CN102418021B - 常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料及其制备方法，其特点是：主要由以富镁硅酸盐矿石、锂辉石、桂宝石为主的非金属矿物，以氧化镨钕为主的复合稀土氧化物，以及还原合金铁粉，经粉碎、与辅料混合制浆、喷雾造粒、压制、烧结后制得；原料中各组份的重量百分比如下：富镁硅酸盐矿石8～60%、锂辉石2～10%、桂宝石5～15%；还原合金铁粉2～10%；氧化镨钕2～8%；辅料中各组份的重量百分比如下：球粘土10～46%、粘合剂1～8%。可在45℃以下的常温环境下持续释放对人体健康有益的红外光，产生非热生物共振效应，从而，有效提升细胞自我复制所必须的能量与信息传递机制，增强肌体代谢与免疫等活动功能，有利提高人体抗病能力，达到预防疾病、治疗疾病以及抗衰老的目的。并且节约了能源。
Description
技术领域
本发明涉及一种常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料。
技术背景
追求健康长寿，享受美好人生，自古以来是人类美好的愿望。然而，随着人类现代文明的发展，城市化进程的不断扩大，人们在享受物质文明给自己带来的快乐满足感时，同时，又遭受到环境污染、工作压力、不当饮食、生活习惯等等不良因素的影响，中老年人群的亚健康与慢性病现象日益严重。从现代生命科学与生物医学的角度来看，多数慢性疾病的产生，本质上与未老先衰息息相关。
那么红外线与人体生命信息有哪些关系呢？据文献记载：
（1）合成脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）的原料三磷酸腺苷分子中的高能磷酸键所释放的量子能量为42～50千焦耳(0.44eV)，恰好与2～3um近红外光子能量相当；
（2）占人体重量60％一70％的体液中的水分子的氢键键能，相当于2～7um近、中红外光子的能量。而氢键在生命物质中至关重要，它对于生命物质结构和性能的稳定，维持正常生命活动具有重要的意义；
（3）人体细胞生长繁殖是以脱氧核糖核酸即DNA的合成、复制为基础的。而作为生物大分子的DNA是双螺旋结构，其中含有大量氢键。DAN的分解或合成由其氢键的断裂或结合所引起，而此两种氢键能约为0.48eV和0.28eV，相应波长分别为2.6um和4.4um，相应的光子能量正好处在近、中红外光谱范围内；
（4）蛋白质酶等生物大分子中含氢化学键的伸缩振动的光谱吸收峰也在2.5um的近红外线区域；
（5）遗传物质DAN分子中的激发态的能量也处于近红外光能波段。2～3um的近红外光子容易产生频率相同而方式多样的激发。这种激发有利于DAN进行复杂灵活、精确而又协调的能量转移，在遗传信息的储存和传递，分子特异性的表达中发挥重要作用；
（6）人体组织中的O-H键伸展，C-H键伸展，C-C、C＝C、C-O、C＝O键及H2O键弯曲的振动，上述这些生物键对应的谐振波长大部分落在3～6um中红外波段，相应的红外光能辐射可以有选择地激活单个的分子组织并引起复杂的生物变化过程；
现代生物医学与量子生物学的研究已经证明，氢键不仅对核酸、蛋白质分子的二、三级结构有决定意义，而且遗传信息由DAN-RNA—蛋白质的传递都有赖于氢键的形成与断裂。氢键的键能为7～10kcol／mol，相当于红外线区域2.7～4.1um光量子。核酸分子中磷酸二氢键的键能为101～2kcol／mol，相当于红外线区域2～3um光量子。总体来看，人体中生物大分子及其所处的渗液环境，其功能基团及化学键的特征振动频率基本上都处于2.5～15um的红外线光谱区段，主要部分在2.4～6.2um的近、中红外光谱区段。
