CN104386982A

CN104386982A - 一种绿色环保电气石复合家装材料及其制备方法

Info

Publication number: CN104386982A
Application number: CN201410582334.4A
Authority: CN
Inventors: 胡洪林
Original assignee: CHENGDU SHANGKE KITCHEN EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: CHENGDU SHANGKE KITCHEN EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2015-03-04
Anticipated expiration: 2034-10-28
Also published as: WO2016065993A1; CN104386982B

Abstract

本发明公开了一种绿色环保电气石复合家装材料，包括如下重量份的原料：电气石粉：2~20份；炉渣：20~80份；活性炭2~10份；粘结剂：5~40份；辅料1~40份；引气剂：0.1~0.3份。本发明还公开了该材料的制备方法。本发明主要利用电气石的各种优良特性，使制成的家装材料具备释放负氧离子和发射远红外线的功能，极大地改变了现有家装家居材料对人体的潜在威胁问题，不仅能够释放大量负氧离子，而且能够吸收甲醛、异味等，还可吸附空气中的粉尘及其他小分子化合物，起到净化室内环境和杀菌抑菌的作用，并且使用炉渣和硅酸盐水泥制成主体部分，廉价易得，机械强度好，重量轻，可重复使用，具有广泛的应用前景，适合推广应用。

Description

一种绿色环保电气石复合家装材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及环保领域、家装领域以及复合材料领域，具体地讲，是涉及一种绿色环保电气石复合家装材料及其制备方法。

背景技术

绿色、低碳、环保、健康的生活方式是人类追求的永恒主题。众多研究成果表明，负氧离子（带负电荷的氧离子）对人体健康十分有益，被誉为“空气维生素”。它像食物的维生素一样，对人体及其他生物的生命活动有着十分重要的影响，有的学着甚至认为空气负氧离子与长寿有关，还称它为“长寿素”。空气中负氧离子的多少，受地理条件特殊性影响而含量不同。公园、郊区田野、海滨、湖泊、瀑布附近和森林中含量较多。因此，当人们进入上述场地的时候，头脑清新，呼吸舒畅和爽快，而进入吵杂拥挤的人群，或进入空调房内，使人感觉闷热、呼吸不畅等，这都与空气中的负氧离子含量密切相关。有学者收集的空气负氧离子在自然生态环境中的浓度分布如下表1所示：

环境/场所	森林/瀑布	高山/海边	乡村/田野	公园	旷野/郊区
						负氧离子浓度	10000~20000	5000~10000	1000~5000	400~1000	100~1000
与人类健康关系度	人体具有自然痊愈力	杀菌、减少疾病传染	增强人体免疫力、抗菌力	增强人体免疫力、抗菌力	增强人体免疫力、抗菌力
						环境/场所	城市/公园	街道绿化地带	楼宇办公室	城市/房间	工业开发区
负氧离子浓度	400~600	200~400	100	40~50	0
						与人类健康关系度	改善身体健康状况	改善身体健康状况	诱发生理障碍头痛失眠等	诱发生理障碍头痛失眠等	易发各种疾病

表1（单位：个/每立方厘米）

负氧离子有利于人体的身心健康，它主要是通过人的神经系统及血液循环能对人的机体生理活动产生影响。负氧离子能使人的大脑皮层抑制过程加强和调整大脑皮层的功能，因此能起到镇静、催眠及降血压作用；负氧离子进入人体呼吸道后，使支气管平滑肌松弛，解除其痉挛；负氧离子进入人体血液，可使红血胞沉降率变慢，凝血时间延长，还能使红血胞和血钙含量增加，白细胞、血钙和血糖下降，疲劳肌肉中乳酸的含量也随之减少。负氧离子能使人体的肾、肝、脑等组织的氧化过程加强，其中脑组织对负氧离子最为敏感。

负氧离子对人体和环境有多种作用，具体地：①消烟、除尘：负氧离子能迅速中和空气中属于正离子的焦烟、“二手烟”、油烟及飘尘；②改善空气结构：人每天需要130亿个负氧离子，而我们居室、办公室、娱乐场所等环境仅能提供约2-20亿个负氧离子，往往容易导致肺炎、气管炎等呼吸道疾病；③改善肺功能：吸入负氧离子30分钟后，肺能增加氧气吸收量20%，而多排出14.5%二氧化碳；④改善心肌功能：有明显降压作用，可使人精神振奋，提高工作效率；⑤促进新陈代谢：负氧离子能少许活肌体多种酶，促进新陈代谢，改善睡眠；⑥增强肌体抗病能力：负氧离子可改善肌体的反应性，增强肌体抗病能力；⑦空气负氧离子对过敏性花粉热、支气管哮喘、上呼吸道粘膜炎等均能起到缓解或治愈作用。

