一种改性海蛎壳抗菌硅酸钙板制备方法

技术领域

本发明属于新型建筑材料领域，具体涉及一种改性海蛎壳抗菌硅酸钙板的制备方法。

背景技术

硅酸钙板作为新兴绿色环保建材，已经受到部分消费者的青睐。其“利废性”近些年被广泛开发，通过处理使废弃物中的硅质材料和钙质材料反应生成具有良好性能的托勃莫来石，可实现节能环保的同时有效降低成本，成为了行业发展的新趋势。目前，已有学者利用磷尾矿、磷渣等废弃物制备轻质硅酸钙板(CN 105130360 B)；使其在具有良好抗折强度的同时具有良好的耐久性能，还有学者采用普通硅酸盐水泥和改性硅藻土进行结合制备硅酸钙板，也可满足硅酸钙板的基本性能要求(CN 107602027A)；此外，有学者提出了抗菌硅酸钙板的制备理念，采用在制备好的硅酸钙板表面喷涂抗菌材料的方式来实现硅酸钙板的抗菌功能(CN202280385)。

近年来，全球大流行病的广泛传播严重威胁人类的健康、工作和生活，将抗菌性能与建筑材料结合成为新的发展趋势。但现存在硅酸钙板表面喷涂抗菌材料的方式，易产生脱落对其抗菌效果产生影响，将建筑原材料进行抗菌改性，可确保建筑材料具有持续稳定抗菌性能；同时，建筑物的整体抑菌性可有效避免建筑物的微生物的腐蚀，具有良好的市场应用前景。

发明内容

本发明的目的在于针对当前技术中存在的不足，提供一种改性海蛎壳抗菌硅酸钙板制备方法。该方法通过将生物质废弃物海蛎壳浸泡在Cu(NO

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种改性海蛎壳抗菌硅酸钙板制备方法，具体是以改性废弃海蛎壳、硅藻土、木纤维、水泥为原材料，经搅拌、成型、预养护、蒸压养护等系列工艺制备得到。

(1)将海蛎壳清洗干净、烘干、磨成细粉，浸泡于Cu(NO

其中，海蛎壳粉的粉碎细度为100-3000目，每800g海蛎壳粉浸泡在1-5LCu(NO

(2)将上述固体烘干置于马弗炉中煅烧，800-950℃下煅烧5-10h，重复煅烧1-3次自然冷却至室温，得到CuO/CaO粉末；

其中，马弗炉体积每27L可煅烧1-3420g Cu(NO

(3)向上述固体中加水使其水化，过滤后将得到的固体在60-80℃的真空烘箱中烘干8-12h，得到CuO/Ca(OH)

其中，CuO/CaO的水化程序为：每80g煅烧后所得的海蛎壳粉中加入18g-100g水并搅拌2-5h；

(4)将CuO/Ca(OH)

其中，纤维的质量为混合粉体质量的0-5％；水泥质量为混合粉体质量的20％-40％；水的质量为混合粉体质量的20％-40％；当该物质的比例为0时，意味着没有添加该物质，浆料的混合搅拌采用粉磨机搅拌10-20min；

CuO/Ca(OH)

所述纤维为木纤维，所述水泥为硅酸盐水泥。

(5)将混合好的浆料装入不锈钢模具中，在压力机下模压成型，室温下预养护；

(6)经预养护后的板材放入水泥压蒸釜中蒸压养护；

(7)经蒸压养护后的板材室温下干燥7-14天，即得一种改性海蛎壳抗菌硅酸钙板。

步骤(5)中压力机模压压强为30-40MPa，模压时间为10-20min，预养护时间为8-12h。

步骤(6)中蒸养温度应为160-200℃，压强应为0.5-1.9MPa，蒸养时间为8-12h。

本发明的有益效果是：

本发明制备的一种改性海蛎壳抗菌硅酸钙板可用于大量应用于工商业工程建筑的吊顶天花板和隔墙，家庭装修、家具的衬板、广告牌的衬板、仓库的棚板、网络地板以及隧道等室内工程的壁板。

本发明采用以上技术方案制备的改性海蛎壳抗菌硅酸钙板以改性废弃海蛎壳、硅藻土、木纤维、普通硅酸盐水泥为主要材料，可实现对海蛎壳的资源化利用，在一定程度上缓解现有的环境污染及资源紧张问题。同时，原材料资源丰富，价格低廉且制备的硅酸钙板具有良好的抗菌、抗折强度等性能，具有良好的市场应用前景。

具体体现在：

(1)本发明通过化学沉积法对海蛎壳进行改性，并以抗菌改性的海蛎壳粉为主要原材料制备硅酸钙板，使其在满足JC/T 564.1－2018纤维增强硅酸钙板所述的基本性能的同时具备良好的抗菌功效，选用的海蛎壳粉进行抗菌改性主要依托其特殊的多层板层状结构，使其具有较大的比表面积，给CuO粒子提供了较多的附着位点，有效的避免了材料团聚，进一步提升材料的抗菌性能。且材料改性方法简单易行、性质稳定，可用于大量生产。当将800g海蛎壳粉浸泡在1L Cu(NO

