CN107353738A - 一种水氧生态涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水氧生态涂料，包括：水性丙烯酸树脂25～35重量份；氧化锌0.03～0.06重量份；羟乙基纤维素1～1.5重量份；纳米稀土矿粉0.3～1.8重量份；负离子陶瓷颗粒5～15重量份；水25～35重量份；氧化石墨烯水溶液0.1～0.15重量份；所述氧化石墨烯水溶液的浓度为50～500mg/L。与现有技术相比，本发明提供的水氧生态涂料中包含负离子陶瓷颗粒，其具有永久电极，当空气中的水分子与其接触时，永久电极瞬间放电，使水发生电解，达到永久释放水氧生态离子的目的，并且本发明在涂料中添加纳米稀土矿粉作为催化剂及氧化石墨烯水溶液，进一步提高了涂料释放水氧生态离子的浓度及持续性。

Description

一种水氧生态涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于负离子涂料技术领域，尤其涉及一种水氧生态涂料及其制备方法。
背景技术
随着工业化进程的发展，大气污染越来越严重，PM2.5的上升，直接对社会产生了严重的不良影响；并且，在城市越来越拥挤的环境中，人们70％时间在室内，而家居、办公室、酒店、公共场所等大量的工业化装饰所带来的化学毒素，严重威胁人们的身体健康，引起各种不适与疾病。
2011年11月，PM2.5事件爆发；2015年2月28日，柴静的《穹顶之下》，以发布会的形式，数字化、全面化的揭示了雾霾对人的危害；2015年3月11日，钟南山院士明确表示雾霾属一级致癌物；2015年11月开始，各地出现严重雾霾，PM2.5浓度屡破记录。空气污染会直接增加呼吸道感染概率、心脏病的发病概率和患肺癌的概率，严重威胁着我们的身体健康。如何治理PM2.5成为了大家关注的话题。
经研究表明长期生活在高浓度的空气负离子的环境中，能使人体具有自愈力，相反若长期生活在空气负离子匮乏的空间内或在空气污染严重的室外过多活动，则会引发多种生理疾病。而这其中受影响最为严重的就是人体的呼吸系统，就儿童而言，呼吸系统疾病是影响儿童健康的主要原因，同时也是儿童入院的最常见病因之一。根据医学机构的调查，儿科门诊中儿童呼吸道感染占55％，儿科住院肺炎的患者患病率占52％，如是在雾霾期间，入院的孩子人数还会有明显的上升趋势。大量的研究发现健康的空气可以使人身体健康，并减少生病，即健康的环境需要负氧离子。
根据国外文献资料的报告，20世纪初期，地球大气中正负离子的比例为1:1.2，而现代地球大气中正负离子的比例为1.2:1。这一个世纪地球大气中正负离子平衡状态发生了逆转性变化，现在我们的生存环境已经被浓厚的正离子包围着。所以为了我们的健康必须在现代社会活动中遏制和预防正离子的发生量，采取积极有效的措施增加大气环境中的负离子比例，从而使我们赖以生存的环境条件得到改善。据收集整理的大量数据可知(如表1所示)，不同环境中的空气负离子的数值有很大的差异。
表1人们身边环境的负离子的检测数值
空气中的主要污染有三种：物理污染(颗粒物)、化学污染(甲醛、苯、TOVC)与微生物污染(细菌、病毒)。
1、物理污染(颗粒物)
就空气中的颗粒物污染而言，自2011年9月份以来，我国中东部地区雾霾天气多发，而对人体健康影响最为严重的且含量最多的就是可入肺颗粒物，即我们熟悉的PM2.5。PM2.5不易受到鼻腔绒毛和肺纤毛的阻挡，100％可进入到支气管和肺泡，能干扰肺部的气体交换，从而引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。
美国环保署EPA实验室就净化空气中的颗粒物做出了大量的研究，得出了三种对去除空气物理污染物最有效的方法：
①布朗运动对去除空气中越小的粒子，效果越好。
②滤网拦截对去除空气中越大的粒子，效果越好。
③负离子的凝聚沉降对去除空气中越小的粒子，效果越好。
同时联合国空气环保领域的众多专家也研究证实，生态级负离子(小粒径负离子)可以主动出击捕捉小粒微尘使其凝聚沉降，能有效去除空气2.5微米(PM2.5)及以下的微尘，甚至是1微米的微粒，显著减少PM2.5对人体健康的危害。而更为巧合的是，空气负离子在空气中做的正是布朗运动，所以它对PM2.5的去除效果则是强上加强。
2、化学污染(甲醛、苯、TOVC)
由于化学污染物的挥发时间长，很多方法都难以将其彻底有效的去除。较轻的是诱发皮肤或呼吸道疾病，严重的还会影响神经系统，同时经医学机构调查表明化学污染是导致癌症高发的主要原因之一，儿童白血病高发也是与化学污染有关系的。但空气负离子可以快速打开它们的分子化学键，将其分解为二氧化碳和水，使其随气流排出室内，从而在根本上将其去除。