自然界中空气负氧离子产生有三大机制分别是：1.大气受紫外线、宇宙射线、放射物质、雷雨、风暴等因素的影响发生电离而产生负氧离子；2.瀑布冲击，细浪推卷暴雨跌失等自然过程中水在重力作用下，高速流动，水分子裂解而产生负氧离子；3.森林的树木，叶枝尖端放电及绿色植物光合作用形成的光电效应，使空气电离而产生的负氧离子。

但是仅单凭自然界自然产生的负氧离子显然无法满足人们对其的需求，而且，在城市建筑中负氧离子还常被集中采暖和冷气设备的空调系统驱除，建筑材料中钢筋、纤维板等都会吸收负氧离子，室内家居中带有合成纤维的产品如地毯等带有正电荷也极易吸收负氧离子。也正因这种供求之间的巨大方差，城市人们往往容易患上肺炎、气管炎等呼吸疾病。

随着科学技术的快速发展，科学家研究发现采用某种矿物作用可以发生类似于自然界产生负氧离子的现象，进而利用其产生负氧离子。这种矿物便是电气石(tourmaline)，也叫托玛琳，其化学通式为NaR₃Al₆[Si₆O₁₈][BO₃]₃(OH,F)₄。，其中R为金属阳离子，如Mg、Fe、Mn、Li、Al等，晶体属三方晶系的一族环状结构硅酸盐矿物的总称。由于其以含硼为特征的铝、钠、铁、锂环状结构的硅酸盐物质，类质同象发育，具有热电性、压电性、自发电极等性能，因此在有温度和压力变化的情况下（即使微小的变化）即能引起其晶体之间的电势差，这静电高达100万电子伏特，从而使空气发生电离，被击中的电子附着于邻近的水和氧气分子并使它转化为空气负氧离子。不仅如此，电气石还具有特殊的发射远红外线性能、生物电特性等，而如何将电气石的多种特性用于人们的日常生活中，来提高生活环境质量是本领域技术人员一直研究的重点和热点。

在家装环保领域，消费者普遍关心的问题就是材料含有的有害物质如甲醛等超标，异味，对人们健康造成的潜在威胁问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供一种绿色环保、净化杀菌、价格低廉、可回收利用的基于电气石粉的复合家装材料，可广泛用于多种室内家装家居的产品。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种绿色环保电气石复合家装材料，包括如下重量份的原料：

电气石粉：2~20份；炉渣：20~80份；活性炭2~10份；粘结剂：5~40份；辅料1~40份。其中，电气石粉的粒度至少为300目，优选为400~1000目，炉渣的粒度至少为10目，优选为20~40目，活性炭的粒度至少为100目，优选为200~300目。

进一步地，所述原料的重量份为：电气石粉：5~15份；炉渣：30~60份；活性炭3~5份；粘结剂：10~30份；辅料5~30份。

进一步地，所述原料还包括重量份为0.1~0.3份的引气剂。

作为优选，所述原料的重量份为电气石粉15份，炉渣60份，活性炭5份，粘结剂15份，引气剂0.3份，辅料5份。

进一步地，所述粘结剂为硅酸盐水泥。所述硅酸盐水泥包括纯熟料硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥，复合硅酸盐水泥。本发明中优选普通硅酸盐水泥。

进一步地，所述辅料为石膏粉、矿粉中的一种，或者一种以上任意比例的混合物。其中，石膏粉的粒度至少为30目，优选为50~100目，矿粉的粒度至少为50目，优选为100~200目。需要说明的是，上述原料采用的粒度越大（越细），所得的成品材料性能越好，但是越细的原料加工越难，成本越高，因此在实际应用中上述优选范围以较佳的性价比为判断基准。

作为优选，所述引气剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或两种任意比例的混合物。

上述原料中，所述炉渣是火法冶金过程中生成的浮在金属等液态物质表面的熔体，其组成以氧化物（二氧化硅，氧化铝，氧化钙，氧化镁）为主，还可能夹带少量金属，通常在冶金工业中作为废品处理。

