CN104944861A

CN104944861A - 负离子生态硅晶材料、生产方法以及在装饰板材中的应用

Info

Publication number: CN104944861A
Application number: CN201510310115.5A
Authority: CN
Inventors: 李俊; 唐红定
Original assignee: HUBEI NEWLEAD TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HUBEI NEWLEAD TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-06-08
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2035-06-08
Also published as: CN104944861B

Abstract

本发明公开了负离子生态硅晶材料，包括比例混合预混合粉料、水、改性聚合物溶液、有机硅石膏防水剂和玻璃纤维短切丝，预混合粉料原料包括半水石膏粉料、负离子粉和白色硅酸盐水泥，改性聚合物溶液包括水、聚乙烯醇水溶液和有机硅消泡剂。本发明还公开了负离子生态硅晶材料的生产方法。本发明能够净化空气；能有效消除室内异味和各种有害气体在室内装修过程中使用的装潢材料挥发出来的苯、甲醛、酮、氨等刺激性气体以及日常生活中对人体有害的异味；具有优良的抗菌杀菌功能；具有优良的耐水性。

Description

负离子生态硅晶材料、生产方法以及在装饰板材中的应用

技术领域

本发明涉及建筑装饰领域，尤其涉及负离子生态硅晶材料及装饰板材，还涉及负离子生态硅晶材料及装饰板材的生产方法，这种负离子生态硅晶材料可以持续大量地产生负离子，有效地净化室内空气，可以制作成板材、线条、管材、腻子等建筑材料；也可以制作成背景墙、隔墙、吊顶等饰面材料；也可以制作成装饰物、工艺品等功能性产品。

背景技术

在现有的空气净化技术中，主要分为污染吸附技术和光催化技术

污染吸附技术是利用多孔性固定吸附剂处理空气，使得空气中的一种或数种物质吸附于固体吸附剂表面。现在得到广泛应用的吸附剂是粒状活性炭和活性炭纤维，也有利用硅藻泥作为吸附剂的。它们的共同特点是利用吸附剂将空气中的污染物吸附于固体表面，而不能将污染物降解。而吸附剂的吸附能力是有限的，当吸附达到饱和，而不进行处理的话，吸附剂集聚了大量的有害物质，形成了新的污染源。

光催化技术是利用光辐射将污染物分解为无毒或毒性较低的物质的过程。在众多的光催化剂之中，纳米级TiO2以其催化性能优良、化学性能稳定、安全无毒、无副作用、使用寿命长等优点而被广泛使用。光催化材料催化反应所接触的环境主要是空气环境和水环境，空气中的氧分子和水分子与半导体光激发所产生的电子结合，可以形成化学性质活泼的自由基基团，这些基团可以氧化和还原有害物质分子，达到净化空气的目的。光催化技术的不足之处主要表现在两个方面：一、光催化材料必须要接触到光或者紫外线才能发生作用，接触不到光线、紫外线的环境下应用不起作用；二、光催化剂中主要利用的是纳米级TiO2，TiO2添加进材料中后，极易变色泛黄，在对外观要求比较高的场合下，不适宜使用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出负离子生态硅晶材料及装饰板材，还提供负离子生态硅晶材料及装饰板材的生产方法。

本发明采用的是纳米空气净化技术，在生产过程中，高科技纳米材料宝石级原生矿物质加工而成的负离子粉和改性石膏复合形成的结晶体，能恒久的产生负氧离子。这种负离子硅晶材料本身具有热和压电两种效应的特性，会永久向外释放电流，虽然这种电流很弱，但矿物晶之间的电压却高达100万v左右，通过电离空气中的水分子，形成负氧离子。负氧离子能够破坏甲醛、苯、氨气等有毒气体的分子结构，与之结合集聚沉淀，从而达到净化空气的目的。而且负氧离子能吸附在空气中的微尘上使其下沉，起到保持室内空气清新的功效。并且这种负离子硅晶材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、霉菌等具有很强的抑菌和抗菌作用。