为了克服亚健康与慢性病的纠缠，提升人们的健康水平，市场上出现了一种红外保健仪器，主要是将远红外陶瓷材料制成管状或制成粉状涂覆在有关基材上，经加热后向人体辐射。再例如申请号为CN200910051525、发明名称为“铬锆质红外辐射材料、其制备方法及其应用”的中国专利公开了一种铬锆质红外辐射材料，其组分包括Cr2O3、ZrO2，还包括铬铁矿、钛铁矿、菱镁矿和锆英砂中的一种或几种。该发明中的铬锆质红外辐射材料通过硅酸盐化学与工学处理工艺后，形成一种铝镁尖晶石、镍铁尖石等尖晶石族的铬锆质陶瓷，其特点是具有稳定的高温物理化学性能和特别高的高温热辐射率。该铬锆质陶瓷红外辐射材料的法向辐射率εn(400℃)可达到0.87～0.93。虽然现有的红外陶瓷材料具有对人体保健的作用，但是，该远红外陶瓷材料释放对人体有益的能量的环境要求是必须在高温例如300℃～400℃的条件下，也就是说离开了300℃～400℃高温条件，在常温下，该远红外陶瓷材料的红外辐射波段，不能满足诸多生物大分子基团产生红外共振吸收的相应波长要求，对人体的保健作用极其有限。因此，目前该远红外陶瓷材料仅适用于短时间在高温条件下治疗浅表疾病与局部病变理疗，无法实现向人们长时间传递生物能量、提升自身整体健康、增强免疫机制、抵御疾病、获得真正健康长寿的需求。
发明内容
本发明是为了克服了现有技术的红外辐射材料在医学和保健的应用与抗衰老方面的明显不足之处，而提出的一种在45℃以下的常温环境下均可释放对人体健康有益的常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料，该宽频红外陶瓷材料在常温下可使生命体吸收对人体有益的红外光能而产生非热生物共振效应，从而，有效提升细胞自我复制所必须的能量与信息传递机制，实现人们对自身整体健康的提升、增强免疫机制、抵御疾病，获得真正健康长寿的需求，并且节约了能源。
本发明采取的技术方案是：一种常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料，其特征在于：主要由以富镁硅酸盐矿石、锂辉石、桂宝石为主的非金属矿物，以氧化镨钕为主的复合稀土氧化物，以及还原合金铁粉，经粉碎、与辅料混合制浆、喷雾造粒、压制、烧结后制得；
所述的原料中各组份的重量百分比如下：
富镁硅酸盐矿石8～60%、锂辉石2～10%、桂宝石5～15%；
还原合金铁粉2～10%；
氧化镨钕2～8%；
所述的辅料中各组份的重量百分比如下：
球粘土10～46%、粘合剂1～8%。
所述富镁硅酸盐矿石为氧化镁总含量在5～50％的贵蛇纹石玉、蛇纹石玉、蛇纹石、镁质粘土中的一种或多种组合。
上述一种常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料，其中：所述的原料还还包括非金属矿物叶腊石或透闪石，或者,叶腊石和透闪石，其中所述的叶腊石和透闪石的重量百分比分别为3～10%。
上述一种常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料，其中：所述的辅料还添加重量百分比为4～9%的分散剂。
上述一种常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料，其中：所述还原合金铁粉由Fe与选自Al、V、Cr、Ni、Mo、Ti、Mn、Cu、Co、Zr、Zn、Mg中的一种或多种金属组合。
上述一种常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料，其中：所述锂辉石中的氧化锂含量大于7.5％；
上述一种常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料，其中：所述氧化镨钕的主要成份为Pr、Nd两种原料的组合；按0.5～3.0︰9.5～7.0比例复合而成。
一种在常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料的制备方法，其特征在于,包含以下步骤：