实验中发现利用空气负离子辐照甲醛的空气混合物，当空气负离子的辐射能量达到4kGy的时候，甲醛的浓度由105g/L降到了50g/L，如果把辐射能量加大到13kGy，甲醛的浓度几乎降到零。
3、微生物污染(细菌、病毒)
微生物污染中的细菌和病毒，作为室内空气传播疾病的主要源头，是很多滤网式空气净化器无法去除的。但空气负离子能有效颠倒微生物电位极性而将细菌、病毒等杀灭，可降低室内细菌浓度，杀灭病毒、细菌、霉菌、尘螨、花粉等致病源及过敏源。
同时中国负离子暨臭氧研究学会对负离子在环境改善方面的作用做出了更深入的分析：在一些皮毛制作车间，空气负氧离子浓度控制在1.5×105个/cm时，尘埃可由0.42mg/cm3将至0.05mg/cm3，而其中一些几乎是永久性悬浮于大气中的小于10m的飘尘微粒(这些微粒对人们危害最大、在数量上又是占大气悬浮总粒子的90％，这些粒子不受呼吸器官的纤毛阻挡，并可穿过肺泡，直到血液及全身而带来毒害)，它们在空气负离子的作用下容易吸附、沉降，使得空气得到很好的净化。
并且，经大量研究发现，空气负离子的浓度与人体健康呈正相关关系(如表2所示)。像我国知名的长寿村内蒙古哲里木盟石场洼村，该村村民平均寿命为83.3岁，还有国际知名的广西巴马，全屯仅515人，百岁老人却多达7人。而这都是与当地空气富含空气负离子有关，在巴马，当地丰富的针叶植物的叶子可在光电效应下，产生尖端放电从而释放出负氧离子，针叶植物的叶子尖端可作为空气负离子的发生尖端，源源不断的向空气中释放负离子，并在巴马上空形成了庞大的负离子浴环境。
表2一般环境下各种环境中负氧离子含量及与健康的关系
环境 负离子浓度(个/立方厘米/秒) 作用
森林瀑布区 10000～50000 人体具有自然痊愈力
高山海边 5000～10000 减少疾病传染
乡村田野 1000～5000 增强人体免疫力、抵抗力
城市公园 800～1200 勉强维持人体健康
街区绿化带 200～400 降低人体健康
城市房间 100 诱发生理障碍头痛失眠
楼宇办公室 40～100 诱发生理障碍头痛失眠
工业区 0～1000+ 易发各种疾病
英国科学家悉尼·布雷内、美国科学家罗伯特·霍维茨和英国科学家约翰·苏尔斯顿经过大量的实验与探索，发现了程序性细胞死亡的秘密，并获得了诺贝尔生理及医学奖，理论中指出：首先人是由细胞组成的，而细胞病变优势百病之源。细胞的健康依赖于正负离子(负氧离子)的动态平衡，一旦这个平衡被打破细胞就会发生病变，从而就会导致整个身体患病。
正离子会使细胞膜变硬变厚，致使营养物质不能进入到细胞进行代谢转换能量，例如糖不嫩恶搞进入细胞，而停留在血液中就成了糖尿病一样；同时细胞内代谢产生的废物也不能排出细胞，从而导致细胞病变。
但负离子正好相反，它能增加细胞膜的通透性，让营养物质进入细胞进行代谢，从而转换成能量供人体利用。例如血液中的糖能进入细胞代谢，因此血糖值就会下降。所以负离子对维持细胞的健康至关重要。通过对生命体给予自然界的能量负离子(负氧离子)，能够使破坏人体健康的酸性、氧化、臭氧、乳酸等因素明显减少，为生命体内部创造良好的环境，从而激活细胞的新陈代谢，以造就出健康的身体，增强生命体治愈能力进而克服疾病。
《现代物理治疗学》，这是一本由总后勤部卫生部成员，主任医师陈景藻少将主编的国家重点图书，其中对空气负离子在人体各个系统起到的作用机理做出了详细的阐述：
(1)心脑血管系统：空气负离子能有效修复老化的细胞膜电位，促使老化的细胞变成正常带负电的细胞，能有效降低血液粘稠度和减慢血沉。并能加强血液中胶体质点本身负极性趋势，增强血浆蛋白的胶体稳定性，以保持血液的正常健康状态。空气负离子的吸入对高血压、高血脂等心脑血管病有良好的作用。
心脑血管疾病是一种严重威胁人类特别是50岁以上中老年人健康的常见多发病，是一种具有高患病率、高致残率和高死亡率等特点的疾病，即使应用目前最先进完善的治疗手段，仍会有50％以上的脑血管意外幸存者生活不能完全自理，目前全世界每年死于心脑血管疾病的人数高达1500万人。
(2)神经系统：空气负离子对自主神经高级中枢以及植物神经系统有良好的调节作用，从而可有效改善大脑皮层的功能，起到振奋精神消除疲劳，提高工作效率和增加食欲，对改善睡眠及神经衰弱等有良好效果。
(3)呼吸系统：空气负离子能有效加强气管粘膜上皮的纤毛运动，从而影响上皮绒毛内呼吸酶的活性，可改善肺泡的分泌功能及肺的通气和换气功能，对治疗哮喘、气管炎、儿童百日咳等疾病有良好效果。
神经系统疾病中慢性病占多数，且往往迁延不愈，不仅给患者的工作、生活带来很大影响，致残率还很高。
(4)恶性肿瘤：空气负离子可向缺失电子的细胞提供多余的电子，从而阻断细胞间的恶性循环，防止或抑制癌细胞的生成，对恶性肿瘤患者的治疗非常有益。