本发明解决了现有技术上的不足。1、通过负离子降解空气中的有害物质，使空气中的微尘带上负电荷从而集聚下沉，而不是通过吸附来达到目的，不会在室内形成新的污染源。2、因为这种负离子硅晶材料本身具有热和压电两种效应的特性，会永久向外释放电流，所以不需要接触光源和紫外线就可以大量产生负离子，解决了材料应用的局限性。3、这种负离子硅晶材料利用的是自然界的原生矿物质，是天然无机材料，无毒、无害、无副作用，不会变色泛黄，其使用范围不受限制。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种负离子生态硅晶材料，原材料包括负离子粉、半水石膏膏粉、辅助材料、改性聚合物。

负离子粉

负离子粉是含硼为特征的铝、钠、铁、锂环状结构的硅酸盐类物质，是由天然材料通过纳米技术精心制成。负离子粉的参数要求如下：

负离子发生量5000～80000ions，目数大于1250。

半水石膏膏粉

既可以选择天然半水石膏粉料、也可以选择经过处理的工业废渣石膏。半水石膏膏粉需要达到的技术指标要求：白度≥75度；标准用水量在60％～75％之间；初凝时间≥6分钟；终凝时间≤30分钟；湿强≥3.0兆帕。

辅助材料

辅助材料包括：增强玻璃纤维短切丝、白色硅酸盐水泥。

增强玻璃纤维短切丝的技术指标为：长度在15mm～20mm之间；可分散性良好。

白色硅酸盐水泥的技术指标为：细度(比表面积)≥380m²/kg；容积密度≥1100kg/m³；密度≥3100kg/m³；白度≥87度。

改性聚合物

改性聚合物包含：聚乙烯醇、有机硅石膏防水剂、有机硅消泡剂。

聚乙烯醇：采用完全醇解型，细度≥120目。

有机硅石膏防水剂：外观：无色或淡黄色透明液体；二甲基硅氧烷的质量≥10％；相对密度(20℃)1.05-1.1(相对于水)；含固量：20-30％；游离碱NaOH的质量≥10％；硅含量≥4％。

有机硅消泡剂：外观为乳白色稠液体；类型为有机硅类；甲基硅油含量≥20％；

离子型要求为非离子型；稳定性要求不分层。

负离子粉是含硼为特征的铝、钠、铁、锂环状结构的硅酸盐类物质。在生产过程中，负离子粉体与原材料中的有机硅类物质、白色硅酸盐水泥等形成立体网状结构，充分与半水石膏胶凝后形成的CaSO₄·2H₂O晶体复合，不仅极大的增加了材料的强度、耐水性，而且使得负离子粉体得以均匀分散，负离子的发生性能充分发挥，负离子的释放效率高。

本发明技术方案原材料按照质量配比为：

负离子生态硅晶材料：

预混合粉料：水：改性聚合物溶液：有机硅石膏防水剂：玻璃纤维短切丝＝1000：(750～825)：(27～60)：(30～90)：(10～20)；

其中，预混合粉料原料质量配比为：

半水石膏粉料：负离子粉：白色硅酸盐水泥＝100:(3～30):(2.5～5.0)；

所述改性聚合物溶液由水、聚乙烯醇水溶液和有机硅消泡剂组成，改性聚合物溶液中水：聚乙烯醇水溶液：有机硅消泡剂＝1000:500:(0.3～5)；

聚乙烯醇水溶液由6质量份聚乙烯醇在1000质量份(90-100℃)的热水中醇解制得。

负离子生态硅晶材料的生产方法：

包括以下步骤：

(1)预混合粉料预处理步骤：将半水石膏粉料、负离子粉和白色硅酸盐水泥按照质量比100:(3～30):(2.5～5.0)的比例预混合后得到预混合粉料。

(2)聚乙烯醇水溶液制备步骤：将聚乙烯醇按照热水与聚乙烯醇1000:6的质量比，用90～100℃的高温热水完全醇解为聚乙烯醇水溶液，

(3)改性聚合物溶液制备步骤：按照如下质量比制取改性聚合物溶液。改性聚合物溶液制备步骤中水：聚乙烯醇水溶液：有机硅消泡剂(质量比)＝1000:500:(0.3～5)

(4)搅拌水化步骤：将搅拌水化步骤中水、预混合粉料、改性聚合物溶液、有机硅石膏防水剂、玻璃纤维短切丝分别计量。

按照预混合粉料：搅拌水化步骤中水：改性聚合物溶液：有机硅石膏防水剂：玻璃纤维短切丝＝1000：(750～825)：(27～60)：(30～90)：(10～20)的质量比例计量。将计量好的各部分原料倒入搅拌器中，搅拌转速为280～350转/分，搅拌时间为16～25秒，使得各部分原材料均匀，得到充分水化的浆料。

