CN110484204A - 一种高白度负离子粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高白度负离子粉的制备方法。该制备方法包括:1)将电气石原矿球磨成电气石粉,将其与分散剂和水按质量比为1:(0.01~0.1):(0.8~1.5)混合均匀,加入研磨介质,研磨介质与电气石粉质量比为(3~10):1,研磨时间为150min~300min,所述研磨速度为2000~3000转/分钟;2)向步骤1)的体系中加入表面改性剂,表面改性剂与电气石粉的质量比为(1~8):1,继续研磨1~2h,研磨速度为2000~3000转/分钟,反应完全后得到高白度负离子粉浆料,干燥即得。本发明提供的方法可以将低白度的电气石转化为高白度、高效释放负离子、无辐射负离子粉,提高电气石的利用价值。
Description
技术领域
本发明涉及环境友好材料技术领域,更具体地,涉及一种高白度、高效释放负离子、无辐射负离子粉的制备方法。
背景技术
电气石是一种以含硼为特征的钠、镁、铁、铝、锂环状结构的硅酸盐矿物,不仅具有较好的热电和压电效应,还具有释放负离子、辐射远红外线、抗菌、除臭等功能,这对人类和环境都很有益处。其中,负离子能调节人体离子平衡,活化细胞,抑制菌类感染,提高人体自愈能力;在空气中还可以吸附粉尘,净化空气。因此,电气石已经作为一种健康、环保的负离子释放材料被广泛应用于建筑材料、纺织用品和环境等诸多领域,为提高人类生活质量作出了巨大贡献。
但是,电气石原矿的白度很低,严重制约了其在建筑材料和环境材料等领域的应用,因此在不影响其负离子释放的前提下,提升其白度有着重大意义。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种高白度负离子粉的制备方法,该制备方法可以将低白度的电气石转化为高白度、高效释放负离子、无辐射负离子粉,提高电气石的利用价值。
该制备方法包括如下步骤:
1)将电气石原矿球磨成电气石粉,将所述电气石粉与分散剂和水按质量比为1:(0.01~0.1):(0.8~1.5)混合均匀,加入平均粒径为0.2mm~0.4mm的研磨介质,所述研磨介质与电气石粉质量比为(3~10):1,研磨时间为150min~300min,所述研磨速度为2000~3000转/分钟;
2)向步骤1)的体系中加入表面改性剂,所述表面改性剂与所述电气石粉的质量比为(1~8):1,继续研磨1~2h,研磨速度为2000~3000转/分钟,反应完全后得到高白度负离子粉浆料,干燥即得高白度负离子粉体。
在本发明一个优选实施方式中,步骤1)中,电气石粉的粒径小于0.07mm,优选小于0.05mm。
在本发明一个优选实施方式中,可以使用如下方法从电气石原矿直接球磨得到电气石粉,即所述电石气粉的制备方法包括如下步骤:
以电气石原矿为原料,使用球磨介质进行球磨,所述球磨介质与电气石质量比为(4~6):1,装填量为60%,球磨时间为120min~150min,球磨转速为180~240转/分钟,所述球磨介质的平均粒径为0.5cm~1.5cm。其中,球磨介质可以为钢球或氧化锆球,优选为氧化锆球。
在本发明一个优选实施方式中,步骤1)中,所述分散剂为聚丙烯酸盐和/或硅烷偶联剂,优选为聚丙烯酸钠。
在本发明一个优选实施方式中,步骤1)中,所述电气石粉与分散剂和水的质量比为1:(0.01~0.04):(0.8~1.2),优选为1:(0.03~0.04):(1.0~1.2)。
在本发明一个优选实施方式中,步骤1)中,所述研磨介质与电气石粉质量比为(4~6):1,研磨时间为180min~240min,所述研磨速度为2100~2500转/分钟。进一步优选地是,研磨时间为210~240min,所述研磨速度为2300~2500转/分钟。
在本发明一个优选实施方式中,步骤2)中,所述表面活性剂为钛白粉、重晶石、硅灰石中的一种或多种,优选为钛白粉。
在本发明一个优选实施方式中,步骤2)中,所述表面改性剂与所述电气石粉的质量比为(1~4):1,优选为(3~4):1。
在本发明一个优选实施方式中,步骤2)中,所述研磨速度为2100~2500转/分钟。步骤2)中研磨速度与步骤1)中研磨速度相同,研磨介质也相同。具体的操作为向步骤1)中的体系中加入表面改性剂,继续研磨1~2h。