流行病学经过多年的研究及实验和临床观察发现，环境与行为这两种因素对人类恶性肿瘤的发生有重要影响。据统计约80％以上的恶性肿瘤与环境因素有关。
(5)免疫系统：空气负离子通过加强单核吞噬细胞的功能，从而使血中抗体含量增加，因此能有效提高机体的非特异性免疫功能并具有脱敏作用。
(6)代谢系统：负离子不仅可加强正常情况下的代谢作用，还对病理状况下的代谢有调节作用，可有效降低血糖和胆固醇。
(7)消化系统：通过吸入空气负离子可加强胃液的分泌，改善胃肠道的功能，从而增加食欲。
(8)儿童智力的改善：空气负离子可增加神经元突触数目，有效扩大神经网络，还可促进DHA的转化，保护神经网络不被破坏，具有提高儿童智力的效果。
科学家拉尹等人利用磁共振光谱仪对42名6～13岁的男孩大脑PH值进行检测(如表3所示)，发现当大脑PH值由6.99上升到7.99时，孩子的智能就会提高一倍多，即指智商由63分上升到了138分，而空气负离子正可以改变血液及大脑的酸碱度提高大脑智能发育。
表3由瑞士VITAR做出的负氧离子的临床统计报告
通过瑞士VITAR做出的统计报告，我们可以看出在国外空气负离子的应用已经十分普及，目前国内外流行的空气负离子疗法，就是利用天然空气负离子，通过复杂的神经-体液机制，引起机体各个系统的生理反应而达到预防和治疗疾病的方法。
综上所述，负离子浓度与人类健康程度有很大的关系，世卫组织规定：清新空气的负离子浓度不低于1000～1500个/立方厘米/秒；如果负氧离子严重馈乏，人类将无法抵御空气污染而引起的疾病。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种能够释放高浓度水氧生态离子的水氧生态涂料及其制备方法。
本发明提供了一种水氧生态涂料，包括：
所述纳米稀土矿粉为以三氧化二钇为主导材料的纳米稀土矿粉；
所述氧化石墨烯水溶液的浓度为50～500mg/L。
优选的，还包括6～8重量份的乳化剂；
所述乳化剂为聚乙二醇乳化剂和/或蔗糖脂肪酸酯。
优选的，还包括12～20重量份的颜料。
优选的，还包括0.2～0.3重量份的防腐剂。
优选的，还包括3.15～5.2重量份的纳米二氧化钛。
优选的，所述纳米二氧化钛包括纳米二氧化钛光催化剂与高催化活性纳米二氧化钛；所述纳米二氧化钛光催化剂与高催化活性纳米二氧化钛的质量比为(3～5)：(0.15～0.2)。
优选的，所述纳米稀土矿粉为以三氧化二钇为主导材料的纳米稀土矿粉；所述纳米稀土矿粉中三氧化二钇的含量为2％～10％。
优选的，所述负离子陶瓷颗粒的主晶相为堇青石；副晶相为四方晶系β-锂辉石。
优选的，所述负离子陶瓷颗粒包括氧化锆、氧化铈、氧化钯与氧化钛中的一种或多种。
本发明还提供了一种水氧生态涂料的制备方法，包括：
S1)将25～35重量份的水性丙烯酸树脂与25～35重量份的水混合，得到第一溶液；
S2)将部分第一溶液、5～15重量份的负离子陶瓷颗粒与0.1～0.15重量份的氧化石墨烯水溶液混合，得到第二溶液；所述氧化石墨烯水溶液的浓度为50～500mg/L；
S3)将余下的第一溶液、0.03～0.06重量份的氧化锌、0.3～1.8重量份的纳米稀土矿粉与1～1.5重量份的羟乙基纤维素混合，得到第三溶液；
S4)将所述第二溶液与第三溶液混合，得到水氧生态涂料；
所述步骤S2)与步骤S3)并无先后顺序的限制。
本发明提供了一种水氧生态涂料，包括：水性丙烯酸树脂25～35重量份；氧化锌0.03～0.06重量份；羟乙基纤维素1～1.5重量份；纳米稀土矿粉0.3～1.8重量份；负离子陶瓷颗粒5～15重量份；水25～35重量份；氧化石墨烯水溶液0.1～0.15重量份；所述氧化石墨烯水溶液的浓度为50～500mg/L。与现有技术相比，本发明提供的水氧生态涂料中包含负离子陶瓷颗粒，其具有永久电极，当空气中的水分子与其接触时，永久电极瞬间放电，使水发生电解，达到永久释放水氧生态离子的目的，并且本发明在涂料中添加纳米稀土矿粉作为催化剂及氧化石墨烯水溶液，进一步提高了涂料释放水氧生态离子的浓度及持续性。
附图说明
图1为水氧生态离子发生机理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
本发明提供了一种水氧生态涂料，包括：
所述氧化石墨烯水溶液的浓度为50～500mg/L。
其中，本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
本发明提供的水氧生态涂料中，所述水性丙烯酸树脂的含量优选为25～30重量份，更优选为25～27重量份。采用水性丙烯酸树脂使涂料无毒无味，且具有较好的防火性能。
