CN108623849B - 一种天然无机抗老化添加剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种天然无机抗老化添加剂及其制备方法和应用；本发明将沙漠沙土、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米银和纳米气凝胶经过混合烘焙制得抗老化添加剂，不仅制备方法简单易行，适合产业化生产；而且本发明打破传统想方设法对沙漠进行治理的思路，直接将各种环境下的沙漠沙土磨碎后作为原料进行直接利用，能消耗掉大量的沙漠沙土的同时保护了生态环境本来的自然和谐。

Description

一种天然无机抗老化添加剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种天然无机抗老化添加剂及其制备方法和应用。
背景技术
沙漠是人类最顽强的自然敌人之一，随着风吹，沙漠沙土会将现有土地沙化，土地沙化不仅会急剧缩减着我们可以有效利用的国土，而且导致土地退化、土壤结构破坏、土壤养分流失；同时引起河流、水库、水渠堵塞，造成铁路路基、桥梁、涵洞损坏，沙漠化还会导致的沙尘天气，影响飞机正常起飞和降落、破坏通讯、输电线路和设施，由此产生的灾害威胁居民安全。根据监测，我国城市空气污染物主要是微小颗粒物，这与沙漠化密切相关，沙尘污染着广大地区人民的生产生活环境，影响了人民健康。
沙漠被人类视为大自然的癌症，一直威胁着人类的生命与健康，一直以来人们都在研究科学治理。公认沙漠治理的关键是防风固沙，保护已有植被，并且在沙漠地区有计划地栽培沙生植物，造固沙林。一般是在沙丘迎风坡上种植低矮的灌木或草本植物，固住松散的沙粒，在背风坡的低洼地上种植高大的树木，阻止沙丘移动。但是，治理沙漠依靠种植植物，存活率低、成本高、效率低下。目前，虽然治理沙漠取得了一些让人振奋的科研成果，治理仍是世界性难题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的之一在于提供一种天然无机抗老化添加剂，该添加剂直接将沙漠沙土作为原料，使用范围广泛，不仅能消耗掉大量的沙漠沙土，而且保护了生态环境本来的自然和谐的同时不使用有机溶剂对环境友好。
本发明的目的之二是提供了所述天然无机抗老化添加剂得制备方法，该方法工艺简单，适合产业化。
本发明的目的之三是提供了所述天然无机抗老化添加剂的应用。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种天然无机抗老化添加剂，按重量份计算包括如下原料：
所述沙漠沙土为荒漠土、干旱土、盐碱土、风沙土和草甸土中的一种或几种组合物。
较佳地，所述天然无机抗老化添加剂按重量份计算包括如下原料：
较佳地，所述纳米氧化锌为20-100nm。纳米氧化锌的粒径的选择依赖于其利用，用在不同的功能材料制备，选择不同粒径的效果会更好。
较佳地，所述纳米二氧化钛为15-50nm，纳米二氧化钛为金红石型纳米级钛白粉、锐钛型纳米级钛白粉或二者混合物。纳米二氧化钛是金红石型白色疏松粉末，屏蔽紫外线作用强，有良好的分散性和耐候性；具有抗线、抗菌、自洁净、抗老化性能。
较佳地，所述纳米气凝胶为硅气凝胶、有机气凝胶、碳气凝胶、石墨烯气凝胶中的一种或几种组合物。根据本发明添加到何种材料制备中，用在不同的功能材料制备，选择不同类型的效果会更好。气凝胶作为一种气孔率极高的多孔硅在本发明中，不仅能很好的发挥沙漠沙土的潜在物化性能，而且能将几种原料的性能协同增长，最终达到更好的效果。
所述天然无机抗老化添加剂的制备方法，制备方法具体为：
(1)粉碎：将沙漠沙土粉碎成2500-3500目；
(2)搅拌：按比例将所述沙漠沙土、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化银、纳米气凝胶倒入搅拌罐中，搅拌25-35分钟；
(3)烘焙：将步骤(2)中搅拌好的材料置于烘烤炉中加温700-800℃烘烤20-40分钟，制得所述天然无机抗老化添加剂。