(5)浇筑及凝胶步骤：将充分水化的浆料倒入PVC模具之中，在成型台上静置硬化,时间为15～20分钟，使得浆料在模具中得以形成结晶结构网。

(6)脱模步骤：脱模并除去溢出的浆料，得到初步硬化的负离子生态硅晶材料。同时将初步硬化的材料以垂直的角度竖立养护，时间为120～150分钟，竖立养护是防止材料变形。期间不得随意移动初步硬化的负离子生态硅晶材料。

(7)养护步骤：采用自然干燥的方法对初步硬化完成的负离子生态硅晶材料进行终凝养护，根据外部温度、湿度的不同，终凝养护时间约为3～15天。在此期间，负离子生态硅晶材料得以干燥，内部除去结晶水之外，含水率低于3.5％，此时负离子生态硅晶材料形成了最终的强度。

(8)打磨步骤：产品完全干燥后，进入自动打磨线，将产品的边、角打磨平滑，并吸走产品上附着的粉尘。

步骤9、检查修补步骤：检查打磨后的产品，对瑕疵部分进行修补。

例如：若负离子生态硅晶材料表面存在有气孔,将预混合粉料和改性聚合物溶液调和成浆料,对气孔进行修补。

步骤10、表面处理步骤：进行喷涂、贴面；

利用自动喷涂机,在负离子生态硅晶材料表面喷涂一层水性乳胶漆，喷涂其目的是取得表面颜色一致的产品，喷涂量为30～50克/m²

按照产品设计要求，还可以采用喷绘、烤漆、镀uv膜、丝印、烫金、或者采用其他材质贴面。

(11)包装步骤：将成品包装。注意对表面进行保护。

(12)入库步骤：仓储要求隔潮、通风，产品的堆码要求垂直。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)净化空气：生态负离子硅晶板释放的负离子在空气中移动是呈现"Z"字形的。而且输送负电荷给细菌、灰尘、烟雾微粒以及水滴等，电荷与这此微粒相结合聚成球而下沉，从而达到净化空气的目的。

(2)生态负离子硅晶板释放的负离子能有效消除室内异味和各种有害气体在室内装修过程中使用的装潢材料挥发出来的苯、甲醛、酮、氨等刺激性气体以及日常生活中剩菜、剩饭酸臭味，香烟等对人体有害的异味。

(3)优良的抗菌杀菌功能

生态负离子硅晶板中产生的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。

(4)优良的耐水性。

产品吸水率可以达到5％以下。

附图说明

图1为负离子粉与原材料中有机硅类物质发生化学反应的分子式。

图2为负离子粉与原材料中白色硅酸盐水泥发生化学反应的分子式。

图3为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：制备一张600mm*600mm的负离子生态硅晶板

负离子生态硅晶材料：

预混合粉料：水：改性聚合物溶液：有机硅石膏防水剂：玻璃纤维短切丝＝1000：(750～825)：(27～60)：(30～90)：(10～20)；：

其中，预混合粉料原料质量配比为：

改性聚合物溶液中水：聚乙烯醇水溶液：有机硅消泡剂＝1000:500:(0.3～5)；

聚乙烯醇水溶液由6质量份聚乙烯醇在1000质量份(90-100℃)的热水醇解制得。

负离子生态硅晶材料的生产方法：

包括以下步骤：

(3)改性聚合物溶液制备步骤：按照如下质量比制取改性聚合物溶液。改性聚合物溶液制备步骤中用水：聚乙烯醇水溶液：有机硅消泡剂(质量比)＝1000:500:(0.3～5)

(4)搅拌水化步骤：将搅拌水化步骤中用水、预混合粉料、改性聚合物溶液、有机硅石膏防水剂、玻璃纤维短切丝分别计量。

按照预混合粉料：搅拌水化步骤中用水：改性聚合物溶液：有机硅石膏防水剂：玻璃纤维短切丝＝1000：(750～825)：(27～60)：(30～90)：(10～20)的质量比例计量。将计量好的各部分原料倒入搅拌器中，搅拌转速为280～350转/分，搅拌时间为16～25秒，使得各部分原材料均匀，得到充分水化的浆料。

