一種納米碳復合硅藻土及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種納米碳復合娃藻土及其制備方法，屬于無機非金屬復合材料應用 領域。
【背景技術】
[0002] 在裝修的新房間內(nèi)，通常建材、家具、油漆、地板等會散發(fā)甲醛、苯、氡等有害物 質(zhì)，造成室內(nèi)空氣的污染，給人體帶來極大的傷害。硅藻土作為一種極佳的環(huán)保型涂料，具 有良好的保溫隔熱效果，對空氣中有害物質(zhì)吸收率高，而且可以釋放負氧離子。
[0003] 但硅藻土涂料也具備很多缺點，其中最突出的就是表面除塵困難及涂層強度問 題。房屋內(nèi)部裝修一般使用時間一般超過二十年，這期間硅藻土在長時間使用后表面會沉 積大量灰塵，而且由于其表面凹凸不平，極難清理，成為其在國內(nèi)市場，尤其當前國內(nèi)普遍 較差的空氣質(zhì)量下的推廣難以解決的問題。硅藻土涂料另一個缺點是強度問題，由于硅藻 土涂層表面粗糙不平，很多硅藻泥產(chǎn)品容易掉粉，不但增加室內(nèi)粉塵量，而且影響墻面美 觀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種納米碳復合硅藻土及其制備方法。該方法 可以將納米碳有效地分散在硅藻土基體中，從而提高抗靜電性、強度、耐久性等性能。
[0005] 為解決上述第一方面的技術問題，本發(fā)明提供一種納米碳復合硅藻土，其通過如 下方式制備得到：將娃藻土和納米碳材料分別烘干，納米碳材料占娃藻土和納米碳材料總 重量的 〇. 5-20.Owt. % ;
[0006] (2)利用真空攪拌機，將烘干后的硅藻土與納米碳材料初步混合后，抽真空并保持 真空度不高于-〇. 5MPa，真空混合一段時間后即得到納米碳復合硅藻土。
[0007] 優(yōu)選地，納米碳材料占娃藻土和納米碳材料總重量的1. 0-10.Owt. %。
[0008] 所述娃藻土顆粒粒徑為0. 01-100μm。當娃藻土顆粒粒徑為0. 7-1. 5μm時，碳納 米管的管徑為30-90nm時，碳納米管復合硅藻土的表面電阻降低至102 8次方，極大地提高 了硅藻土的抗靜電性能。
[0009] 所述硅藻土中包括但不限于Si02、A1203、Fe203、CaO、MgO、K20、Na20、P205和有機質(zhì) 等成分。
[0010] 所述納米碳材料選自碳納米管、石墨稀、氧化石墨稀、富勒稀中的一種或幾種。碳 納米管可以包括單壁管，還可以包括多壁管，管徑為2-100nm。
[0011] 為解決上述第二方面的技術問題，本發(fā)明提供一種納米碳復合硅藻土的制備方 法，包括以下步驟：
[0012] (A)將娃藻土和納米碳材料分別烘干，納米碳材料占娃藻土和納米碳材料總重量 的 0· 5-20.Owt. % ;
[0013] (B)利用真空攪拌機，將烘干后的硅藻土與納米碳材料初步混合后，抽真空并保持 真空度不高于-o. 5MPa，真空混合一段時間后即得到納米碳復合硅藻土。
[0014] 所述步驟（A)中，硅藻土和納米碳材料經(jīng)烘干后，含水量分別不高于5%。
[0015] 所述步驟（B)中，所述納米碳復合硅藻土真空混合階段的混合時間，不小于0. 5小 時。
[0016] 本發(fā)明制備得到的納米碳復合硅藻土具有以下優(yōu)點，碳納米管本身具有高導電 性，加入娃藻土中并達到3 %含量，就可以使涂層的電阻率降至10E8oum·cm以下，極大地 減小墻面的靜電吸附作用，從而降低墻體涂料表面的灰塵堆積速度。另外，碳納米管作為高 強度超細纖維，對硅藻土基體材料的強度和耐磨性能有很大的提升。
【附圖說明】
[0017] 附圖1為本發(fā)明實施例1制備得到的碳納米管復合硅藻土中碳納米管的分散效果 SEM圖。
[0018] 圖2為本發(fā)明實施例1制備得到的碳納米管復合硅藻土中碳納米管的質(zhì)量含量與 復合硅藻土導電性能關系曲線。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行更詳細地說明。
[0020] 實施例1
[0021] 選取硅藻土，主要成分為Si02，同時含有部分A1203、CaO和MgO等和少量有機質(zhì)， 其粒徑約為0. 7-1. 5μm。選取碳納米管作為助劑，其直徑約70nm，平均長度約5μm。將硅 藻土和碳納米管分別于105°C、_0. 9MPa條件下真空干燥4小時。然后測試硅藻土和碳納米 管的含水量均小于〇. 5wt. %。將碳納米管100g和娃藻土 900g先后裝入真空攪拌器，然后 抽真空至約-0.IMPa時，開始攪拌。計時約1. 5小時后停止攪拌，收料，即得到含碳納米管 4wt. %的復合娃藻土。經(jīng)和泥涂膜測試，相比未加碳納米管的娃藻土，碳納米管復合娃藻土 的表面電阻降低至1〇7次方歐姆*厘米，極大地提高了硅藻土的抗靜電性能。
[0022] 實施例2
