2024年4月16日发(作者:)

特种功能型涂料‖SpecialFunctionalPaint

我国硅藻泥的发展现状与前景(Ⅰ)

白艳军

1

,刘艳伟

2

(1.廊坊立邦涂料有限公司,河北廊坊065001;2.杭州彩工坊居饰有限公司廊坊店,河北廊坊065000)

摘要:介绍了硅藻泥的基础知识和起源,分析了硅藻泥的特性、功能和缺陷,将硅藻泥与乳胶漆、壁纸进行了对比,阐述了

硅藻泥的工艺和市场现状,对硅藻泥的发展前景进行了展望。

关键词:硅藻泥;硅藻土;环保;功能性

TQ630.4中图分类号:文献标志码:A文章编号:1007-9548(2014)03-0034-03

TheDevelopmentSituationandProspectofDiatomOozeinChina(Ⅰ)

BAIYan-jun

1

,LIUYan-wei

2

(ngNipponPaintCo.,Ltd.,LangfangHebei065001,China;

ngBranchHangzhouColifeDecorationCo.,Ltd.,LangfangHebei065000,China)

Abstract:racteristics,functions

percompareddiatomoozewithlatexpaintandwallpaper,

y,thedevelopmentprospectof

diatomoozewasprospected.

Keywords:diatomooze;diatomite;environmentalprotection;functionality

0引言

硅藻涂料包括硅藻漆和硅藻泥。硅藻漆就是在常

规乳胶漆或油性漆中加入一定比例的硅藻土,以赋予

其具有调节湿度、吸附有害气体、提高附着力和耐磨性

等更多的功能。硅藻泥是以硅藻土为主要原料,添加多

种助剂而成的粉末涂料。硅藻泥是我国近几年新兴的

一种功能型内墙装饰环保材料,具有调节湿度、净化空

气、防火阻燃、吸音降噪、保温隔热、保护视力、墙面自

洁等多种功能。硅藻泥不但功能多样,还可以做出各种

颜色的肌理,造型丰富,样式齐全,因此硅藻泥引入中

国短短几年便迅速发展起来,受到了广大客户的青睐

和认可。各种硅藻泥品牌也如雨后春笋般出现,目前比

较有名气的硅藻泥品牌有北京的大津、长春的兰舍、杭

州的彩工坊、成都的斯米利亚、青岛的大秦、上海的氧

宜多、青岛的泉佳美等。硅藻泥每平米连工带料的价格

也从数十到数百元不等,质量较好的约200元/m

2

,而

———————————————————

收稿日期:2013-08-12

每平米数十元的硅藻泥质量较差,往往其他填料用量

过多,性能达不到理想要求,廉价产品假冒伪劣也屡见

不鲜。

硅藻泥是一种新型天然的环保涂料,用来替代乳

胶漆和壁纸,适用于别墅、酒店、家居、公寓、医院等内

墙装饰。由于硅藻土吸湿性强,耐水性较差,目前应用

于外墙的并不多。硅藻土源自海洋海藻类植物经过亿

万年形成的硅藻矿物,其主要成分为蛋白石及其变种,

其次是黏土矿物———水云母、高岭石和矿物碎屑,矿物

碎屑包括石英、黑云母和有机杂质等。硅藻土化学成分

以SiO

2

为主,纯度高的硅藻土为白色,因含有少量的

Al

2

O

3

、Fe

2

O

3

、CaO、MgO和有机杂质等而呈浅灰色或浅

黄色。硅藻土质轻疏松,密度为1.9~2.3g/mL,堆密度

为0.34~0.65g/mL,蓝光白度为75~95,比表面积为

40~65m

2

/g,孔隙率达80%~95%,吸油量为120~180

g熟亚麻油/100g,吸水率是自身体积的1.5~4.0倍。

在电子显微镜下可以观察到硅藻土特殊多孔的构造,

规则整齐地排列成圆形或针形,其单位面积上的微孔

数量是活性炭的数千倍

[1]

