一种自清洁耐磨功能材料的制备方法技术

本发明专利技术公开一种自清洁耐磨功能材料的制备方法，包括硅藻土活化、一次粉碎、混料二次粉碎、混合搅拌四个步骤；其中，硅藻土活化使用碳酸钠溶液能够去除硅藻土中的酸性有机物和离子杂质，提高硅藻土的白度和堆密度，高温活化大大降低了氧化物杂质含量，增加了比表面积和孔容积。将本自清洁耐磨功能材料涂抹在建筑外墙自然晾干后，由于硅藻土的高比表面积、孔容积、堆积密度，能够高效大量地吸收水分和释放水分，调节墙面湿度，吸附空气中的游离甲醛、苯、甲苯等有害气体，粉煤灰硅酸盐水泥、海泡石绒提高材料强度、耐磨性的同时，由于粉碎均匀性好，进一步提高了材料的吸附性能、自清洁净化性能和外墙使用寿命。

A preparation method of self-cleaning and wear-resistant functional material

【技术实现步骤摘要】
一种自清洁耐磨功能材料的制备方法
本专利技术涉及功能材料
，具体涉及一种自清洁耐磨功能材料的制备方法。
技术介绍
目前关于具有净化功能和良好强度的功能材料的报道很多，应用范围也各不相同。现有技术(CN107722700A)提供了一种室内空气净化自洁的功能涂料的制备方法。该方法将硅藻土纳米化，并通过激光刻蚀，纳米硅藻土的表面刻蚀为微细绒毛后，分散在水中，再表面活性剂，调节pH值为2～3，然后滴加钛源反应，得复合绒毛微球，最后将复合绒毛微球与乳胶粉、阻燃剂、纤维素、颜料分散均匀，得到室内空气净化自洁的功能涂料。该功能涂料通过激光纳米刻蚀，使纳米硅藻土表面形成绒毛状，在绒毛间生长二氧化钛，使得二氧化钛的表面充分暴露与室内空气接触，室内净化催化效率高，且涂层不易污染，是一种优良的室内空气净化自洁的功能涂料。研究发现，使用硅藻土作为成分来提高材料的自清洁净化功能，制备过程中仍然存在以下技术问题：1)不能够提高硅藻土的比表面积和孔容积，无法达到调节墙面湿度和保障空气净化的效果，同时材料的强度和耐磨性有待进一步提高；2)对固体物料的研磨粉碎效率低，物料的粒径均匀性差，固液成分混合搅拌的过程中容易发生粘稠凝结现象。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种自清洁耐磨功能材料的制备方法。通过硅藻土活化使用碳酸钠溶液去除硅藻土中的酸性有机物和离子杂质，提高硅藻土的白度和堆密度，高温活化大大降低了氧化物杂质含量，增加了比表面积和孔容积；一次粉碎、混料二次粉碎、混合搅拌均使用专业的粉碎混料机进行操作，一次粉碎过程中使用高压气体配合第一粉碎副轴与第二粉碎副轴的交错过程对活化硅藻土进行多次研磨粉碎，提高了活化硅藻土的粒径均匀性；混料二次粉碎过程中，同样使用高压气体从固体进料管加入无机胶凝材料粉煤灰硅酸盐水泥、光触媒剂纳米二氧化钛、耐磨增强助剂海泡石绒、表面活性剂，使用碾磨主轮与碾磨副轮进行碾磨粉碎，便于固体物料的集中混合粉碎；将本自清洁耐磨功能材料涂抹在建筑外墙自然晾干后，由于硅藻土的高比表面积、孔容积、堆积密度，能够高效大量地吸收水分和释放水分，调节墙面湿度，吸附空气中的游离甲醛、苯、甲苯等有害气体，提高了材料的吸附性能、自清洁净化性能和外墙使用寿命。经检测甲醛净化率达到88-92％，甲苯净化率达到51-56％，抗压强度达到18.3-19.2N，磨耗达到3.92-4.05％，饱和吸水率达到40.6-42.6％。通过从进料斗处加入活化硅藻土，开启调压阀和高压气泵，高压气体吹入一次粉碎腔室内；第一电机驱动第一粉碎主轴和第一粉碎副轴转动，第二电机驱动第二粉碎主轴和第二粉碎副轴转动，第一粉碎副轴和第二粉碎副轴交错的过程中对固体物料进行研磨粉碎，同时会被高压气体吹起进行多次的研磨粉碎，提高了研磨粉碎的效率和物料粒径均匀性。通过高压气体从固体进料管依次加入粉煤灰硅酸盐水泥、纳米二氧化钛、海泡石绒、表面活性剂，第三电机驱动碾磨主轮转动，碾磨主轮带动碾磨副轮转动，对进入二者啮合处的固体物料进行碾磨粉碎，同时从第一筛板落下的活化硅藻土进入二次粉粹腔室内，与其他固体物料混合粉碎，确保了混合固体物料的粒径均匀性。