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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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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