在本发明中,步骤2)中的研磨介质为钢球、氧化锆球、玻璃珠中的一种或多种,优选为氧化锆球。
其中,在本发明中,优选使用喷雾或者闪蒸设备干燥。
在本发明一个优选实施方式中,高白度负离子粉的制备方法包括如下步骤:
(1)以电气石原矿为原料,通过球磨设备,球磨介质与电气石质量比为(4~6):1,装填量为60%,球磨时间为120min~150min,研磨转速为180~240转/分钟,所述球磨介质的平均粒径为0.5cm~1.5cm;
(2)以步骤(1)中获得的电气石粉为原料,与分散剂聚丙烯酸钠和水按质量比为1:(0.01~0.04):(0.8~1.2)混合均匀,置于纳米研磨罐体中,研磨介质与电气石粉质量比为(4~6):1,研磨时间为180min~240min,所述研磨速度为2100~2500转/分钟,所述研磨介质为平均粒径为0.2mm~0.4mm的氧化锆球;
(3)向步骤(2)的体系中加入表面改性剂钛白粉,所述表面改性剂钛白粉与所述电气石粉的质量比为(1~4):1,保持原研磨速度继续研磨1~2h,充分改性后得到高白度负离子粉浆料;
(4)将上述浆料通过喷雾或者闪蒸设备干燥,即可得到高白度负离子粉体。
本发明的另一目的在于提供由上述制备方法得到的高白度负离子粉。
本发明提供的方法可以将低白度的电气石转化为高白度、高效释放负离子、无辐射负离子粉,提高电气石的利用价值。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
若未特别指明,实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段,所用原料均为市售商品。
其中电气石原矿原样白度为25.38,负离子释放数值为448。
实施例1
本实施例提供了一种高白度负离子粉的制备方法,包括如下步骤:
(1)以电气石原矿为原料,通过球磨介质进行球磨得到电气石粉,球磨介质与电气石质量比为4:1,装填量为60%,球磨时间为120min,球磨转速为180转/分钟,球磨介质为平均粒径为0.5cm~1.5cm的氧化锆球;
(2)将步骤(1)的电气石粉与分散剂聚丙烯酸钠和水按质量比为1:0.04:1混合均匀,置于纳米研磨罐体中,使用研磨介质进行研磨,研磨介质与电气石粉质量比为4:1,研磨时间为180min,研磨速度2500转/分钟,研磨介质为平均粒径为0.2mm~0.4mm的氧化锆球;
(3)向步骤(2)的体系中加入表面改性剂钛白粉,表面改性剂与所述电气石粉的质量比为1:1,以步骤(2)中相同的条件继续研磨2h,充分改性后得到所述高白度负离子粉浆料;
(4)将该高白度负离子粉浆料通过喷雾或者闪蒸设备干燥,即可得到高白度负离子粉粉体,测试结果为白度为60.52,负氧离子释放数值为798。
实施例2
本实施例提供了一种高白度负离子粉的制备方法,包括如下步骤:
(1)以电气石原矿为原料,通过球磨介质进行球磨得到电气石粉,球磨介质与电气石质量比为5:1,装填量为60%,球磨时间为140min,球磨转速为210转/分钟,球磨介质为平均粒径为0.5cm~1.5cm的氧化锆球;
(2)将步骤(1)的电气石粉与分散剂聚丙烯酸钠和水按质量比为1:0.03:1.2混合均匀,置于纳米研磨罐体中,使用研磨介质进行研磨,研磨介质与电气石粉质量比为5:1,研磨时间为210min,研磨速度2100转/分钟,研磨介质的平均粒径为0.2mm~0.4mm的氧化锆球;
(3)向步骤(2)的体系中加入表面改性剂钛白粉,所述表面改性剂与所述电气石粉的质量比为2:1,以步骤(2)中相同的条件继续研磨2h,充分改性后得到所述高白度负离子粉浆料;
(4)将该高白度负离子粉浆料通过喷雾或者闪蒸设备干燥,即可得到粉体,测试结果为白度为65.63,负氧离子释放数值为779。
实施例3
本实施例提供了一种高白度负离子粉的制备方法,包括如下步骤:
(1)以电气石原矿为原料,通过球磨介质进行球磨得到电气石粉,球磨介质与电气石质量比为6:1,装填量为60%,球磨时间为150min,球磨转速为210转/分钟,球磨介质为平均粒径为0.5cm~1.5cm的氧化锆球;
