一同列出。
A、儲(chǔ)存穩(wěn)定性和粘著強(qiáng)度測(cè)定
結(jié)果見(jiàn)下表4中所示。
表4
由此可見(jiàn)，當(dāng)固化劑在步驟S2中一次性全部加入時(shí)，導(dǎo)致性能有顯著的降低，這證明只有當(dāng)分步加入時(shí)，才能取得最好的技術(shù)效果。
B、有害氣體凈化性能測(cè)試
結(jié)果示于下表5中所示。
表5
由此可見(jiàn)，當(dāng)固化劑在步驟S2中一次性全部加入時(shí)，導(dǎo)致有害氣體降解率均有顯著的降低，應(yīng)該是固化劑此時(shí)發(fā)揮了相對(duì)較強(qiáng)的固化作用，從而使得多種活性吸附材料的吸附孔徑產(chǎn)生了堵塞，從而導(dǎo)致降解率的顯著降低。還可以看出，雖然在步驟S3中一次性全部加入所產(chǎn)生的影響要小于在步驟S2中全部加入的影響，但仍在一定程度上降低了有害氣體降解率，這進(jìn)一步證明了只有當(dāng)分步加入時(shí)，才能取得最好的技術(shù)效果。
C、其它性能測(cè)試
具體結(jié)果見(jiàn)下表6中所示。
表6
由此可見(jiàn)，當(dāng)在步驟S2或S3中一次性全部加入固化劑，仍能影響儲(chǔ)存穩(wěn)定性，從而再次證明了分步加入的重要性和非顯而易見(jiàn)性。
本發(fā)明的含硅藻泥的環(huán)保材料通過(guò)多種具體組分的合適選擇，以及各個(gè)組分之間的相互協(xié)同和促進(jìn)作用，以及進(jìn)一步地通過(guò)特定的制備方法，從而取得了諸多優(yōu)異的技術(shù)效果，例如具有良好的穩(wěn)定性、強(qiáng)度、以及分解有害氣體等諸多效果，可廣泛應(yīng)用于建筑裝修領(lǐng)域，例如可用作膩?zhàn)印⑼苛系?，具從而在該領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景和工業(yè)化生產(chǎn)潛力。
應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例的用途僅用于說(shuō)明本發(fā)明而非意欲限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。此外，也應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)、修改和/或變型，所有的這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍之內(nèi)。