(2)本发明以改性海蛎壳、硅藻土为主要原材料制备硅酸钙板，通过对制备过程的钙硅比、成型压力、养护温度、养护时间的测试，确定了以改性海蛎壳、硅藻土为主要原材料的硅酸钙板的制备方法，并对满足JC/T 564.1－2018纤维增强硅酸钙板所述的基本性能的试验条件进行范围划分，当以实施例3中的方法制备硅酸钙板时，其抗折强度可达到5.84MPa，耐火性、湿涨率等条件也均可满足国家标准。此外，废弃物海蛎壳长时间堆积不仅侵占人类生活空间，还会伴随时间增长滋生大量细菌、病毒，造成严重环境污染，给人类身体健康带来严重危害。通过对其进行综合利用，不仅可以缓解水泥的大量使用造成的资源与环境危机，还可以缓解废弃物堆积造成的环境问题。

(3)本发明将制备硅酸钙板的主要原材料进行抗菌改性，可有效的控制建筑物中有害微生物含量，以实施例3中的方法制备硅酸钙板时，当以800g海蛎壳粉浸泡在1L(1mol/L)Cu(NO

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中的海蛎壳粉的主要成分为CaCO

本发明中CuO/Ca(OH)

在称量瓶中快速称取约1.5g样品精确至0.0002g。用水转移至250mL锥形瓶中，加水至约50mL，振摇使之混合均匀。加入50mL蔗糖溶液(30g/L)用磁力搅拌器搅拌15min后，加入2-3滴酚酞(10g/L)指示液，将其充分混合后加入4g/L的氢氧化钠溶液使其呈微粉色。最后用盐酸标准滴定溶液(0.5mol/L)滴定至无色，并保持30s不返色。

同时做空白试验，除不加试样外，其他操作与加入试剂的量与测定试验溶液的相同，并与试样同样处理。

氢氧化钙含量以氢氧化钙质量分数W

V--滴定试验溶液所消耗的盐酸标准滴定溶液体积的数值,单位为毫升(mL)；

V

c--盐酸标准滴定溶液浓度的准确数值,单位为摩尔每升(mol/L)；

m--试料质量的数值,单位为克(g)；

M--氢氧化钙[Ca(OH)

所述的硅藻土主要成分为SiO

实施例1

一种改性海蛎壳抗菌硅酸钙板的制备方法：取800g清洗过的海蛎壳磨成细粉，过2000目筛，将其浸泡在1L(0.2mol/L)的Cu(NO

实施例2

其他步骤同实施例1，不同之处为800g粉磨过筛后的海蛎壳粉浸泡到的1LCu(NO

实施例3

其他步骤同实施例1，不同之处为800g粉磨过筛后的海蛎壳粉浸泡到的1LCu(NO

实施例4

其他步骤同实施例1，不同之处为800g粉磨过筛后的海蛎壳粉浸泡到1L(0.2mol/L)的Cu(NO

实施例5

其他步骤同实施例1，不同之处为由取38份煅烧后水化得到的海蛎壳粉末、38份硅藻土粉末变化为取42份煅烧后水化得到的海蛎壳粉末、34份硅藻土粉末；

实施例6

其他步骤同实施例1，不同之处为搅拌均匀后的浆料在40MPa的压力下模压成型变化为在30MPa的压力下模压成型；

对比例1

其他步骤同实施例1，不同之处为搅拌均匀后的浆料在40MPa的压力下模压成型变化为在50MPa的压力下模压成型；

实施例7

其他步骤同实施例1，不同之处为800g粉磨过筛后的海蛎壳粉浸泡到1L(0.2mol/L)的Cu(NO

实施例8

其他步骤同实施例1，不同之处为由在180℃的水泥压蒸釜中蒸压养护变化为在200℃的水泥压蒸釜中蒸压养护；

对比例2

其他步骤同实施例1，不同之处为由在180℃的水泥压蒸釜中蒸压养护变化为在140℃的水泥压蒸釜中蒸压养护；

实施例9

其他步骤同实施例1，不同之处为由在的水泥压蒸釜中蒸压养护10h变化为在水泥压蒸釜中蒸压养护8h；

实施例10

其他步骤同实施例1，不同之处为由在的水泥压蒸釜中蒸压养护10h变化为在水泥压蒸釜中蒸压养护12h；

对比例3

其他步骤同实施例1，不同之处为由在的水泥压蒸釜中蒸压养护10h变化为在水泥压蒸釜中蒸压养护6h；

表1为实施例及对比例抗折强度、耐火性能及湿涨率的测试结果，

由试验结果可知，随着浸泡液中Cu(NO

表2为浸泡不同浓度Cu(NO

由试验结果可知，改性海蛎壳抗菌硅酸钙板对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均存在明显的抑菌效果，随着浸泡液浓度的提升，硅酸钙板的抑菌效果随之提升，在实施例3中，当800g海蛎壳粉浸泡在1L(1mol/L)Cu(NO

本发明未尽事宜为公知技术。