(2)将步骤(1)的电气石粉与分散剂聚丙烯酸钠和水按质量比为1:0.04:1.2混合均匀,置于纳米研磨罐体中,使用研磨介质进行研磨,研磨介质与电气石粉质量比为6:1,研磨时间为210min,研磨速度2500转/分钟,所述研磨介质为平均粒径为0.2mm~0.4mm的氧化锆球;
(3)向步骤2)的体系中加入表面改性剂钛白粉,所述表面改性剂与所述电气石粉的质量比为4:1,以步骤2)中相同的条件继续研磨2h,充分改性后得到所述高白度负离子粉浆料;
(4)将上述浆料通过喷雾或者闪蒸设备干燥,即可得到粉体,测试结果为白度为74.67,负氧离子释放数值为747。
实施例4
本实施例提供了一种高白度负离子粉的制备方法,包括如下步骤:
(1)以电气石原矿为原料,通过球磨介质进行球磨得到电气石粉,球磨介质与电气石质量比为4:1,装填量为60%,球磨时间为120min,球磨转速为210转/分钟,球磨介质为平均粒径为0.5cm~1.5cm的氧化锆球;
(2)将步骤(1)的电气石粉与分散剂聚丙烯酸钠和水按质量比为1:0.01:0.8混合均匀,置于纳米研磨罐体中,使用研磨介质进行研磨,研磨介质与电气石粉质量比为3:1,研磨时间为150min,研磨速度2000转/分钟,所述研磨介质为平均粒径为0.2mm~0.4mm的氧化锆球;
(3)向步骤2)的体系中加入表面改性剂钛白粉,所述表面改性剂与所述电气石粉的质量比为1:1,以步骤2)中相同的条件继续研磨2h,充分改性后得到所述高白度负离子粉浆料;
(4)将上述浆料通过喷雾或者闪蒸设备干燥,即可得到粉体,测试结果为白度为54.67,负氧离子释放数值为647。
实施例5
本实施例提供了一种高白度负离子粉的制备方法,包括如下步骤:
(1)以电气石原矿为原料,通过球磨介质进行球磨得到电气石粉,球磨介质与电气石质量比为6:1,装填量为60%,球磨时间为150min,球磨转速为240转/分钟,球磨介质为平均粒径为0.5cm~1.5cm的钢球;
(2)将步骤(1)的电气石粉与分散剂聚丙烯酸钠和水按质量比为1:0.1:1.5混合均匀,置于纳米研磨罐体中,使用研磨介质进行研磨,研磨介质与电气石粉质量比为10:1,研磨时间为300min,研磨速度3000转/分钟,所述研磨介质为平均粒径为0.2mm~0.4mm的钢球;
(3)向步骤2)的体系中加入表面改性剂钛白粉,所述表面改性剂与所述电气石粉的质量比为8:1,以步骤2)中相同的条件继续研磨2h,充分改性后得到所述高白度负离子粉浆料;
(4)将上述浆料通过喷雾或者闪蒸设备干燥,即可得到粉体,测试结果为白度为56.80,负氧离子释放数值为653。
实施例6
本实施例提供了一种高白度负离子粉的制备方法,包括如下步骤:
(1)以电气石原矿为原料,通过球磨介质进行球磨得到电气石粉,球磨介质与电气石质量比为6:1,装填量为60%,球磨时间为120min,球磨转速为180转/分钟,球磨介质为平均粒径为0.5cm~1.5cm的钢球;
(2)将步骤(1)的电气石粉与分散剂聚丙烯酸钠和水按质量比为1:0.01:1.5混合均匀,置于纳米研磨罐体中,使用研磨介质进行研磨,研磨介质与电气石粉质量比为3:1,研磨时间为150min,研磨速度3000转/分钟,所述研磨介质为平均粒径为0.2mm~0.4mm的玻璃珠;
(3)向步骤2)的体系中加入表面改性剂钛白粉,所述表面改性剂与所述电气石粉的质量比为1:1,以步骤2)中相同的条件继续研磨2h,充分改性后得到所述高白度负离子粉浆料;
(4)将上述浆料通过喷雾或者闪蒸设备干燥,即可得到粉体,测试结果为白度为54.50,负氧离子释放数值为633。
实施例7
本实施例提供了一种高白度负离子粉的制备方法,包括如下步骤:
(1)以电气石原矿为原料,通过球磨介质进行球磨得到电气石粉,球磨介质与电气石质量比为6:1,装填量为60%,球磨时间为150min,球磨转速为210转/分钟,球磨介质为平均粒径为0.5cm~1.5cm的氧化锆球;
(2)将步骤(1)的电气石粉与分散剂硅烷偶联剂8090和水按质量比为1:0.04:1.2混合均匀,置于纳米研磨罐体中,使用研磨介质进行研磨,研磨介质与电气石粉质量比为6:1,研磨时间为210min,研磨速度2500转/分钟,所述研磨介质为平均粒径为0.2mm~0.4mm的氧化锆球;
(3)向步骤2)的体系中加入表面改性剂硅灰石,所述表面改性剂与所述电气石粉的质量比为4:1,以步骤2)中相同的条件继续研磨2h,充分改性后得到所述高白度负离子粉浆料;