所述天然无机抗老化添加剂的应用，将所述天然无机抗老化添加剂添加应用在涂料、橡胶制品、塑料制品、装饰广告材料中。较佳地，所述天然无机抗老化添加剂的添加量为体积百分比的4-10％。
本发明中，沙漠沙土(二氧化硅含量高，抗紫外线强)、纳米氧化锌(是传统的抗老化性能较好、应用范围广普的材料，又是成本低廉低的材料)、纳米二氧化钛(是光触媒材料吸收紫外线后可以净化空气、抗老化性能强、又具有抗菌杀菌功能)、纳米氧化银(是目前最好的抗菌杀菌材料，可以杀死几千种细菌)、气凝胶(是最轻的多空材料、也是隔热反射阳光较好的材料)。
自然科学，万事万物存在，一定有它存在的道理。本发明将治理沙漠换一种方式，不是想方设法去治理，而是反过来把沙漠的沙土当作是对人类的恩赐和资源，就像中东的石油资源一样不要治理它，合理利用它。经过十多年反复试验，发现利用沙漠沙土做成天然的抗老化材料，有着不可估量的价值和深远意义。
本发明将沙漠沙土、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米银和纳米气凝胶经过混合烘焙制备而得，不仅制备方法简单易行，非常适合产业化生产。而且直接将各种环境下的沙漠沙土磨碎作为原料，能消耗掉大量的沙漠沙土，同时降低了传统需要用二氧化硅对矿石的采伐，保护了环境的生态，而且不使用有机溶剂对环境友好。
沙漠的日温差变化极为显著，夏秋午间近地表温度可达60至80摄氏度，夜间却可降至10摄氏度以下。几千上万年在这种恶劣环境下，沙漠沙土形成了自己独特的分子结构，它丰富的二氧化硅成分、粘性成分和盐碱性成分与几种材料混合，是成本较低、抗老化性能较好的材料之一，可以广泛应用到外墙涂料、橡胶制品、塑料制品、装饰材料、广告材料、汽车、轮船、飞机、建筑等领域，更有意义的是此材料生产工艺简单、设备投入小，将沙漠的沙土取用后可以植树和种植农作物，变废为宝，一举二得。
具体的实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，以助于本领域技术人员理解本发明。
实施例1
一种天然无机抗老化添加剂，按重量份计算包括如下原料：
风沙土84份、纳米氧化锌(50nm)10份、纳米二氧化钛(锐钛型纳米级钛白粉35nm)4.9份、纳米银0.1份和纳米气凝胶(硅气凝胶)1份；
其中，除了上述原料，不排除添加其他一些为了得到某种功能而填加一些功能原料。
所述天然无机抗老化添加剂的制备方法，制备方法具体为：
(1)粉碎：将沙漠沙土粉碎成3000目；
(2)搅拌：按比例将所述沙漠沙土、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化银、纳米气凝胶倒入搅拌罐中，搅拌30分钟；
(3)烘焙：将步骤(2)中搅拌好的材料置于烘烤炉中加温750℃烘烤30分钟，制得所述天然无机抗老化添加剂。
天然无机抗老化添加剂的应用，将所述天然无机抗老化添加剂添加应用在涂料、橡胶制品、塑料制品、装饰广告材料中。天然无机抗老化添加剂的添加量为体积百分比的4-10％，具体添加量根据实际应用情况不同，此材料抗老化性能优于传统的氧化锌，通过球磨成浆料可以添当溶剂中使用。
实施例2
一种天然无机抗老化添加剂，按重量份计算包括如下原料：
荒漠土75份、纳米氧化锌(20nm)15份、纳米二氧化钛(金红石型纳米级钛白粉15nm)8份、纳米银0.3份和纳米气凝胶(有机气凝胶)1.7份；
其中，除了上述原料，不排除添加其他一些为了得到某种功能而填加一些功能原料。
所述天然无机抗老化添加剂的制备方法，制备方法具体为：
(1)粉碎：将沙漠沙土粉碎成2500目；
(2)搅拌：按比例将所述沙漠沙土、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化银、纳米气凝胶倒入搅拌罐中，搅拌25分钟；
(3)烘焙：将步骤(2)中搅拌好的材料置于烘烤炉中加温700℃烘烤40分钟，制得所述天然无机抗老化添加剂。
实施例3
一种天然无机抗老化添加剂，按重量份计算包括如下原料：