。硅藻土突出的分子晶格结

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SpecialFunctionalPaint‖特种功能型涂料

构决定了其独特的功能,使其具有极强的物理吸附和

离子交换性能,精加工后被广泛应用于功能性涂料、药

食品添加剂、核放射吸附剂等领域。硅藻土品助滤剂、

是一种生物成因的硅质沉积岩,主要分布在中国、美

国、丹麦、法国、前苏联、罗马尼亚等国。我国硅藻土储

量约3.2亿t,远景储量达20亿t,主要集中在东北及

华东地区,其中规模较大的有吉林、浙江、云南、山东、

四川等省,但优质土仅集中于吉林和云南两地区,其他

矿床大多数为3~4级土。

1硅藻泥的起源

硅藻泥起源于日本,在日本叫“硅藻矿物壁材”,

2003年开始引入中国。在日本,人们关注更多的是产

1)色品的功能和环保,往往忽视了硅藻泥的许多弊端:

灰色、土色等几种浅色;2)工艺彩较为单一,仅有白色、

简单,缺少创新;3)硬度不够,甚至用手一抠一个坑;

4)纹理比较粗犷,缺少柔和美,空间使用受到一定局限

等。尽管这种产品存在一些弊端,但其优越的性能和纯

手工工艺的饰面效果,在刚刚进入中国市场就受到了

赞赏,引起了设计师和建筑师的高度重视。引进中国

后,经过技术人员的不断改进和完善,解决了色彩单

一、工法简单、硬度不足等难题,使硅藻泥的性能和质

感得到了大幅度的提升,产品表面质感变得更加柔和、

温润、均匀,逐渐适合各类装饰需求,被许多建筑师和

设计师所采用。目前,国内硅藻泥的产品青出于蓝而胜

随着硅藻于蓝,许多技术和工艺甚至远远超过了日本。

泥产品短短数载的快速发展,硅藻泥也成为了一个行

业,行业逐渐壮大,品牌逐渐增多。硅藻泥独特的表现

力和性能迅速被高端消费者所接受,在中国被应用于

许多大型工程项目。随着行业的发展,普通建筑和住宅

也纷纷采用硅藻泥产品,在内墙、天花板、背景墙等地

方得到了广泛的应用。

齐全,施工工艺可根据客户的需求和喜好随机选择,采

用传统匠艺工法和特殊工具施工完成。硅藻泥饰面肌

理丰富,色彩柔和,效果亲切自然,质感生动真实,具有

很强的艺术感染力。

2.3调节湿度

硅藻土具有特殊多孔性构造,孔隙率达80%~

95%,单位体积硅藻土的孔隙数是活性炭的5000~

6000倍。因此硅藻泥可以随着不同季节和早晚室

内空气温湿度的变化来吸收或释放空气中的水汽,

自动调节室内空气湿度,达到相对平衡,从而避免过度

潮湿或干燥所带来的不适,同时防止结露,减少发霉和

静电产生。一般硅藻乳胶漆调节湿度的能力要比硅藻

《调湿功泥逊色很多,往往很难达到JC/T2082—2011

的指标要求。选取市面上性能和能室内建筑装饰材料》

口碑都比较好的硅藻乳胶漆和硅藻泥产品进行吸放湿

试验,具体测试结果如表1所列。

表1厚涂型硅藻乳胶漆与硅藻泥的吸放湿性能对比

湿膜厚度/mm

3h吸湿量/

(g·m

-2

1

8.59

9.45

9.96

10.37

9.31

89.78

2

17.52

18.70

18.98

19.23

17.95

93.34

3

21.69

26.39

26.88

27.35

25.75

94.15

1

27.33

3.12

35.23

36.45

32.86

90.15

2

46.59

55.68

59.12

61.36

55.87

91.05

3

68.13

76.54

79.77

82.24

76.39

92.89

6h吸湿量/

(g·m

-2

12h吸湿量/

(g·m

-2

24h吸湿量/

(g·m

-2

24h放湿量/

(g·m

-2

放湿率/%

3h吸湿指标/

(g·m