上述绿色环保电气石复合家装材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）按所述原料配比称取电气石粉、炉渣、辅料，放入搅拌机中混合均匀，搅拌混合时间5~10分钟，通常其以搅拌速度50~120转/分钟的低速搅拌为主；

（2）按所述原料配比称取活性炭、粘结剂、引气剂，另放入搅拌机中，加入适量水，搅拌混合均匀，搅拌速度通常为50~120转/分钟，搅拌时间5~30分钟，以均匀混合成为浆液为最主要的判定标准；

（3）将步骤（1）获得的物料，加入步骤（2）制得的浆液中，搅拌混合均匀，搅拌时间15~30分钟，搅拌速度为50~120转/分钟；

（4）将步骤（3）混合均匀的物料灌注到模具内阴干成型；

（5）取出阴干后的物料，放入烘箱中烘烤8~12小时，烘烤温度为300~350℃；

（6）将烘烤后的物料自然冷却降温，即获得成品材料。

其中，所谓适量水是指按本领域技术人员的常规理解能够获得浆液所应加入的水，其具体的数值应该按实际原料量和观测决定。

进一步地，所述步骤（3）中，将步骤（1）获得的物料分至少两次加入浆液中。优选地，将所述物料均分为三份，分别待混合均匀后加入浆液中。

具体地，所述模具成型的形状包括板状、管状，以满足不同的后续加工生产需求。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明主要利用电气石的各种优良特性，使制成的家装材料具备释放负氧离子和发射远红外线的功能，极大地改变了现有家装家居材料对人体的潜在威胁问题，不仅能够释放大量负氧离子，而且能够吸收甲醛、异味等，还可吸附空气中的粉尘及其他小分子化合物，起到净化室内环境和杀菌抑菌的作用，并且使用炉渣和硅酸盐水泥制成主体部分，廉价易得，机械强度好，重量轻，可重复使用，具有广泛的应用前景，适合推广应用。

（2）本发明采用通常作为废品的炉渣作为主体组分，实现了资源回用，而且本材料的原料没有毒害化学物质和制备过程中也不产生废水废弃，绿色环保，更是利用了炉渣的优良机械性能保证了材料本体的机械强度，足以满足各种家装家具的强度要求，还充分利用了炉渣本身的多孔状特性，保留了材料本身较高的空隙率，降低材料本身的重量，也更便于负氧离子的释放。

（3）本发明加入了一定量的活性炭，有助于提高材料本身的空隙率，降低本身的重量，促进负氧离子的释放，也能增强对有害气体及有机物的吸收作用和对粉尘及其他小分子化合物的吸附作用。

（4）本发明加入了少量引气剂，经高温处理后，进一步提高了材料本身的空隙率，使得材料重量更轻，负氧离子的释放空间更大。

（5）本发明中采用硅酸盐水泥作为粘结剂，廉价易得，能够使炉渣等原料较高强度地聚集，充分保证材料良好的机械强度，而且还可以通过改变粘结剂和辅料的配比来实现材料强度的调整，以便满足不同应用需求的加工形状和强度，如橱柜板材、衣柜板材、电视背景墙材料、厨房吊顶材料、冰箱除臭片等。

（6）本发明在使用一段时间后，经过高温烘烤处理，还可重复使用，极大地提高了材料的使用寿命，具有明显的经济价值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

按重量份称取原料：600目电气石粉7份，40目炉渣40份，250目活性炭3份，普通硅酸盐水泥30份，十二烷基磺酸钠0.1份，80目石膏粉和150目矿粉等重量比混合物20份。

制备过程：（1）将上述称取的电气石粉、炉渣、石膏粉和矿粉等重量比混合物，放入搅拌机中混合均匀，搅拌混合时间5~10分钟；（2）按上述称取的活性炭、普通硅酸盐水泥、十二烷基磺酸钠，另放入搅拌机中，加入适量水，搅拌混合均匀，制成浆液；（3）将步骤（1）获得的物料，均分为三次加入步骤（2）制得的浆液中，搅拌混合均匀；（4）将步骤（3）混合均匀的物料灌注到模具内阴干成型；（5）取出阴干后的物料，放入烘箱中烘烤8小时，烘烤温度为300℃；（6）将烘烤后的物料自然冷却降温，即获得成品材料。通过上述工艺及配比制得材料可根据应用需要，进行切割打磨加工成所需要的形状及尺寸，可用于橱柜层板、衣柜隔板、背景墙装饰材料等。