所述氧化锌的含量优选为0.03～0.05重量份，更优选为0.03～0.04重量份。氧化锌在本发明提供的水氧生态涂料中作为抗老化助剂，可提高涂料的耐候性，并且氧化锌具有优异的防霉性和控制微生物真菌的功效，且其也具有吸收紫外光的能力，从而使水氧生态涂料具有优良的抗菌、抑菌功能同时也具有较好的耐紫外线的性能。
所述羟乙基纤维素的含量优选为1.1～1.4重量份，更优选为1.2～1.3重量份。羟乙基纤维素在涂料中可起到增稠、悬浮、分散、乳化、粘合、成膜、保护水分及提供保护胶体等作用。
所述纳米稀土矿粉的含量优选为0.3～1.5重量份，更优选为0.6～1.2重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述纳米稀土矿粉的含量优选为1.2重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述纳米稀土矿粉的含量优选为0.6重量份；在本发明提供的另一些实施例中，所述纳米稀土矿粉的含量优选为0.3重量份。所述纳米稀土矿粉的种类为本领域技术人员熟知的纳米稀土矿粉即可，并无特殊的限制，本发明中优选为以三氧化二钇为主导材料的纳米稀土矿粉，且所述纳米稀土矿粉采用置换法去除放射性杂质；所述纳米稀土矿粉中三氧化二钇的含量优选为2～10wt％，更优选为4～6wt％，再优选为4～5wt％；所述纳米稀土矿粉的N90粒径优选为100～500纳米，更优选为100～400纳米，再优选为200～300纳米，最优选为200纳米。在本发明提供的水氧生态涂料中，纳米稀土矿粉作为催化剂，可以产生对人体有益的负离子，因为稀土元素的原子最外层电子结构相同，都是2个电子，次外层结构相似，而倒数第3层具有未充满的4f电子层结构。4f轨道上有未成对电子，最外层的2个电子发生电子跃迁，由此而产生多种多样的电子能级，在稀土元素的原子表面产生空穴，这些电子空穴将促进临近的纳米负离子陶瓷颗粒的每个单元体极性增强，使之与水、空气组成的体系发生快速电离催化反应，从而增加释放高浓度地负氧离子。
按照本发明，所述负离子陶瓷颗粒的含量优选为5～14重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述负离子陶瓷颗粒的含量优选为5重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述负离子陶瓷颗粒的含量优选为8重量份；在本发明提供的另一些实施例中，所述负离子陶瓷颗粒的含量优选为14重量份。所述负离子陶瓷颗粒为本领域技术人员熟知的负离子陶瓷颗粒即可，并无特殊的限制，本发明中所述负离子陶瓷颗粒的主晶相优选为堇青石；副晶相优选为四方晶系β-锂辉石；所述负离子陶瓷颗粒的主晶相的质量优选为40％～60％，更优选为45％～50％；所述负离子陶瓷颗粒的副晶相的质量优选为30％～45％，更优选为35％～40％；还优选包括氧化锆、氧化铈、氧化钯与氧化钛中的一种或多种作为催化剂；所述催化剂的量优选为负离子陶瓷颗粒质量的0.1％～20％，更优选为1％～15％，再优选为5％～15％，再优选为10％～14％，最优选为13.6％～14％；在本发明中所述催化剂最优选为氧化锆、氧化铈、氧化钯与氧化钛；其中，所述氧化锆的量优选为负离子陶瓷颗粒质量的5％～15％，更优选为8％～12％，再优选为9％～10％，最优选为9.5％；所述氧化铈的量优选为负离子陶瓷颗粒质量的1％～3％，更优选为1.5％～2.5％，再优选为2％；氧化钯的质量优选为负离子陶瓷颗粒质量的0.01％～1％，再优选为0.05％～0.5％，再优选为0.05％～0.3％，最优选为0.1％～0.2％；所述氧化钛的质量优选为负离子陶瓷颗粒质量的1％～3％，更优选为1.5％～2.5％，再优选为2％。所述负离子陶瓷颗粒的N90粒径优选为100～500纳米，更优选为200～400纳米，再优选为200～300纳米，最优选为200纳米。
因纳米负离子陶瓷颗粒的每个单元体具有永久电极,当空气中的水分子与其接触时，永久电极瞬间放电，从而使水发生电解：H2O＝H++OH-。由于H+移动速度很快，迅速向永久电极的负极移动，吸收电子发生反应2H++2e-＝H2,而OH-移动速度慢，所以与水分子H2O结合发生水合反应OH-+H2O＝HO2(OH-),从而达到永久释放(HO2)n(OH-)水氧生态离子的目的。反应机理如图1所示。
本发明提供的水氧生态涂料中所述水的含量优选为28～35重量份，更优选为30～35重量份，再优选为32～35重量份。所述水为本领域技术人员熟知的涂料用水即可，并无特殊的限制，本发明中优选为去离子水，更优选为电导率小于0.1μS/cm的去离子水。
