CN101525528A - 具有多种生态能量因子的复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有多种生态能量因子的复合材料及其制备方法，其特点是：该复合材料是含有超细永磁材料粉体、超细电气石材料粉体及过渡金属材料粉体的均匀混合物；该复合材料各组份重量百分含量是：超细永磁材料粉体40～85wt％；超细电气石材料粉体10～60wt％；超细过渡金属材料粉1～20wt％；本发明特点是：具有磁功能、远红外功能、负离子功能等多种生态能量因子，可制造成粉体、注塑或模压成各种形状，广泛使用到生态健康家居系列产品、生态涂料添加剂、生态水处理材料、生态功能纺织品等产品中。
Description
技术领域
本发明涉及到一种可以释放多种生态能量因子的复合新材料，特别是含有多种过渡金属材料、永磁材料和电气石晶体材料的超细复合新材料及其制造方法。
背景技术
随着经济的快速发展和资源的不合理开发，我们已经进入了一个环境恶化、资源枯竭的时代。因此，具有生态、环保、节能、高效的复合新材料已成为各国竟向研究的热点。
生态能量因子是指作用于生物体，使物体体内部之间或与外界环境之间进行物质、能量、信息交流的要素，并对生物体具有调整(或修复)的功能。常见的生态能量因子有磁场、远红外、负离子、小分子团水、生物电流等。磁场对人体的神经系统、血液系统、微循环、酶活性等均有改善作用；红外线具有热效应和温热效益；负离子可改善室内空气质量、消除自由基、使人体体液呈弱碱性等作用；小分子团水具有较高的生理活性；生物电流可调节细胞膜电位等作用。
针对市场上只具有单一的生态能量因子的产品，我们于2004年申报了“一种具有保健功能的复合材料及其制备方法”的专利(专利号：200410012274.9)，研制出了一种新材料可聚集释放多种能量因子。近年来，我们更加深入的研究了超细永磁粉体材料、超细电气石粉体材料、多种超细过渡金属元素等集合作用，极大的提高了复合材料的性能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可以释放磁功能、远红外功能、负离子功能等具有多种生态能量因子的复合材料及其制备方法。
本发明的技术方案为：
具有多种生态能量因子的复合材料，其特点是：该复合材料是含有超细永磁材料粉体、超细电气石材料粉体及过渡金属材料粉体的均匀混合物；该复合材料各组份重量百分含量是：
超细永磁材料粉体 40～85wt％；
超细电气石材料粉体 10～60wt％；
超细过渡金属材料粉体 1～20wt％；
所述的超细永磁材料粉体为0.1μm～100μm的铁氧体永磁材料、钕铁硼永磁材料、钐钴永磁材料中的一种或几种。
所述的超细电气石材料粉体为0.1μm～100μm的镁电气石、锂电气石、铁电气石中的一种或几种。
所述的超细过渡元素金属材料粉体为0.1μm～10μm的钛、铜、锌、镍、钴、钪、钒、铁、锰、锌中的至少六种以上金属的混合材料。
根据最终成形产品的不同，本发明可能会使用树脂，主要为热塑性树脂的聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚苯醚、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯硫醚等中的一种或几种。加工助剂为偶联剂、脱模剂、润滑剂、增塑剂、抗氧化剂中的一种或几种。
以下对本发明复合材料中的各个组份的作用机理进行较为详细的表述。
本发明首次应用永磁材料、电气石材料和过渡金属材料进行理化复合，恰当粉体粒径和组份配比将极大的提高复合材料释放生态能量因子的能力。
磁性材料的磁性主要来源于分子中具有未成对电子、离子之间的偶合，既可以来自分子内，又可以来自分子间。磁性材料粒子的尺寸达到纳米级时，将会出现经典和量子行为共存的现象，具有单磁畴结构，矫顽力很高等十分特别的磁学性质。
由于电气石晶体结构属三方晶系，结构中硅氧四面体的顶角氧原子指向同一方向，沿C轴方向的正、负电荷中心无法重合，从而使其具有了沿C轴两个结晶端天然的正、负极性。复杂的成份类质同象置换和无对称中心的晶体结构，尤其使电气石超微粉体具有较强的压电效应和热电效应的特性。
过渡金属元素金属材料，在原子结构上的共同特点是价电子依次充填在次外层的d轨道上，它们的原子或离子中可能有成单的d轨道电子，电子的自旋决定了原子或分子的磁性。因此，它们具有顺磁性、变价性、高氧化还原性，具有能用于成键的空d轨道以及较高的电荷/半径比，都很容易与各种配位体形成稳定的配位化合物。
经过对永磁材料、电气石材料、过渡金属材料的性能研究，发现永磁材料是电气石的反射材料，磁场所产生的劳伦磁力加强了电气石的电子旋转能量，能促使处于静止状态下的电气石产生更多的负离子。而选用的高矫顽力的永磁材料更加保证电气石持续释放负离子的稳定性。多种过渡元素按比例集合，可在微粒一面形成氧化反应中心，另一面形成还原反应中心，其工作原理是由电荷的移动形成隧道效应，产生电子连锁反应，将极大的增强电气石的极性，使其更高效的诱发空气负离子和远红外线。对磁来说，由于增强的电气石极性，对磁的二价铁和三价铁的相互转换的速度和强度进一步得到加强，使氧化还原反应速度加快，使磁感应强度极其矫顽力得到巩固和加强。若粉体达到纳米级将出现独特的物理特性如小尺寸、量子限域、场效应等。因此，多材料的有机集合起到优势互补，效果叠加的作用。