实施例2

按重量份称取原料：800目电气石粉15份，30目炉渣60份，300目活性炭5份，普通硅酸盐水泥15份，十二烷基苯磺酸钠0.3份，100目石膏粉5份。

制备过程：（1）将上述称取的电气石粉、炉渣、石膏粉和矿粉等重量比混合物，放入搅拌机中混合均匀，搅拌混合时间5~10分钟；（2）按上述称取的活性炭、普通硅酸盐水泥、十二烷基磺酸钠，另放入搅拌机中，加入适量水，搅拌混合均匀，制成浆液；（3）将步骤（1）获得的物料，均分为三次加入步骤（2）制得的浆液中，搅拌混合均匀；（4）将步骤（3）混合均匀的物料灌注到模具内阴干成型；（5）取出阴干后的物料，放入烘箱中烘烤12小时，烘烤温度为350℃；（6）将烘烤后的物料自然冷却降温，即获得成品材料。通过上述工艺及配比制得材料可根据应用需要，进行切割打磨加工成所需要的形状及尺寸，可用于冰箱除臭、室内空气净化、卫生间空气净化材料等。

实施例3

按重量份称取原料：1000目电气石粉10份，20目炉渣55份，240目活性炭4份，普通硅酸盐水泥20份，十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠等重量比混合物0.2份，70目石膏粉11份。

制备过程：（1）将上述称取的电气石粉、炉渣、石膏粉和矿粉等重量比混合物，放入搅拌机中混合均匀，搅拌混合时间5~10分钟；（2）按上述称取的活性炭、普通硅酸盐水泥、十二烷基磺酸钠，另放入搅拌机中，加入适量水，搅拌混合均匀，制成浆液；（3）将步骤（1）获得的物料，均分为三次加入步骤（2）制得的浆液中，搅拌混合均匀；（4）将步骤（3）混合均匀的物料灌注到模具内阴干成型；（5）取出阴干后的物料，放入烘箱中烘烤10小时，烘烤温度为320℃；（6）将烘烤后的物料自然冷却降温，即获得成品材料。通过上述工艺及配比制得材料可根据应用需要，进行切割打磨加工成所需要的形状及尺寸，可用于卫生间吊顶、厨房吊顶、阳台吊灯材料等。

实施例4

按重量份称取原料：700目电气石粉10份，35目炉渣30份，280目活性炭5份，普通硅酸盐水泥30份，十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠等重量比混合物0.2份，200目矿粉25份。

制备过程：（1）将上述称取的电气石粉、炉渣、石膏粉和矿粉等重量比混合物，放入搅拌机中混合均匀，搅拌混合时间5~10分钟；（2）按上述称取的活性炭、普通硅酸盐水泥、十二烷基磺酸钠，另放入搅拌机中，加入适量水，搅拌混合均匀，制成浆液；（3）将步骤（1）获得的物料，均分为三次加入步骤（2）制得的浆液中，搅拌混合均匀；（4）将步骤（3）混合均匀的物料灌注到模具内阴干成型；（5）取出阴干后的物料，放入烘箱中烘烤11小时，烘烤温度为340℃；（6）将烘烤后的物料自然冷却降温，即获得成品材料。通过上述工艺及配比制得材料可根据应用需要，进行切割打磨加工成所需要的形状及尺寸，可用于墙面装饰、地面装饰、飘窗、踢脚线材料等。

实施例5

按重量份称取原料：400目电气石粉5份，25目炉渣32份，200目活性炭3份，普通硅酸盐水泥30份，十二烷基苯磺酸钠0.3份，100目矿粉30份。

制备过程：（1）将上述称取的电气石粉、炉渣、石膏粉和矿粉等重量比混合物，放入搅拌机中混合均匀，搅拌混合时间5~10分钟；（2）按上述称取的活性炭、普通硅酸盐水泥、十二烷基磺酸钠，另放入搅拌机中，加入适量水，搅拌混合均匀，制成浆液；（3）将步骤（1）获得的物料，均分为三次加入步骤（2）制得的浆液中，搅拌混合均匀；（4）将步骤（3）混合均匀的物料灌注到模具内阴干成型；（5）取出阴干后的物料，放入烘箱中烘烤8小时，烘烤温度为300℃；（6）将烘烤后的物料自然冷却降温，即获得成品材料。通过上述工艺及配比制得材料可根据应用需要，进行切割打磨加工成所需要的形状及尺寸，可用于隔墙、非承重墙、橱柜框架材料等。