A、将上述原料中相应重量百分比的富镁硅酸盐矿石、锂辉石、桂宝石、还原合金铁粉、氧化镨钕进行粉碎；根据各物质材料熔点高低与性能的不同，分别选择不同粉碎工艺，磨成后过350目网筛；
B、将步骤A中得到的原料粉料投入搅拌池，以58～72︰42～28的原料粉与水之比充分混合后，再添加重量百分比为1～8%的粘合剂、以及重量百分比为10～46%的粉碎后过350目网筛的球粘土充分搅拌均匀，制成原料浆；
C、将步骤B中制成的原料浆用压力虹吸机喷入喷雾干燥造粒塔内，制成含水量小于3％的微米级固体颗粒；
D、将步骤C中制成的固体颗粒置入干压机料斗内，根据不同类型产品的要求，选用相应模具，压制出不同形状的宽频红外陶瓷材料坯体；
E、将步骤D中制成的不同形状坯体置入中温干燥箱进行第一次预烧结，其烧结温度控制在400～700℃范围内，并恒温50～80分钟；
F、将步骤E中得到的预烧结坯体，在保温的状态下，迅速移至高温滚道烧结窑内第二次烧结，烧结温度控制在1100～1450℃范围内，恒温60～120分钟，出炉时迅速风冷至室温，即得宽频红外陶瓷材料。
上述在常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料的制备方法，其中：所述的原料还包括叶腊石或透闪石，或者叶腊石和透闪石，其中所述的叶腊石和透闪石的重量百分比分别为3～10%；所述的辅料中还加入重量百分比为4～9%的分散剂。
上述在常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料的制备方法，其中,还包括对步骤F中制成的不同形状的坯体置入抛光机内进行抛光的抛光步骤G。
本发明由于在原材料的选择、配比以及制备工艺方面采用了以上的技术方案，使得烧结后的红外陶瓷辐射材料的晶体结构内部的自由载流子带内跃迁或电子从杂质能级到导带的直接跃迁，而产生2～6um波段的常温（45℃以下）红外光子辐射，这与目前现有技术在医学领域内广泛使用的一般高温(300～400℃)红外辐射材料，其常温下辐射带集中在大于5um的二声子、三声子区具有很大不同，因此，能在常温（45℃以下）下持续向外辐射2～25um的红外光子能量，这一波长范围的红外光子能量，又正好落在被现代生物医学领域已经证实对人体的有益效果中，即：很多生物大分子基团如：自由NH伸缩、氢键OH伸缩、芳香族CH伸缩及遗传物质DNA分子中的激发能态均处于2～6um红外光子波段，且维持生命体能量正常传递的生理温度，也只能在0～47℃范围内的论述。所以，人们在常温下持续使用本发明产品时，肌体细胞的原子、分子能级被激发而处于较高振动能级，产生了一系列生物同频共振效应，可有效激活核酸蛋白质等生物大分子基团的活性，增强肌体代谢与免疫等活动功能，有利提高人体抗病能力，达到预防疾病、治疗疾病以及抗衰老的目的，为人类获得自然健康长寿提供有效保障。
本发明的优点是：
1、在安全性和适应性方面：以往用于医疗康复理疗仪中的红外辐射材料，只能在加温至300～400℃高温情况下，才能产生类似本发明的宽频红外生物信息辐射，在常温下几乎没有小于6um的有效红外辐射产生。而生命体所能接受的安全生理温度只在0-47℃范围内，因此，以往用于医疗康复理疗仪中的红外辐射材料的使用安全性和在医疗康复应用方面的适应性均不尽人意。而本发明实现的常温宽频红外生物信息辐射材料可在45℃以下的常温下发挥效果，因此有效克服了现有技术的不足，在安全性和适应性方面具有明显优势；
2、在能耗方面：以往用于医疗康复理疗仪中的红外辐射材料，均属高温辐射材料，因此，在对人体进行相同医疗效果的使用情况下，本发明的常温宽频红外生物信息辐射材料比前者节省能耗达70％以上；