所述氧化石墨烯水溶液的含量优选为0.1～0.12重量份；所述氧化石墨烯水溶液的浓度优选为50～500mg/L，更优选为50～400mg/L，再优选为100～300mg/L，再优选为100～200mg/L，最优选为100mg/L。氧化石墨烯水溶液可增加水氧生态涂料的导电及介电性能。
按照本发明，所述水氧生态涂料中优选还包括3.15～5.2重量份的纳米二氧化钛，更优选还包括3～5重量份的纳米二氧化钛光催化剂与高催化活性纳米二氧化钛。所述纳米氧化钛光催化剂的含量优选为3.5～4.5重量份，更优选为4～4.5重量份，再优选为4重量份；所述纳米氧化钛光催化剂为本领域技术人员熟知的纳米氧化钛光催化剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为锐钛型纳米氧化钛光催化剂，更优选为锐钛型VK-G01；所述纳米氧化钛光催化剂的N90粒径优选为10～50纳米，更优选为10～40纳米，再优选为10～30纳米，再优选为10～20纳米，最优选为10纳米；所述高催化活性纳米二氧化钛为本领域技术人员熟知的高催化活性纳米二氧化钛即可，并无特殊的限制，本发明中优选为锐钛型高催化活性纳米二氧化钛，更优选为锐钛型VK-JR05；所述高催化活性纳米二氧化钛的N90粒径优选为2～10纳米，更优选为2～8纳米，再优选为4～6纳米，最优选为5纳米。
晶型为锐钛矿型的纳米二氧化钛，在紫外光的照射下会吸收能量，在表面形成很多的电子-空穴对，这些电子-空穴对具有很强的氧化还原能力，能降解有机物，包括汽车尾气中的氮氧化合物、硫化物、一氧化氮等有害气体，还有很强的杀菌能力。并且二氧化钛对人体无害，是环境友好型材料。
按照本发明，优选还包括6～8重量份的乳化剂，更优选还包括7～8重量份的乳化剂，再优选还包括7重量份的乳化剂；所述乳化剂为本领域技术人员熟知的乳化剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为聚乙二醇乳化剂和/或蔗糖脂肪酸酯；所述聚乙二醇乳化剂优选为PEG1450型。
按照本发明，优选还包括12～20重量份的颜料，更优选还包括12～18重量份的颜料，再优选还包括12～16重量份的颜料，最优选还包括12.5～14重量份的颜料；所述颜料的种类为本领域技术人员熟知的颜料即可，并无特殊的限制，本发明中优选为钛白粉和/或高岭土；所述颜料优选为纳米级颜料；所述颜料的D50粒径优选为85～120纳米。
为提高水氧生态涂料的防腐性，优选还包括0.2～0.3重量份的防腐剂，更优选还包括0.3重量份的防腐剂；所述防腐剂的种类优选为本领域技术人员熟知的防腐剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为对羟基本甲酸甲酯。
本发明提供的水氧生态涂料中包含负离子陶瓷颗粒，其具有永久电极，当空气中的水分子与其接触时，永久电极瞬间放电，使水发生电解，达到永久释放水氧生态离子的目的，并且本发明在涂料中添加纳米稀土矿粉作为催化剂及氧化石墨烯水溶液，进一步提高了涂料释放水氧生态离子的浓度及持续性。
本发明提供的水氧生态涂料对环境的影响：a)去除有害气体及异味。本发明提供的水养生态涂料形成的涂层可持续释放的H3O2-水氧生态离子由于带有氢氧根，所以它会与游离出的带有正电荷的甲醛氨苯类等有害气体颗粒(或气溶胶)结合，氢氧根离子与其发生氧化还原反应，使其消除毒性，对人体健康不再构成危害；另外，该涂层还具有很好的除异味效果，因为H3O2-水氧生态离子能中和空气中的氧自由基及氧化性气体(异味)，纳米负离子陶瓷颗粒形成的电场可以使有机物异味在电场中分解，从而达到净化空气的作用；b)抗菌抑菌。该涂层具有很强的抗菌抑菌效果，包括大肠杆菌金黄色葡萄球菌霉菌等，抗菌抑菌率>97％(CMA测定)细菌大多带正电荷，在空气中被大量H3O2-包覆或被H3O2-所中和，使细菌脱水，使其失去增生与繁殖的条件；c)抗电磁波辐射。该涂层纳米化陶瓷颗粒单元体具有永久释放水氧生态负离子作用，可以中和电磁波的正电性，同时涂层吸收电磁波，一方面转化为远红外线发射，另外也可以激发涂层发射更多的水氧生态负离子，从而具有抗电磁波辐射效果；d)捕捉并聚集沉降空气中的微小颗粒。该涂层持续释放的H3O2-水氧生态离子所带负电荷，吸附并聚集空气中漂浮的PM2.5及粒径大于PM2.5的颗粒(这些颗粒带有正电荷)，聚集效应使其形成大粒子团并沉降下来，不漂浮在空气中，对人体健康不再构成危害；e)发射远红外线。该涂层中的纳米负离子陶瓷颗粒单元体的正负电荷无对称中心，即具有偶极矩，当它们做热运动时，相应的偶极矩发生变化，即热运动使极性分子激发到更高的能级，当它们向下跃迁时把多余的能量以电磁波的方式放出，从而产生波长4μm～16μm，发射率为93％以上的远红外线辐射。远红外线为生命之光，对人体的健康有非常有益的效果。