-2

6h吸湿指标/

(g·m

-2

12h吸湿指标/

(g·m

-2

24h吸湿指标/

(g·m

-2

24h放湿指标/

(g·m

-2

≥10

≥15

≥20

≥20

7.26

≥20

≥27

≥35

≥40

13.46

≥20

≥27

≥35

≥40

19.15

≥10

≥15

20

≥20

25.52

≥20

≥27

≥35

≥40

42.95

≥20

≥27

≥35

≥40

57.57

2硅藻泥的特性与功能

硅藻泥主要由纯天然无机材料组成,是绿色环保

材料,本身无任何污染,无异味。硅藻泥具有天然环

保、手工工艺、调节湿度、净化空气、防火阻燃、吸音降

噪、保温隔热、保护视力、墙面自洁、超长寿命等多种

特性和功能,是乳胶漆和壁纸等传统装饰材料无法比

拟的。

2.1天然环保

硅藻泥主要由生物成因的硅质沉积岩组成,产品

本身就是低碳环保材料,不含有害添加剂。其主要原料

硅藻土被广泛用于食品及药品过滤/美容面膜等,安全

性可见一斑。

2.2手工工艺

硅藻泥可以做出各种颜色的肌理,造型丰富,样式

注:标准中规定装饰材料及制品按厚度小于1mm、1~3mm、大于3

mm分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3类。方法参考JC/T2002—2009,吸湿条件为

(23.0±0.5)℃、相对湿度75%,放湿条件为(23.0±0.5)℃、相对湿度

50%。试验中样品湿膜厚度1mm则干膜厚度小于1mm,按Ⅰ类标

准;同理,湿膜厚度2mm和3mm均按Ⅱ类标准。其中放湿指标要求

24h放湿量不低于24h吸湿量的70%。

2.4净化空气

硅藻泥具有独特的“分子筛”结构,不但可以吸收

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特种功能型涂料‖SpecialFunctionalPaint

空气中的水分,也可以有效吸附空气中游离的甲醛、苯

系物等有害化学物质以及因吸烟、垃圾、宠物排泄所产

这种物理吸生的异味,从而达到净化室内空气的目的。

附类似于活性炭的吸附,但同时也具有化学分解功效。

硅藻泥的物理吸附是一个很快的过程,但化学分解较

慢。硅藻泥能够起到“微电池效应”,吸附水分后微电池

具有永久性自发电极,电极之间存在着微弱电流,能够

使其中的水分子发生微弱的电离,产生OH

-

和H

+

。电

流中的e

-

与空气中的O

2

结合形成负氧离子,释放到空

气中,杀菌消毒,使室内空气清新,达到净化空气的目

的;而H

+

在电流中获得e

-

形成H

2

。由于微电池自身电

极的不对称性,从而在阴极能够连续地释放出负氧离

子,其中一部分负氧离子通过硅藻土的微孔向阳极扩

已吸附的甲醛在阳极失散,另一部分则释放到空气中。

去e

-

变成甲醛正离子HCHO

+

,附着在阳极电解质界

面,并被从阴极扩散过来的负氧离子先氧化成甲酸

HCOOH,HCOOH不稳定,容易被O

2

氧化,最终生成

CO

2

和H

2

O,从而除去甲醛。HCOOH能与碱性物质反

应生成甲酸盐,但甲酸盐也不稳定,最终生成碳酸盐和

使硅藻水。CO

2

与硅藻泥中的Ca

2+

作用而生成CaCO

3

泥的硬度不断增强,同时也消除了CO

2

。具体反应过程

如下:

2HCHO+O

2

=2HCOOH

2HCOOH+O

2

=2CO

2

↑+2H

2

O

CO

2

+H

2

O+Ca

2+

=CaCO

3

↓+2H

+

+

2HCOOH+Ca

2+

=Ca(HCOO)

2

+2H

Ca(HCOO)