(5)浇筑及凝胶步骤：将充分水化的浆料倒入PVC模具之中，在成型台上静置硬化，时间为15～20分钟，使得浆料在模具中得以形成结晶结构网。

(7)养护步骤：采用自然干燥的方法对初步硬化完成的负离子生态硅晶材料进行养护，根据外部温度、湿度的不同，终凝养护时间约为3～15天。在此期间，负离子生态硅晶材料得以干燥，内部除去结晶水之外，含水率低于3.5％，此时负离子生态硅晶材料形成了最终的强度。

(8)打磨步骤：负离子生态硅晶材料完全干燥后，进入自动打磨线，将负离子生态硅晶材料的边、角打磨平滑，并吸走负离子生态硅晶材料上附着的粉尘。

步骤10、表面处理步骤：进行喷涂、贴面；

(11)包装步骤：将负离子生态硅晶材料包装。注意对表面进行保护。

(12)入库步骤：仓储要求隔潮、通风，产品的堆码要求垂直。

实施例1获得的负离子生态硅晶材料测试结果

序号	指标	结果
			1	单位面积质量	≤10.0kg/m²
2	断裂荷载	≥300N
			3	吸水率	≤2.0％
4	受潮挠度	≤2.0mm
			5	甲醛净化指标	≥85％
6	防火性	A1不燃
			7	负离子发生量	≥1000ions

实施例2

制备一张600mm*600mm的负离子生态硅晶板

负离子生态硅晶材料：

预混合粉料：水：改性聚合物溶液：有机硅石膏防水剂：玻璃纤维短切丝＝1000：780：35：50：15

其中，预混合粉料原料质量配比为：

半水石膏粉料：负离子粉：白色硅酸盐水泥＝100:8:3；

改性聚合物溶液中水：聚乙烯醇水溶液：有机硅消泡剂＝1000:500:3；

负离子生态硅晶材料的生产方法：

包括以下步骤：

(1)预混合粉料预处理步骤：将半水石膏粉料、负离子粉和白色硅酸盐水泥按照质量比100:8:3的比例预混合后得到预混合粉料。

(3)改性聚合物溶液制备步骤：按照如下质量比制取改性聚合物溶液。改性聚合物溶液制备步骤中用水：聚乙烯醇水溶液：有机硅消泡剂(质量比)＝1000:500:3

按照预混合粉料：搅拌水化步骤中用水：改性聚合物溶液：有机硅石膏防水剂：玻璃纤维短切丝＝1000：780：35：50：15的质量比例计量。将计量好的各部分原料倒入搅拌器中，搅拌转速为350转/分，搅拌时间为18秒，使得各部分原材料均匀，得到充分水化的浆料。

(5)浇筑及凝胶步骤：将充分水化的浆料倒入PVC模具之中，在成型台上静置硬化，时间为20分钟，使得浆料在模具中得以形成结晶结构网。

(6)脱模步骤：脱模并除去溢出的浆料，得到初步硬化的负离子生态硅晶材料。同时将初步硬化的材料以垂直的角度竖立养护，时间为120分钟，竖立养护是防止材料变形。期间不得随意移动初步硬化的负离子生态硅晶材料

(7)养护步骤：采用自然干燥的方法对初步硬化完成的负离子生态硅晶材料进行养护，根据外部温度、湿度的不同，终凝养护时间约为3～10天。在此期间，负离子生态硅晶材料得以干燥，内部除去结晶水之外，含水率低于3.5％，此时负离子生态硅晶材料形成了最终的强度。

(9)检查修补步骤：检查打磨后的负离子生态硅晶材料，观察产品有无瑕疵，若有的话，进行修补。

(10)表面处理步骤：打磨过的负离子生态硅晶材料可以进行喷涂、贴面等各种表面处理。

(12)入库步骤：仓储要求隔潮、通风，产品的堆码要求垂直

实施例2获得的负离子生态硅晶材料测试结果：

序号	指标	结果
			1	单位面积质量	≤10.0kg/m²
2	断裂荷载	≥400N
			3	吸水率	≤2.0％
4	受潮挠度	≤2.0mm
			5	甲醛净化指标	≥90％
6	防火性	A1不燃
			7	负离子发生量	≥1500ions

附图图3是本发明实施例2的工艺流程图.