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：本专利技术提供一种自清洁耐磨功能材料的制备方法，包括以下步骤：S1、硅藻土活化：将硅藻土与25-30wt％的碳酸钠溶液按照质量比1:25-30混合后，升温至35-40℃，搅拌10-20min后，过滤，760-780℃活化2-3小时，得到活化硅藻土；S2、一次粉碎：按照重量份计，将22-30份活化硅藻土从进料斗处加入，开启调压阀和高压气泵，高压气体吹入一次粉碎腔室内；第一电机驱动第一粉碎主轴和第一粉碎副轴转动，第二电机驱动第二粉碎主轴和第二粉碎副轴转动，第一粉碎副轴和第二粉碎副轴交错的过程中对固体物料进行研磨粉碎，同时会被高压气体吹起进行多次的研磨粉碎；S3、混料二次粉碎：按照重量份计，使用高压气体从固体进料管依次加入22-28份粉煤灰硅酸盐水泥、7-13份纳米二氧化钛、14-20份海泡石绒、2-5份表面活性剂，启动第三电机，第三电机驱动碾磨主轮转动，碾磨主轮带动碾磨副轮转动，对进入碾磨主轮与碾磨副轮啮合处的物料进行碾磨粉碎，同时从第一筛板落下的活化硅藻土进入二次粉粹腔室内，与其他物料混合粉碎；S4、混合搅拌：混合粉碎后物料从下料口的第二筛板处落下，按照重量份计，从液体进料管处加入800-1200份水，启动第四电机，第四电机驱动搅拌主轴、搅拌副轴转动，对固液混合物进行混合搅拌，搅拌均匀后得到该自清洁耐磨功能材料。作为本专利技术进一步的方案，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、单硬脂酸甘油酯、司盘80中的一种或多种的混合物。作为本专利技术进一步的方案，所述粉碎混料机包括进料斗、一次粉碎腔室、二次粉碎腔室、搅拌室，两个进料斗对称设于一次粉碎腔室的顶部两侧，二次粉碎腔室设置在一次粉碎腔室的底部，搅拌室设于二次粉碎腔室的底部；一次粉碎腔室包括第一电机、第二电机、第一转轴、第二转轴，第一电机与从一次粉碎腔室一侧壁部穿入的第一转轴连接，第二电机与从一次粉碎腔室另一侧壁部穿入的第二转轴连接，第一转轴位于第二转轴的上方；第一转轴的轴向等距分布有若干圈第一粉碎主轴，第一粉碎主轴的轴向等距分布有若干圈第一粉碎副轴，第二转轴的轴向等距分布有若干圈第二粉碎主轴，第二粉碎主轴的轴向等距分布有若干圈第二粉碎副轴。作为本专利技术进一步的方案，上下相邻的第一粉碎主轴与第二粉碎主轴交错设置且二者中轴线间距为10-20cm，上下相邻的第一粉碎副轴与第二粉碎副轴交错设置且间距为0.6-1.2mm；一次粉碎腔室的底部两侧设有吹气管，吹气管的一端连接有高压气泵，吹气管上设有调压阀。作为本专利技术进一步的方案，所述二次粉碎腔室的纵截面呈等腰梯形，包括顶部的第一筛板、底部的底板、侧部的固体进料管；底板的下方中心部位设有第三电机，第三电机的电机轴竖直向上连接有碾磨主轮，第一筛板的底部两侧通过转动轴活动连接有碾磨副轮；碾磨主轮与碾磨副轮相互啮合；二次粉碎腔室的底部两侧设有下料口，下料口内设有第二筛板。作为本专利技术进一步的方案，所述第一筛板的筛孔孔径为0.8-1.1mm，第二筛板的筛孔孔径为0.8-1.1mm。作为本专利技术进一步的方案，所述搅拌室的侧壁设有液体进料管，底部设有第四电机，第四电机的电机轴贯穿入搅拌室内与搅拌主轴连接，搅拌主轴上设有L形的搅拌副轴，搅拌副轴上设有若干个连接轴，连接轴的端部设有剪切刀，搅拌室的底部设有出料口。本专利技术的有益效果：1、本专利技术的自清洁耐磨功能材料的制备方法，包括硅藻土活化、一次粉碎、混料二次粉碎、混合搅拌四个步骤；其中，硅藻土活化使用碳酸钠溶液能够去除硅藻土中的酸性有机物和离子杂质，提高硅藻土的白度和堆密度，高温活化大大降低了氧化物杂质含量，增加了比表面积和孔容积；一次粉碎、混料二次粉碎、混合搅拌均使用专业的粉碎混料机进行操作，一次粉碎过程中使用高压气体配合第一粉碎副轴与第二粉碎副轴的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自清洁耐磨功能材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、硅藻土活化：将硅藻土与25-30