盐碱土90份、纳米氧化锌(100nm)5份、纳米二氧化钛(金红石型纳米级钛白粉50nm1份、锐钛型纳米级钛白粉50nm，2份)3份、纳米银0.05份和纳米气凝胶(碳气凝胶)1.95份；
其中，除了上述原料，不排除添加其他一些为了得到某种功能而填加一些功能原料。
所述天然无机抗老化添加剂的制备方法，制备方法具体为：
(1)粉碎：将沙漠沙土粉碎成3500目；
(2)搅拌：按比例将所述沙漠沙土、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化银、纳米气凝胶倒入搅拌罐中，搅拌35分钟；
(3)烘焙：将步骤(2)中搅拌好的材料置于烘烤炉中加温700℃烘烤40分钟，制得所述天然无机抗老化添加剂。
实施例4
一种天然无机抗老化添加剂，按重量份计算包括如下原料：
荒漠土40份、干旱土10、盐碱土10、风沙土20、纳米氧化锌(55nm)12份、纳米二氧化钛(锐钛型纳米级钛白粉25nm)5.9份、纳米银0.1份和纳米气凝胶(石墨烯气凝胶)2份；
其中，除了上述原料，不排除添加其他一些为了得到某种功能而填加一些功能原料。
所述天然无机抗老化添加剂的制备方法，制备方法具体为：
(1)粉碎：将沙漠沙土粉碎成2800目；
(2)搅拌：按比例将所述沙漠沙土、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化银、纳米气凝胶倒入搅拌罐中，搅拌28分钟；
(3)烘焙：将步骤(2)中搅拌好的材料置于烘烤炉中加温720℃烘烤35分钟，制得所述天然无机抗老化添加剂。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述的特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。
将本发明添加到纳米2号外墙涂料中进行检测，其对比理化性质如下：
分别取样A(纳米2号外墙涂料)，B(纳米2号外墙涂料+本发明天然无机抗老化添加剂4.9％)分别3kg照光268g。检测标准：JG/T24-2000。
由此可见，就同样的配方，同样的检测方法。将本发明所述天然无机抗老化添加剂添加在纳米外墙涂料中，不仅符合检测标准，而且其粘结强度分别在标准状态和浸水后有所提高，说明沙漠沙土大量使用在该领域，完全达标。鉴于篇幅，其它领域的应用情况在此就不一一赘述。

Claims (8)

1.一种天然无机抗老化添加剂，其特征在于，按重量份计算包括如下原料：
所述沙漠沙土为荒漠土、干旱土、盐碱土、风沙土和草甸土中的一种或几种组合物。
2.如权利要求1所述天然无机抗老化添加剂，其特征在于，按重量份计算包括如下原料：
3.如权利要求1或2所述天然无机抗老化添加剂，其特征在于，所述纳米氧化锌为20-100nm。
4.如权利要求1或2所述天然无机抗老化添加剂，其特征在于，所述纳米二氧化钛为15-50nm，纳米二氧化钛为金红石型纳米级钛白粉、锐钛型纳米级钛白粉或二者混合物。
5.如权利要求1或2所述天然无机抗老化添加剂，其特征在于，所述纳米气凝胶为硅气凝胶、有机气凝胶、碳气凝胶、石墨烯气凝胶中的一种或几种组合物。
6.权利要求1-5中任意一项所述天然无机抗老化添加剂的制备方法，其特征在于，制备方法具体为：
(1)粉碎：将沙漠沙土粉碎成2500-3500目；
(2)搅拌：按比例将所述沙漠沙土、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化银、纳米气凝胶倒入搅拌罐中，搅拌25-35分钟；
(3)烘焙：将步骤(2)中搅拌好的材料置于烘烤炉中加温700-800℃烘烤20-40分钟，制得所述天然无机抗老化添加剂。
7.权利要求如权利要求1-6中任意一项所述天然无机抗老化添加剂的应用，其特征在于，将所述天然无机抗老化添加剂添加应用在涂料、橡胶制品、塑料制品、装饰广告材料中。
8.如权利要求7所述天然无机抗老化添加剂的应用，其特征在于，所述天然无机抗老化添加剂的添加量为体积百分比的4-10％。
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