实施例3

实施例1和实施例2中制得负离子生态硅晶材料在装饰板材中的应用。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.负离子生态硅晶材料，其特征在于，

包括预混合粉料、水、改性聚合物溶液、有机硅石膏防水剂和玻璃纤维短切丝，

预混合粉料：水：改性聚合物溶液：有机硅石膏防水剂：玻璃纤维短切丝的质量比为1000：（750～825）：（27～60）：（30～90）：（10～20）；

其中，

预混合粉料原料包括半水石膏粉料、负离子粉和白色硅酸盐水泥，

半水石膏粉料：负离子粉：白色硅酸盐水泥的质量比为100：（3～30）：（2.5～5.0）；

改性聚合物溶液包括水、聚乙烯醇水溶液和有机硅消泡剂，

水：聚乙烯醇水溶液：有机硅消泡剂的质量比为1000：500：（0.3～5）；

聚乙烯醇水溶液由6质量份聚乙烯醇在1000质量份90-100℃的热水中醇解制得。

2.负离子生态硅晶材料的生产方法，其特征在于，

包括以下步骤：

步骤1、预混合粉料预处理步骤：将半水石膏粉料、负离子粉和白色硅酸盐水泥按照质量比100：（3～30）：（2.5～5.0）的比例预混合后得到预混合粉料；

步骤2、聚乙烯醇水溶液制备步骤：将聚乙烯醇按照热水与聚乙烯醇1000:6的质量比，用90～100℃的高温热水完全醇解为聚乙烯醇水溶液，

步骤3、改性聚合物溶液制备步骤：按照如下质量比制取改性聚合物溶液，改性聚合物溶液制备步骤中水：聚乙烯醇水溶液：有机硅消泡剂（质量比）=1000:500:（0.3～5）；

步骤4、搅拌水化步骤：将搅拌水化步骤中水、预混合粉料、改性聚合物溶液、有机硅石膏防水剂、玻璃纤维短切丝分别计量；

按照预混合粉料：搅拌水化步骤中水：改性聚合物溶液：有机硅石膏防水剂：玻璃纤维短切丝=1000：（750～825）：（27～60）：（30～90）：（10～20）的质量比例计量，然后倒入搅拌器中，搅拌转速为280～350转/分，搅拌时间为16～25秒，使得各原材料均匀，得到充分水化的浆料；

步骤5、浇筑及凝胶步骤：将充分水化的浆料倒入PVC模具之中，在成型台上静置硬化，时间为15～20分钟，使得浆料在模具中得以形成结晶结构网；

步骤6、脱模步骤：脱模并除去溢出的浆料，得到初步硬化的负离子生态硅晶材料，同时将初步硬化的材料以垂直的角度竖立养护，时间为120～150分钟，期间不得移动初步硬化的负离子生态硅晶材料；

步骤7、养护步骤：采用自然干燥的方法对初步硬化完成的负离子生态硅晶材料进行终凝养护，终凝养护时间约为3～15天；

步骤8、打磨步骤：产品终凝养护完全干燥后，进入自动打磨线，将产品的边、角打磨平滑，并吸走负离子生态硅晶材料上附着的粉尘；

步骤9、检查修补步骤：检查打磨后的产品，对瑕疵部分进行修补；

步骤10、表面处理步骤：进行喷涂、贴面；

步骤11、包装步骤：将成品包装；

步骤12、入库步骤：仓储要求隔潮、通风，负离子生态硅晶材料的堆码要求垂直堆码。

3.根据权利要求2所述的负离子生态硅晶材料的生产方法，其特征在于，所述的步骤9中如果瑕疵部分为存在于负离子生态硅晶材料表面的气孔时，将预混合粉料和改性聚合物溶液调和成浆料，对气孔进行修补。

4.根据权利要求2所述的负离子生态硅晶材料的生产方法，其特征在于，所述的步骤10中喷涂包括以下步骤：在负离子生态硅晶材料表面喷涂一层水性乳胶漆，喷涂量为30～50克/ m²。

5.根据权利要求4所述的负离子生态硅晶材料的生产方法，其特征在于，所述的步骤10中贴面步骤为喷绘或烤漆或镀uv膜或丝印或烫金中的一种或多种。

6.一种权利要求1所述的负离子生态硅晶材料在装饰板材中的应用。