3、在医疗效果方面：以往用于医疗康复理疗仪中的高温红外辐射材料，只能停留在局部炎症或病变理疗、改善疾病症状方面使用，根本无法长时间使用，故影响或降低了医疗效果的持续性与治愈率。而本发明的常温宽频红外生物信息辐射材料，既可以在常温下持续使用，又可以在人体所能接受的安全温热度情况下长时间使用，因此，极大的提高了医疗效果的持续性与治愈率，从而，有效增强人体自身的免疫力，提高自身防病治病、延缓衰老的能力。
具体实施方式
本发明一种常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料，主要由以富镁硅酸盐矿石、锂辉石、桂宝石为主的非金属矿物，以氧化镨钕为主的复合稀土氧化物，以及还原合金铁粉，经粉碎、与辅料混合制浆、喷雾造粒、压制、烧结后制得；
所述的原料中各组份的重量百分比如下：富镁硅酸盐矿石8～60%；锂辉石2～10%；桂宝石5～15%；还原合金铁粉2～10%；氧化镨钕2～8%；
所述的辅料中各组份的重量百分比如下：球粘土10～46%；粘合剂1～8%。所述的原料还可以包括叶腊石3～10%和/或透闪石3～10%。所述的辅料中还加入重量百分比为4～9%的分散剂；
所述富镁硅酸盐矿石为氧化镁总含量在5～50％的贵蛇纹石玉、蛇纹石玉、蛇纹石、镁质粘土中的一种或多种组合。
以下给出具体实施例来进一步说明。这些实施例的用意只是说明性的，而不应理解为对本发明的限制。
实施例1：
A、将原料中的富镁硅酸盐矿石10.8kg、叶腊石13.5kg、锂辉石2.7kg、桂宝石20.25kg、还原合金铁粉13.5kg、氧化镨钕10.8kg、以及辅料球粘土63.45kg根据材料熔点高低与性能的不同，分别选择不同粉碎工艺，进行粗磨、细磨及超细磨，磨成后过350目网筛；
B、将步骤A中得到的粉料投入搅拌池，以58︰42的粉水之比充分混合后，再添加5.4kg的分散剂和10.8kg的粘合剂（例如型号为SD-7041B，当然也可以是其他型号）充分搅拌均匀，制成原料浆；
C、将步骤B中制成的原料浆用压力虹吸机喷入喷雾干燥造粒塔内，制成含水量小于3％、尺寸在100～250微米的固体颗粒；
D、将步骤C中制成的固体颗粒置入干压机料斗内，根据不同类型产品的要求，选用相应模具，压制出不同外形的片状或颗粒状坯体；
E、将步骤D中制成的不同形状坯体置入中温干燥箱进行第一次预烧结，其烧结温度控制在400～450℃范围内，并恒温70～80分钟；
F、将步骤E中得到的预烧结坯体，在保温的状态下，迅速移至高温滚道烧结窑内第二次烧结，其烧结温度控制在1100～1150℃范围内，恒温100～120分钟，出炉时迅速风冷至室温；
G、将步骤F中制成的不同形状成品置入高速振动抛光机内，加入抛光剂进行抛光后，即得到符合要求的宽频红外生物信息陶瓷材料。
实施例2、
A、将原料中的富镁硅酸盐矿石45.9kg、锂辉石8.1kg、透闪石13.5kg、桂宝石13.5kg、还原合金铁粉8.1kg、氧化镨钕6.75kg、以及辅料球粘土39.15kg，根据材料熔点高低与性能的不同，分别选择不同粉碎工艺，进行粉碎、粗磨、细磨及超细磨，磨成后过350目网筛；
B、将步骤A中得到的粉料投入搅拌池，以65︰35的粉水之比充分混合后，再添加5.4kg的分散剂和8.1kg的型号为SD-7041B的粘合剂充分搅拌均匀，制成原料浆；
C、将步骤B中制成的原料浆用压力虹吸机喷入喷雾干燥造粒塔内，制成含水量小于3％，尺寸在50～150微米的固体颗粒；
D、将步骤C中制成的固体颗粒置入干压机料斗内，根据不同类型产品的要求，选用相应模具，压制出不同外形的片状或颗粒状坯体；
E、将步骤D中制成的不同形状坯体置入中温干燥箱进行第一次预烧结，其烧结温度控制在500～550℃范围内，并恒温60～70分钟；
F、将步骤E中得到的预烧结坯体，在保温的状态下，迅速移至高温滚道烧结窑内第二次烧结，其烧结温度控制在1200～1250℃范围内，恒温80～100分钟，出炉时迅速风冷至室温；