本发明提供的水氧生态涂料释放的水氧生态离子群对生物体的影响：a)对心脑血管系统的作用机理。血液中的正常红细胞、胶体质点等带负电荷，它们之间相互排斥，保持一定的距离，而病变老化的红细胞由于电子被争夺，带正电荷，由于正负相吸、则将红细胞凝聚成团。水氧生态离子能有效修复老化的细胞膜电位，促使其变成正常带负电的细胞，负负相斥从而有效降低血液粘稠度，使血沉减慢。同时水氧生态离子能加强血液中胶体质点本身负极性趋势，使血浆蛋白的胶体稳定性增加，保持血液的正常健康状态。水氧生态离子可有效扩张冠状动脉增加冠状动脉血流量，调整心率使血管反应和血流速度恢复正常，从而对缓解心绞痛，恢复正常血压有良好效果，通过心电图X线发现，水氧生态离子可有效改善心功能和心肌营养不良状况。基于以上两种机能，水氧生态离子对高血压、高血脂等心脑血管病有良好的作用。b)对呼吸系统的作用机理。水氧生态离子能有效加强气管粘膜上皮的纤毛运动，影响上皮绒毛内呼吸酶的活性，改善肺泡的分泌功能及肺的通气和换气功能，从而具有缓解支气管痉挛、增加肺活量、调整呼吸频率、镇咳等功效。水氧生态离子还能促进鼻粘膜上皮细胞(多个鼻)的再生，恢复粘膜的分泌功能。对哮喘、气管炎、儿童百日咳等疾病有良好效果。c)对神经系统的作用机理。水氧生态离子可通过促进单胺氧化酶(MAO)的氧化脱氨基作用，降低脑及组织内的5-HT(5-羟色胺)水平，引起内分泌及神经系统明显的生理变化，对自主神经高级中枢，及植物神经系统有良好的调节作用。从而有效改善大脑皮层的功能，振奋精神，消除疲劳，提高工作效率，增加食欲，对改善睡眠、神经衰弱有良好效果。d)对恶性肿瘤的作用机理。众多医学研究证明：人体细胞电子被抢夺是万病之源，活性氧(自由基ORS)是一种缺乏电子的物质(不饱和电子物质)，进入人体后到处争夺电子，如果夺去细胞蛋白分子的电子，使蛋白质接上支链发生烷基化，形成畸变的分子而致癌。该畸变分子由于自己缺少电子，又要去夺取邻近分子的电子，又使邻近分子也发生畸变而致癌。这样，恶性循环就会形成大量畸变的蛋白分子。这些畸变的蛋白分子繁殖复制时，基因突变，形成大量癌细胞，最后出现癌症。而当自由基或畸变分子抢夺了基因的电子时，人就会直接得癌症。人体得到水氧生态离子后，由于水氧生态离子带负电荷，有多余的电子，可提供细胞缺失的电子，从而阻断恶性循环，癌细胞可被防止或被抑制
综上所述，水氧生态离子群能构建健康的生态的环境；而本发明提供的水养生态涂料无毒、无味，并可释放的水氧生态离子及远红外线，对人类居住环境的改善、构建健康的生态环境，保持人体健康、精力充沛有非常积极的作用。
本发明还提供了一种上述水氧生态涂料的制备方法，包括：S1)将25～35重量份的水性丙烯酸树脂与25～35重量份的水混合，得到第一溶液；S2)将部分第一溶液、5～15重量份的负离子陶瓷颗粒与0.1～0.15重量份的氧化石墨烯水溶液混合，得到第二溶液；所述氧化石墨烯水溶液的浓度为50～500mg/L；S3)将余下的第一溶液、0.03～0.06重量份的氧化锌、0.3～1.8重量份的纳米稀土矿粉与1～1.5重量份的羟乙基纤维素混合，得到第三溶液；S4)将所述第二溶液与第三溶液混合，得到水氧生态涂料。
其中，所述水性丙烯酸树脂、水、负离子陶瓷颗粒、氧化石墨烯水溶液、氧化锌、纳米稀土矿粉与羟乙基纤维素均同上所述，在此不再赘述。
将25～35重量份的水性丙烯酸树脂与25～35重量份的水混合；所述混合的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中优选为搅拌混合；所述搅拌混合的转速优选为500～2000转/分钟，更优选为800～1500转/分钟，再优选为1000～1200转/分钟；所述搅拌混合的时间优选为20～50min，更优选为20～40min，再优选为25～35min，最优选为30min。
混合后，优选加入6～8重量份的乳化剂；所述乳化剂同上所述，在此不再赘述；所述乳化剂优选分3～6批加入；每批优选间隔5～15min，更优选间隔8～12min，再优选间隔10min；乳化剂加入完毕后，优选搅拌20～50min，更优选搅拌20～40min，再优选为25～35min，最优选为30min，得到第一溶液；所述搅拌的转速优选为1000～3000转/分钟，更优选为1500～2500转/分钟，再优选为2000转/分钟。