wt％的碳酸钠溶液按照质量比1:25-30混合后，升温至35-40℃，搅拌10-20min后，过滤，760-780℃活化2-3小时，得到活化硅藻土；/nS2、一次粉碎：按照重量份计，将22-30份活化硅藻土从进料斗(1)处加入，开启调压阀(7)和高压气泵(6)，高压气体吹入一次粉碎腔室(2)内；第一电机(21)驱动第一粉碎主轴(25)和第一粉碎副轴(26)转动，第二电机(22)驱动第二粉碎主轴(27)和第二粉碎副轴(28)转动，第一粉碎副轴(26)和第二粉碎副轴(28)交错的过程中对固体物料进行研磨粉碎，同时会被高压气体吹起进行多次的研磨粉碎；/nS3、混料二次粉碎：按照重量份计，使用高压气体从固体进料管(40)依次加入22-28份粉煤灰硅酸盐水泥、7-13份纳米二氧化钛、14-20份海泡石绒、2-5份表面活性剂，启动第三电机(33)，第三电机(33)驱动碾磨主轮(34)转动，碾磨主轮(34)带动碾磨副轮(36)转动，对进入碾磨主轮(34)与碾磨副轮(36)啮合处的物料进行碾磨粉碎，同时从第一筛板(31)落下的活化硅藻土进入二次粉粹腔室(3)内，与其他物料混合粉碎；/nS4、混合搅拌：混合粉碎后物料从下料口(38)的第二筛板(39)处落下，按照重量份计，从液体进料管(37)处加入800-1200份水，启动第四电机(41)，第四电机(41)驱动搅拌主轴(42)、搅拌副轴(43)转动，对固液混合物进行混合搅拌，搅拌均匀后得到该自清洁耐磨功能材料。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自清洁耐磨功能材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、硅藻土活化：将硅藻土与25-30wt％的碳酸钠溶液按照质量比1:25-30混合后，升温至35-40℃，搅拌10-20min后，过滤，760-780℃活化2-3小时，得到活化硅藻土；
S2、一次粉碎：按照重量份计，将22-30份活化硅藻土从进料斗(1)处加入，开启调压阀(7)和高压气泵(6)，高压气体吹入一次粉碎腔室(2)内；第一电机(21)驱动第一粉碎主轴(25)和第一粉碎副轴(26)转动，第二电机(22)驱动第二粉碎主轴(27)和第二粉碎副轴(28)转动，第一粉碎副轴(26)和第二粉碎副轴(28)交错的过程中对固体物料进行研磨粉碎，同时会被高压气体吹起进行多次的研磨粉碎；
S3、混料二次粉碎：按照重量份计，使用高压气体从固体进料管(40)依次加入22-28份粉煤灰硅酸盐水泥、7-13份纳米二氧化钛、14-20份海泡石绒、2-5份表面活性剂，启动第三电机(33)，第三电机(33)驱动碾磨主轮(34)转动，碾磨主轮(34)带动碾磨副轮(36)转动，对进入碾磨主轮(34)与碾磨副轮(36)啮合处的物料进行碾磨粉碎，同时从第一筛板(31)落下的活化硅藻土进入二次粉粹腔室(3)内，与其他物料混合粉碎；
S4、混合搅拌：混合粉碎后物料从下料口(38)的第二筛板(39)处落下，按照重量份计，从液体进料管(37)处加入800-1200份水，启动第四电机(41)，第四电机(41)驱动搅拌主轴(42)、搅拌副轴(43)转动，对固液混合物进行混合搅拌，搅拌均匀后得到该自清洁耐磨功能材料。


2.根据权利要求1所述的自清洁耐磨功能材料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、单硬脂酸甘油酯、司盘80中的一种或多种的混合物。


3.根据权利要求1所述的自清洁耐磨功能材料的制备方法，其特征在于，所述粉碎混料机包括进料斗(1)、一次粉碎腔室(2)、二次粉碎腔室(3)、搅拌室(4)，两个进料斗(1)对称设于一次粉碎腔室(2)的顶部两侧，二次粉碎腔室(3)设置在一次粉碎腔室(2)的底部，搅拌室(4)设于二次粉碎腔室(3)的底部；
一次粉碎腔室(2)包括第一电机(21)、第二电机(22)、第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王巧云，
申请(专利权)人：王巧云，
类型：发明
国别省市：安徽;34