G、将步骤F中制成的不同形状成品置入高速振动抛光机内，加入抛光剂进行抛光后，即得到符合要求的宽频红外生物信息陶瓷材料。
实施例3、
A、将原料中的富镁硅酸盐矿石81kg、叶腊石4.05kg、球粘土13.5kg、锂辉石13.5kg、透闪石10.8kg、桂宝石6.75kg、还原合金铁粉2.7kg、氧化镨钕2.7kg，根据材料熔点高低与性能的不同，分别选择不同粉碎工艺，进行粉碎、粗磨、细磨及超细磨，磨成后过350目网筛；
B、将步骤A中得到的粉料投入搅拌池，以72︰28的粉水之比充分混合后，再添加12.15kg的分散剂和1.35kg的SD-7041B粘合剂充分搅拌均匀，制成原料浆；
C、将步骤B中制成的原料浆用压力虹吸机喷入喷雾干燥造粒塔内，制成含水量小于3％，尺寸在250～350微米的固体颗粒；
D、将步骤C中制成的固体颗粒置入干压机料斗内，根据不同类型产品的要求，选用相应模具，压制出不同外形的片状或颗粒状坯体；
E、将步骤D中制成的不同形状坯体置入中温干燥箱进行第一次预烧结，其烧结温度控制在600～650℃范围内，并恒温50～60分钟；
F、将步骤E中得到的预烧结坯体，在保温的状态下，迅速移至高温滚道烧结窑内第二次烧结，其烧结温度控制在1400～1450℃，恒温60～80分钟，出炉时迅速风冷至室温；
G、将步骤F中制成的不同形状成品置入高速振动抛光机内，加入抛光剂进行抛光后，即得到符合要求的宽频红外生物信息陶瓷材料。
本发明上述实施例中，所述的富镁硅酸盐矿石选择氧化镁总含量在5～50％的贵蛇纹石玉、蛇纹石玉、蛇纹石、镁质粘土中的一种或多种矿石复合而成。所述还原合金铁粉的成份由Fe与选自Al、V、Cr、Mo、Ni、Mn、Ti、Cu、Co、Zr、Zn、Mg中的一种或多种金属复合而成。所述锂辉石中的氧化锂含量大于7.5％；所述氧化镨钕的主要成份为Pr、Nd二种原料；按0.5～3.0︰9.5～7.0比例复合而成。
本发明所实现的一种在常温下具有抗衰老功能的宽频红外生物信息陶瓷材料，常温下能持续向外辐射2～25um的红外光能，因辐射范围涵盖了近红外、中红外及远红外全波段，故称其为宽频红外线。经中国计量科学研究院检测证实：本发明的在常温下具有抗衰老功能的宽频红外生物信息陶瓷材料在20～40℃常温环境下，其2～25um全波段红外辐射率高达93％。目前生物医学领域内的相关研究成果已证实，诸多生物大分子基团如：自由NH伸缩、氢键OH伸缩、芳香族CH伸缩及遗传物质DNA分子中的激发能态均处于2～6微米红外光子波段(生物医学界称其为生物信息)，这种维持生命体能量正常传递的生理温度，只能在0～47℃常温范围内实现。由于本发明可在45℃以下的常温环境中持续向外辐射2～25um的红外光能，因此，本发明符合了上述人体生物能量正常传递的生理温度要求。人体在常温下持续使用产品时，其肌体细胞的原子、分子能级可被激发而处于较高振动能级，产生了一系列生物同频共振效应，从而有效激活核酸蛋白质等生物大分子基团的活性，增强肌体代谢与免疫等活动功能，对人体防病治病、增强免疫、延缓衰老更具有重要的实际意义。本发明并具有节约能源和不受环境条件约束而使用的有益效果。
虽然本发明已以数个较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，任何本技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，对本发明作出的非实质性的改进和调整，仍应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料，其特征在于：主要由以富镁硅酸盐矿石、锂辉石、桂宝石为主的非金属矿物，以氧化镨钕为主的复合稀土氧化物，以及还原合金铁粉，经粉碎、与辅料混合制浆、喷雾造粒、压制、烧结后制得；
所述的原料中各组份的重量百分比如下：