将部分第一溶液、5～15重量份的负离子陶瓷颗粒与0.1～0.15重量份的氧化石墨烯水溶液混合；其中，所述部分第一溶液优选为第一溶液体积的10％～40％，更优选为20％～30％，再优选为20％；在本发明中，优选先将部分第一溶液与5～15重量份的负离子陶瓷颗粒混合搅拌；所述搅拌的时间优选为10～50min，更优选为10～40min，再优选为20～30min，最优选为20min；所述搅拌的转速优选为2000～8000转/分钟，更优选为2000～6000转/分钟，再优选为3000～5000转/分钟，最优选为4000转/分钟；然后再加入0.1～0.15重量份的氧化石墨烯水溶液，更优选还加入3～5重量份的纳米二氧化钛光催化剂，进行混合搅拌，得到第二溶液；所述搅拌的时间优选为10～50min，更优选为10～40min，再优选为20～30min，最优选为20min；所述搅拌的转速优选为2000～8000转/分钟，更优选为2000～6000转/分钟，再优选为3000～5000转/分钟，最优选为4000转/分钟。
将余下的第一溶液、0.03～0.06重量份的氧化锌、0.3～1.8重量份的纳米稀土矿粉与1～1.5重量份的羟乙基纤维素混合，更优选还加入12～20重量份的颜料与0.2～0.3重量份的防腐剂混合搅拌，得到第三溶液；所述混合搅拌的时间优选为10～50min，更优选为10～40min，再优选为20～30min；所述混合搅拌的转速优选为1000～6000转/分钟，更优选为2000～5000转/分钟，再优选为3000～4000转/分钟。
将所述第二溶液与第三溶液混合，优选先将第二溶液与部分第三溶液混合，得到第四溶液；所述部分第三溶液为第三溶液体积的10％～40％，更优选为20％～30％，再优选为20％；所述混合的时间优选为10～40min，更优选为20～30min，再优选为20min；所述混合的方式优选为搅拌；所述搅拌的转速优选为1000～6000转/分钟，更优选为2000～5000转/分钟，再优选为3000～4000转/分钟。
然后将第四溶液与余下的第三溶液混合，优选还加入0.15～0.2重量份的高催化活性纳米二氧化钛进行搅拌；所述搅拌的时间优选为10～40min，更优选为20～30min，再优选为20min；所述搅拌的转速优选为1000～5000转/分钟，更优选为2000～5000转/分钟，再优选为3000～4000转/分钟。
最后优选还进行匀速搅拌，得到水氧生态涂料；所述匀速搅拌的转速优选为1000～3000转/分钟，更优选为1500～2500转/分钟，再优选为2000转/分钟；所述匀速搅拌的时间优选为10～30min，更优选为15～25min，再优选为20min。
本发明提供的水氧生态涂料制备工艺简单，操作性强；且制备得到的水氧生态涂料环保、无味、无毒、安全性好，并拥有高档乳胶漆一般特点即耐擦洗、防开裂、耐老化、耐紫外线、防污、防霉；同时由于是水性涂料，防火性能好；具有优良的抗菌、抑菌功能、能有效消除电磁幅射、能捕捉并沉降PM2.5等微小颗粒，净化空气；释放远红外波，促进人体健康；最重要的特点是持续释放高浓度水氧生态负离子(高活性、小粒径、迁移率高的负离子)构建健康的居室环境；消除空气污染；促进身体健康。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种水氧生态涂料及其制备方法进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售；实施例中所用纳米稀土矿粉为以三氧化二钇为主导材料的稀土矿粉(矿粉中含有主要功能成份三氧化二钇为4％～5％)，且采用置换法除去矿粉中其它的放射性杂质；改性负离子纳米陶瓷单元颗粒的主晶相为堇青石质量分布为45％～50％，副晶相为四方晶系β-锂辉石(35％～40％)，另外还有主要功能成份催化剂:在陶瓷粉体中，催化剂按质量分布，其中氧化锆(含量9.5％)、氧化铈(含量2％)、氧化钯(含量0.1％)与氧化钛(含量2.0％)。
实施例1
1.1将25重量份水溶性树脂倒入35重量份的去离子水中，搅拌30分钟，速度为1000转/分钟，得到水性丙烯酸树脂溶液。
1.2将7重量份的聚乙二醇乳化剂(PEG1450型)分为5等份，分批缓慢倒入水性丙烯酸树脂溶液中，间隔10分钟，加入完毕后，搅拌30分钟，速度为2000转/分钟；形成乳液A。
1.3取乳液A体积的20％，倒入均质机中，加入14重量份改性负离子纳米陶瓷单元颗粒(N90粒径200纳米)，搅拌20分钟，速度为4000转/分，制成乳液B。
1.4将乳液B加入4重量份光催化剂(锐钛型纳米氧化钛，VK-G01，N90粒径10纳米)、浓度为100mg/L的氧化墨烯水溶液0.1重量份，搅拌20分钟，速度为4000转/分，制成乳液C。
1.5将剩余的乳液A加入纳米钛白粉12.5重量份(D50粒径为85～120纳米)、氧化锌0.03重量份、纳米稀土矿粉1.2重量份(N90粒径200纳米)、羟乙基纤维素1.2重量份与对羟基苯甲酸甲酯0.3重量份搅拌20分钟，速度为3000转/分，制成溶液D。
1.6将溶液D体积的20％，倒入均质机中与溶液C混合，搅拌20分钟，速度为4000转/分，制成乳液E。