本发明所研制的复合新材料与现有技术相比，突出的实质性特点是：具有磁功能、远红外功能、负离子功能等多种生态能量因子，可制造成粉体、注塑或模压成各种形状，广泛使用到生态健康家居系列产品、生态涂料添加剂、生态水处理材料、生态功能纺织品等产品中。
具体实施方式
实施例1
60wt％永磁材料
30wt％电气石材料
4wt％过渡金属材料
5wt％树脂
1wt％加工助剂
将永磁材料、电气石材料、过渡金属材料分别逐级粉碎，球磨至3～5微米的粉体。按重量比取各组份粉体均匀混合后，再加入树脂和加工助剂混合造粒、模压、热固化、表面精整、充磁、包装入库。可制造成圆片安置到生态健康家居产品中。
实施例2
45wt％永磁材料
43wt％电气石材料
12wt％过渡金属材料
将永磁材料、电气石材料、过渡金属材料分别逐级粉碎，球磨至0.1～0.5微米的粉体。按重量比取各组份粉体均匀混合后，分装入密封袋。可添加到水溶性涂料中，均匀搅拌后喷涂墙壁。
实施例3
75wt％永磁材料
10wt％电气石材料
10wt％过渡金属材料
4wt％树脂
1wt％加工助剂
将永磁材料、电气石材料、过渡金属材料分别逐级粉碎，球磨至5～10微米的粉体。按重量比取各组份粉体均匀混合后，再加入树脂和加工助剂混合造粒、模压、热固化、表面精整、充磁、包装入库。可制造成球形用于生态水处理产品。
实施例4
40wt％永磁材料
55wt％电气石材料
5wt％过渡金属材料
将永磁材料、电气石材料、过渡金属材料分别逐级粉碎，球磨至2～5微米的粉体。按重量比取各组份粉体均匀混合后，分装入密封袋。可添加到纺织品色浆中进行涂料印花，再对成品布料进行充磁，即可得到具有多种生态能量因子的功能纺织品。
Claims (9)
1、一种具有多种生态能量因子的复合材料，其特征是：该复合材料是含有超细永磁材料粉体、超细电气石材料粉体及过渡金属材料粉体的均匀混合物；该复合材料各组份重量百分含量是：
超细永磁材料粉体 40～85wt％；
超细电气石材料粉体 10～60wt％；
超细过渡金属材料粉体 1～20wt％；
2、按照权利要求1所述的具有多种生态能量因子的复合材料，其特征是：所述的超细永磁材料粉体为0.1μm～100μm的铁氧体永磁材料、钕铁硼永磁材料及钐钴永磁材料中的一种或几种。
3、按照权利要求1所述的具有多种生态能量因子的复合材料，其特征是：所述的超细电气石材料粉体为0.1μm～100μm的镁电气石、锂电气石及铁电气石中的一种或几种。
4、按照权利要求1所述的具有多种生态能量因子的复合材料，其特征是：所述的超细过渡元素金属材料粉体为0.1μm～10μm的钛、铜、锌、镍、钴、钪、钒、铁、锰及锌中的至少六种以上金属的混合材料。
5、按照权利要求1所述的具有多种生态能量因子的复合材料，其特征是：
所述的该复合材料还含有树脂与加工助剂，该复合材料各组份重量百分含量是：
超细永磁材料粉体 40～85wt％；
超细电气石材料粉体 10～60wt％；
超细过渡金属材料粉体1～20wt％；
树脂 3～5wt％；
加工助剂 1wt％；
其中：所述的树脂为热塑性树脂的聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚苯醚、聚甲醛、聚碳酸酯及聚苯硫醚中的一种或几种；所述的加工助剂为偶联剂、脱模剂、润滑剂、增塑剂、抗氧化剂中的一种或几种。
6、按照权利要求1所述的具有多种生态能量因子的复合材料的制备方法，其特征是：将永磁材料、电气石材料、过渡金属材料分别逐级粉碎，球磨至3～5微米的粉体；按重量比取各组份粉体均匀混合后，再加入树脂和加工助剂混合造粒、模压、热固化、表面精整、充磁、包装入库；可制造成圆片安置到生态健康家居产品中。
7、按照权利要求1所述的具有多种生态能量因子的复合材料的制备方法，其特征是：将永磁材料、电气石材料、过渡金属材料分别逐级粉碎，球磨至0.1～0.5微米的粉体；按重量比取各组份粉体均匀混合后，分装入密封袋；用于喷涂墙壁，将复合材料添加到水溶性涂料中，均匀搅拌后喷涂墙壁。
8、按照权利要求1所述的具有多种生态能量因子的复合材料的制备方法，其特征是：将永磁材料、电气石材料、过渡金属材料分别逐级粉碎，球磨至5～10微米的粉体；按重量比取各组份粉体均匀混合后，再加入树脂和加工助剂混合造粒、模压、热固化、表面精整、充磁、包装入库；用于制造成球形用于生态水处理产品。
9、按照权利要求1所述的具有多种生态能量因子的复合材料的制备方法，其特征是：将永磁材料、电气石材料、过渡金属材料分别逐级粉碎，球磨至2～5微米的粉体；按重量比取各组份粉体均匀混合后，分装入密封袋；用于添加到纺织品色浆中进行涂料印花，再对成品布料进行充磁，即可得到具有多种生态能量因子的功能纺织品。
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