富镁硅酸盐矿石8～60%、锂辉石2～10%、桂宝石5～15%；
还原合金铁粉2～10%；
氧化镨钕2～8%；
所述的辅料中各组份的重量百分比如下：
球粘土10～46%、粘合剂1～8%；
所述富镁硅酸盐矿石为氧化镁总含量在5～50％的贵蛇纹石玉、蛇纹石玉、蛇纹石、镁质粘土中的一种或多种组合。
2.根据权利要求1所述的一种常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料，其特征在于：所述的原料还包括非金属矿物叶腊石或透闪石，或者,叶腊石和透闪石，其中所述的叶腊石和透闪石的重量百分比分别为3～10%。
3.根据权利要求1所述的一种常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料，其特征在于：所述的辅料中还加入重量百分比为4～9%的分散剂。
4.根据权利要求1所述的一种常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料，其特征在于：所述还原合金铁粉由Fe与选自Al、V、Cr、Ni、Mo、Ti、Mn、Cu、Co、Zr、Zn、Mg中的一种或多种金属组合。
5.根据权利要求1所述的一种常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料，其特征在于：所述锂辉石中的氧化锂含量大于7.5％。
6.根据权利要求1所述的一种常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料，其特征在于：所述氧化镨钕的主要成份为Pr、Nd两种原料的组合；按0.5～3.0：9.5～7.0比例复合而成。
7.一种权利要求1所述的在常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料的制备方法，其特征在于,包含以下步骤：
A、将权利要求1中所述的原料中相应重量百分比的富镁硅酸盐矿石、锂辉石、桂宝石、还原合金铁粉、氧化镨钕进行粉碎；根据各物质材料熔点 高低与性能的不同，分别选择不同粉碎工艺，磨成后过350目网筛；
B、将步骤A中得到的原料粉料投入搅拌池，以58～72：42～28的原料粉与水之比充分混合后，再添加重量百分比为1～8%的粘合剂、以及重量百分比为10～46%的粉碎后过350目网筛的球粘土充分搅拌均匀，制成原料浆；
C、将步骤B中制成的原料浆用压力虹吸机喷入喷雾干燥造粒塔内，制成含水量小于3％的微米级固体颗粒；
D、将步骤C中制成的固体颗粒置入干压机料斗内，根据不同类型产品的要求，选用相应模具，压制出不同形状的宽频红外陶瓷材料坯体；
E、将步骤D中制成的不同形状坯体置入中温干燥箱进行第一次预烧结，其烧结温度控制在400～700℃范围内，并恒温50～80分钟；
F、将步骤E中得到的预烧结坯体，在保温的状态下，迅速移至高温滚道烧结窑内第二次烧结，烧结温度控制在1100～1450℃范围内，恒温60～120分钟，出炉时迅速风冷至室温，即得宽频红外陶瓷材料。
8.根据权利要求7所述的在常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料的制备方法，其特征在于,
所述的原料还包括叶腊石或透闪石，或者叶腊石和透闪石，其中所述的叶腊石和透闪石的重量百分比分别为3～10%；
所述的辅料中还加入重量百分比为4～9%的分散剂。
9.根据权利要求7所述的在常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料的制备方法，其特征在于,还包括对步骤F中制成的不同形状的坯体置入抛光机内进行抛光的抛光步骤G。
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