1.7将乳液E与剩余的乳液D混合，加入高催化活性纳米二氧化钛(锐钛型VK-JR05，N90粒径5纳米)0.2份,搅拌20分钟，速度为3000转/分，最后再匀速拌20分钟，速度为2000转/分；灌装，得到水氧生态涂料。
将实施例1中得到的水氧生态涂料进行涂覆，厚度为0.1～0.2mm，在施工后，检测数据如下：
贴墙10cm检测：生态负离子浓度达到20000个/立方厘米/秒；
室内空间(离墙1500厘米)：生态负离子浓度达到8000个/立方厘米/秒。
施工后，通风晾干七天，检测数据如下：
贴墙检测：生态负离子浓度达到22000个/立方厘米/秒；
室内空间(离墙1500厘米)：生态负离子浓度达到6200～8100个/立方厘米/秒。
检测条件：湿度60％，温度摄氏20度；光照情况：晴天。
实施例1中得到的水氧生态涂料涂层释放远红外波波长为4～16μm；发射率为93％。
根据GB/T 9856-2009《合成树脂乳液内墙涂料》及GB 18582-2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》对实施例1中得到的水氧生态涂料进行检测，得到结果见表4与表5。
表4实施例1水氧生态涂料检测结果
表5实施例1水氧生态涂料检测结果
实施例2
将实施例1中改性负离子纳米陶瓷单元颗粒的用量由14重量份改为8重量份份；纳米稀土矿粉由1.2重量份改为0.6重量份；其它组成成份及生产工艺不变，得到水氧生态涂料。
将实施例2中得到的水氧生态涂料进行涂覆，厚度为0.1～0.2mm，施工后，通风晾干七天，检测结果如下：
贴墙检测：生态负离子浓度达到10000个/立方厘米/秒；
室内空间(离墙1500厘米)：生态负离子浓度达到1500～2000个/立方厘米/秒；
检测条件：湿度60％，温度摄氏20度；光照情况：晴天。
实施例2中得到的水氧生态涂料涂层释放远红外波波长为4～16μm；发射率为93％。
实施例3
将实施例1中改性负离子纳米陶瓷单元颗粒的用量由14重量份改为5重量份；纳米稀土矿粉由1.2重量份改为0.3重量份；其它组成成份及生产工艺不变，得到水氧生态涂料。
将实施例3中得到的水氧生态涂料进行涂覆，厚度为4～16μm，施工后，通风晾干七天，检测结果如下：
贴墙检测：生态负离子浓度达到6000个/立方厘米/秒；
室内空间(离墙1500厘米)：生态负离子浓度达到1000～1200个/立方厘米/秒；
检测条件：湿度60％，温度摄氏20度；光照情况：晴天。
实施例3中得到的水氧生态涂料涂层释放远红外波波长为4～16μm；发射率为93％。

Claims (10)

1.一种水氧生态涂料，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的水氧生态涂料，其特征在于，还包括6～8重量份的乳化剂；
所述乳化剂为聚乙二醇乳化剂和/或蔗糖脂肪酸酯。
3.根据权利要求1所述的水氧生态涂料，其特征在于，还包括12～20重量份的颜料。
4.根据权利要求1所述的水氧生态涂料，其特征在于，还包括0.2～0.3重量份的防腐剂。
5.根据权利要求1所述的水氧生态涂料，其特征在于，还包括3.15～5.2重量份的纳米二氧化钛。
6.根据权利要求1所述的水氧生态涂料，其特征在于，所述纳米二氧化钛包括纳米二氧化钛光催化剂与高催化活性纳米二氧化钛；所述纳米二氧化钛光催化剂与高催化活性纳米二氧化钛的质量比为(3～5)：(0.15～0.2)。
7.根据权利要求1所述的水氧生态涂料，其特征在于，所述纳米稀土矿粉为以三氧化二钇为主导材料的纳米稀土矿粉；所述纳米稀土矿粉中三氧化二钇的含量为2％～10％。
8.根据权利要求1所述的水氧生态涂料，其特征在于，所述负离子陶瓷颗粒的主晶相为堇青石；副晶相为四方晶系β-锂辉石。
9.根据权利要求8所述的水氧生态涂料，其特征在于，所述负离子陶瓷颗粒包括氧化锆、氧化铈、氧化钯与氧化钛中的一种或多种。
10.一种水氧生态涂料的制备方法，其特征在于，包括：
S1)将25～35重量份的水性丙烯酸树脂与25～35重量份的水混合，得到第一溶液；
S2)将部分第一溶液、5～15重量份的负离子陶瓷颗粒与0.1～0.15重量份的氧化石墨烯水溶液混合，得到第二溶液；所述氧化石墨烯水溶液的浓度为50～500mg/L；
S3)将余下的第一溶液、0.03～0.06重量份的氧化锌、0.3～1.8重量份的纳米稀土矿粉与1～1.5重量份的羟乙基纤维素混合，得到第三溶液；
S4)将所述第二溶液与第三溶液混合，得到水氧生态涂料；
所述步骤S2)与步骤S3)并无先后顺序的限制。
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