经测定，上述实施例中所制得的绿色环保电气石复合家装材料的负氧离子数据如下表2所示：

实施例	负氧离子浓度(个/立方厘米)
		实施例一	3000
实施例二	5000
		实施例三	4000
实施例四	3500
		实施例五	1000

表2

负氧离子具有较高的活性，有很强的氧化还原作用，能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，从而达到抗菌杀菌的目的。科学研究发现，负氧离子能与细菌、灰尘、烟雾等带正电的微粒相结合，并聚成球落到地面，从而起到杀菌和消除异味（香烟烟雾、装修材料中释放的有害气体所产生的异味等）的作用。当室内空气中负氧离子的浓度达到每立方厘米2万个时，空气中的飘尘量会减少98%以上。飘尘直径越小，越易受负氧离子作用而被沉淀，所以在含有高浓度负氧离子的空气中，直径1um以下的微尘、细菌、病毒等几乎为零。因此可以说，负氧离子的多少是衡量空气是否清新的重要标准之一。根据世界卫生组织的规定，当空气中负氧离子的浓度不低于每立方厘米1000～1500个时，这样的空气被视为清新空气。

含有负氧离子的空气被人体呼吸后，进入人体循环，可调节人体植物性神经、改善心肺功能、加强呼吸深度、促进人体新陈代谢，有利人体健康。长期使用，可明显改善呼吸系统、循环系统等多项机能，使人精神焕发、精力充沛、记忆力增强、反应速度提高、耐疲劳度提高、稳定神经系统、改善睡眠；又因其带负电荷，呈弱碱性，可中和肌酸，消除疲劳；还可中和人工环境中过多的正离子，使室内空气恢复自然状态，防治空调病。

本发明制备的材料的负氧离子浓度均能达到1000个/立方厘米以上，用做家庭装修装饰材料可有效改善室内空气，起到除尘、杀菌、抑菌、除异味的作用。可有效降低室内有毒有害物质，尤其是新装修房子，可有效除去甲醛等有害物。另外，使用该材料作为家装材料替代目前市面上常用的颗粒板、层板、纤维板，不仅能有效避免室内有毒有害物质浓度超标影响健康，而且还能改善室内空气，创造清新自然的室内环境。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims

1. 一种绿色环保电气石复合家装材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：

电气石粉：2~20份；炉渣：20~80份；活性炭2~10份；粘结剂：5~40份；辅料1~40份。

2. 根据权利要求1所述的一种绿色环保电气石复合家装材料，其特征在于，所述原料的重量份为：

电气石粉：5~15份；炉渣：30~60份；活性炭3~5份；粘结剂：10~30份；辅料5~30份。

3. 根据权利要求1或2所述的一种绿色环保电气石复合家装材料，其特征在于，所述原料还包括重量份为0.1~0.3份的引气剂。

4. 根据权利要求3所述的一种绿色环保电气石复合家装材料，其特征在于，所述原料的重量份为电气石粉15份，炉渣60份，活性炭5份，粘结剂15份，引气剂0.3份，辅料5份。

5. 根据权利要求1或2或4所述的一种绿色环保电气石复合家装材料，其特征在于，所述粘结剂为硅酸盐水泥。

6. 根据权利要求1或2或4所述的一种绿色环保电气石复合家装材料，其特征在于，所述辅料为石膏粉、矿粉中的一种，或者一种以上任意比例的混合物。

7. 根据权利要求3所述的一种绿色环保电气石复合家装材料，其特征在于，所述引气剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或两种任意比例的混合物。

8. 权利要求1~7任一项所述的一种绿色环保电气石复合家装材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）按所述原料配比称取电气石粉、炉渣、辅料，放入搅拌机中混合均匀，搅拌混合时间5~10分钟；

（2）按所述原料配比称取活性炭、粘结剂、引气剂，另放入搅拌机中，加入适量水，搅拌混合均匀，制成浆液；

（3）将步骤（1）获得的物料，加入步骤（2）制得的浆液中，搅拌混合均匀；

（4）将步骤（3）混合均匀的物料灌注到模具内阴干成型；

（6）将烘烤后的物料自然冷却降温，即获得成品材料。

9. 根据权利要求8所述的一种绿色环保电气石复合家装材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，将步骤（1）获得的物料分至少两次加入浆液中。

10. 根据权利要求8所述的一种绿色环保电气石复合家装材料的制备方法，其特征在于，所述模具成型的形状包括板状、管状。