(4)将上述浆料通过喷雾或者闪蒸设备干燥,即可得到粉体,测试结果为白度为50.78,负氧离子释放数值为648。
对比例1
本对比例提供了一种高白度负离子粉的制备方法,包括如下步骤:
(1)以电气石原矿为原料,通过球磨介质进行球磨得到电气石粉,球磨介质与电气石质量比为3:1,装填量为60%,球磨时间为160min,球磨转速为250转/分钟,球磨介质为平均粒径为0.5cm~1.5cm的钢球;
(2)将步骤(1)的电气石粉与分散剂聚丙烯酸钠和水按质量比为1:0.01:0.5混合均匀,置于纳米研磨罐体中,使用研磨介质进行研磨,研磨介质与电气石粉质量比为6:1,研磨时间为150min,研磨速度3500转/分钟,所述研磨介质为平均粒径为0.2mm~0.4mm的氧化锆球;
(3)向步骤2)的体系中加入表面改性剂钛白粉,所述表面改性剂与所述电气石粉的质量比为1:1,以步骤2)中相同的条件继续研磨2h,充分改性后得到所述高白度负离子粉浆料;
(4)将上述浆料通过喷雾或者闪蒸设备干燥,即可得到粉体,测试结果为白度为40.85,负氧离子释放数值为599。
最后,本发明的方法仅为较佳的实施方案,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高白度负离子粉的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)将电气石原矿球磨成电气石粉,将所述电气石粉与分散剂和水按质量比为1:(0.01~0.1):(0.8~1.5)混合均匀,加入平均粒径为0.2mm~0.4mm的研磨介质,所述研磨介质与电气石粉质量比为(3~10):1,研磨时间为150min~300min,所述研磨速度为2000~3000转/分钟;
2)向步骤1)的体系中加入表面改性剂,所述表面改性剂与所述电气石粉的质量比为(1~8):1,继续研磨1~2h,研磨速度为2000~3000转/分钟,反应完全后得到高白度负离子粉浆料,干燥即得。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述电气石粉的粒径小于0.07mm,优选小于0.05mm。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述电石气粉的制备方法包括如下步骤:
以电气石原矿为原料,使用球磨介质进行球磨,所述球磨介质与电气石质量比为(4~6):1,装填量为60%,球磨时间为120min~150min,球磨转速为180~240转/分钟,所述球磨介质的平均粒径为0.5cm~1.5cm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中, 所述分散剂为聚丙烯酸盐和/或硅烷偶联剂,优选为聚丙烯酸钠。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述电气石粉与分散剂和水的质量比为1:(0.01~0.04):(0.8~1.2),优选为1:(0.03~0.04):(1.0~1.2)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述研磨介质与电气石粉质量比为(4~6):1,研磨时间为180min~240min,所述研磨速度为2100~2500转/分钟。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述表面活性剂为钛白粉、重晶石、硅灰石中的一种或多种,优选为钛白粉。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述表面改性剂与所述电气石粉的质量比为(1~4):1,优选为(3~4):1。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述研磨速度为2100~2500转/分钟。
10.权利要求1至9中任一项所述的制备方法制得的高白度负离子粉。
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