[0023] 選取硅藻土，主要成分為Si02，同時含有部分A1203、CaO和MgO等和少量有機質(zhì)，其 粒徑約為0. 7-1. 5μm。選取碳納米管作為助劑，其直徑約60nm，平均長度約5μm。將硅藻 土和碳納米管分別于105°C、_0. 9MPa條件下真空干燥4小時。然后測試娃藻土和碳納米管 的含水量均小于0. 5wt. %。將碳納米管50g和娃藻土 950g先后裝入真空攪拌器，然后抽真 空至約-0.IMPa時，開始攪拌。計時約3小時后停止攪拌，收料，即得到含碳納米管5wt. % 的復合硅藻土。經(jīng)和泥涂膜測試，相比未加碳納米管的硅藻土，碳納米管復合硅藻土的表面 電阻降低至1〇4次方歐姆*厘米，極大地提高了硅藻土的抗靜電性能。
[0024] 實施例3
[0025] 選取硅藻土，主要成分為Si02，同時含有部分A1203、CaO和MgO等和少量有機質(zhì)，其 粒徑約為0. 1-0. 5μm。選取碳納米管作為助劑，其直徑約40nm，平均長度約5μm。將硅藻 土和碳納米管分別于105°C、_0. 9MPa條件下真空干燥4小時。然后測試娃藻土和碳納米管 的含水量均小于0. 5wt. %。將碳納米管50g和娃藻土 950g先后裝入真空攪拌器，然后抽真 空至約-0.IMPa時，開始攪拌。計時約3小時后停止攪拌，收料，即得到含碳納米管5wt. % 的復合硅藻土。經(jīng)和泥涂膜測試，相比未加碳納米管的硅藻土，碳納米管復合硅藻土的表面 電阻降低至1〇3次方歐姆*厘米，極大地提高了硅藻土的抗靜電性能。
[0026] 試驗例
[0027] 根據(jù)上述的實施例1-3,采用同樣的方法條件，分別選取碳納米管管徑90nm，管徑 70nm，管徑60nm，管徑40nm制備碳納米管復合娃藻土，分別測定其電阻率。結(jié)果如下：
[0028]
[0029] 結(jié)論：通過上述的數(shù)據(jù)可知，在管徑為70nm時，添加至4%，電阻率可達到107歐 姆*厘米，具有較好的抗靜電效果；碳納米管在管徑為60nm時，添加至5 %，電阻率可達到 1〇4歐姆*厘米，達到導電級別；碳納米管在管徑為40nm時，同樣添加至5%，電阻率可達到 1〇3歐姆*厘米，由于表面積增大，使復合材料具有更好的導電性。因此通過選用不同管徑 碳納米管，加入基體中至含量不超過5%時，即可達到抗靜電效果，甚至導電效果，保證了制 備得到的碳納米管復合硅藻土的的導電率，充分說明了本發(fā)明的益處和創(chuàng)新。
【主權項】
1. 一種納米碳復合娃藻土，其特征在于，其通過如下方式制備得到： (1) 將娃藻土和納米碳材料分別烘干，納米碳材料占娃藻土和納米碳材料總重量的 0. 5-20.Owt.%； (2) 利用真空攪拌機，將烘干后的硅藻土與納米碳材料初步混合后，抽真空并保持真空 度不高于-〇. 5MPa，真空混合一段時間后即得到納米碳復合硅藻土。2. 根據(jù)權利要求1所述的納米碳復合娃藻土，其特征在于，娃藻土選自SiO2、A1203、 Fe203、CaO、MgO、K20、Na20、P205和有機質(zhì)任意一種或幾種以上成分。3. 根據(jù)權利要求1所述的納米碳復合娃藻土，其特征在于，娃藻土顆粒粒徑為 0.01-100μm〇4. 根據(jù)權利要求1所述的納米碳復合娃藻土，其特征在于，娃藻土顆粒粒徑為 0. 7-1. 5μm〇5. 根據(jù)權利要求1所述的納米碳復合娃藻土，其特征在于，納米碳材料選自碳納米管、 石墨稀、氧化石墨稀、富勒稀中的一種或幾種。6. 根據(jù)權利要求5所述的納米碳復合娃藻土，其特征在于，碳納米管管徑為2-100nm。7. -種納米碳復合硅藻土的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (A) 將娃藻土和納米碳材料分別烘干，納米碳材料占娃藻土和納米碳材料總重量的 0. 5-20.Owt.%； (B) 利用真空攪拌機，將烘干后的硅藻土與納米碳材料初步混合后，抽真空并保持真空 度不高于-〇. 5MPa，真空混合一段時間后即得到納米碳復合硅藻土。8. 根據(jù)權利要求7所述的納米碳復合娃藻土的制備方法，其特征在于，娃藻土和納米 碳材料經(jīng)烘干后，含水量分別不高于5%。9. 根據(jù)權利要求7所述的納米碳復合娃藻土的制備方法，其特征在于，所述步驟（B) 中，所述納米碳復合硅藻土真空混合階段的混合時間，不小于〇. 5小時。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米碳復合硅藻土及其制備方法，該方法具體步驟為：將硅藻土與納米碳材料，通過真空機械攪拌均勻混合，制成納米碳與硅藻土均勻分散的復合硅藻土。該產(chǎn)品與適量水混合后即可作為涂料使用，相對于普通硅藻土，其具備不易粘灰塵、成型后強度高、耐久性高等優(yōu)點。該產(chǎn)品的制備方法簡單，易于產(chǎn)業(yè)化。
【IPC分類】C09D1/00, C09D5/24, C09D7/12
【公開號】CN105273445
【申請?zhí)枴緾N201510230024
【發(fā)明人】肖偉, 李紅
【申請人】蘇州第一元素納米技術有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年5月8日