2

+O

2

=CaCO

3

↓+H

2

O+CO

2

当然这一化学过程较为缓慢,分解有限,更主要的

是靠物理吸附,物理吸附就存在吸附饱和和高温重新

释放的问题。有的硅藻泥厂家为了更好地化学分解甲

醛,往往还会将可以分解甲醛的化学催化剂负载到硅

藻土上,此时硅藻土作为很好的载体。还有的厂家将纳

米级二氧化钛光触媒材料引入硅藻泥中,光触媒在光

的参与下做为催化剂。当光照射时光触媒材料的表面

形成电穴和游离电子,结合空气中的水和氧气,发生氧

化还原反应,表面形成强氧化性的氢氧自由基和超氧

阴离子自由基,能够分解空气中的有害气体和部分无

机物。同时光触媒还能够抑制细菌生成和病毒活性,以

达到净化空气、杀菌防霉作用。

相比于传统的室内空气净化方法,硅藻泥将空气

净化与装饰材料相结合,具有不耗能、无二次污染、永

久净化等优点,极其适合酒店、宾馆和有老人、孩子及

宠物的家庭。

2.5防火阻燃

硅藻泥主要由硅藻土组成,耐高温,不燃烧,即使

发生火灾也不会逸出任何对人体有害的烟雾,如CO、

SO

2

、NH

3

等。硅藻土熔点为1650~1750℃,化学稳定

性高,除溶于氢氟酸以外,不溶于任何强酸,但能溶于

当高温在1600℃以上时,硅藻泥出现熔强碱溶液中。

融状态,不会产生有毒有害气体。

2.6吸音降噪

硅藻泥自身疏松多孔,具有很强的降低噪音的功

能,可以有效地吸收对人体有害的高频音段,并衰减低

频噪声。其功效相当于同等厚度的水泥砂浆或石板的

2~3倍。同时可以缩短近50%的余响时间,大幅度降

低了噪音对人体的危害,所以硅藻泥也比较适合火车

站及机械厂附近的居民和单位使用,硅藻泥会创造一

个宁静的睡眠或工作环境。

2.7保温隔热

硅藻土的热导率很低,通常在0.008~0.02W/(m·

K)之间,而其他各类物质的热导率[W/(m·K)]大致范

围是:金属为50~415,合金为12~120,绝热材料为

0.03~0.17,液体为0.17~0.70,气体为0.007~0.170。

硅藻土的导热率与气体相当,因此硅藻泥具有良好的

保温隔热性能,其隔热效果是同等厚度水泥砂浆的5~

7倍。如果既想省电节能,又想冬暖夏凉,那么硅藻泥

是理想的保温隔热材料。

2.8保护视力

硅藻泥表面疏松多孔,利于产生漫反射,有效降低

墙面光的折射率,所以色彩柔和。硅藻泥涂饰的居室,

反射光线自然柔和,不容易引起视觉疲劳,能够有效保

护视力,尤其对保护儿童视力效果显著。而乳胶漆表面

平整如镜,往往光泽较高,对光的折射率较强,故色彩

锐利,容易导致视觉疲劳,损害视力。

2.9墙面自洁

硅藻泥主要由无机材料SiO

2

构成,不产生静电,

浮尘不易附着在表面。即使肌理或花型间落入灰尘,也

很容易用鸡毛掸子扫除,对于手脚印及字迹用橡皮轻

轻擦除即可,墙面永久如新。

2.10超长寿命

有人做过硅藻泥人工加速老化试验,在人工耐老

化仪中加速老化测试600h,表面不粉化、不开裂、不

翘边、不剥落,色差Δ

E

<3,无明显霉点,综合老化性能

不大于1级。人工氙弧辐射600h相当于30年自然老

化。

一般来说,如果无人为损坏,无水淋,硅藻泥至少

可以使用20年,而普通乳胶漆和壁纸寿命却只有3~

5年,甚至更短时间便会出现裂痕、翘边、脱落、褪色等

各种问题。

(待续)

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