CN110818443A - 一种轻质磁性球及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及磁疗技术领域，更具体地说，涉及一种轻质磁性球及其制备方法，所述轻质磁性球包括陶瓷空心球和附着于所述陶瓷空心球外表面上的磁性树脂材料层。内部的陶瓷空心球不仅密度小，而且结构坚固，能够为外层的磁性树脂材料层提供稳定的支撑。磁性树脂材料层由磁粉和树脂混合而成，磁粉可以产生稳定的磁场，以实现磁疗功效，而树脂能够降低使用时产生的异物感，可以有效提高使用的舒适度。本发明提供的轻质磁性球具有密度小、结构坚固、耐磨耐腐蚀等优点，设置于被子等产品上，既能够满足磁疗的功效，而且能够大幅降低产品的重量，使用起来更加舒适。

Description

一种轻质磁性球及其制备方法
技术领域
本发明涉及磁疗技术领域，更具体地说，涉及一种轻质磁性球及其制备方法。
背景技术
随着磁疗保健理论的普及，消费者也越来越认可磁疗的功效，市场上出现了种类繁多的磁疗保健产品。其中，越来越多的床上用品也具备了磁疗的功效，消费者可以在睡眠中得到磁疗保健，消除白日的疲惫。
CN209661125U公开了一种磁保健羽绒被，其被套内设置了大量的磁性颗粒，使得该羽绒被具有了磁疗保健功能。此外，目前市场上的磁疗被，大多也是采用上述结构，通过在被套或被子上附设磁性颗粒来实现磁疗的功能。
为了睡觉时的舒适度，被子在保证保暖的前提下，应当越轻柔越好，这也是被子的发展趋势。但是，目前磁疗被中的磁性颗粒一般都是实心的结构，密度大，导致磁疗被整体较重，盖在人体上时太过沉重，会影响睡眠质量。因此，发明一种质量小，又能满足磁疗需要的磁性材料是本领域的当务之急。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轻质磁性球，该磁性球密度小，且坚固耐用，又能产生磁场，可以用于各种家纺产品上。
本发明的另一个目的在于提供一种轻质磁性球的制备方法。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种轻质磁性球，包括陶瓷空心球和附着于所述陶瓷空心球外表面上的磁性树脂材料层，其中：以重量份计，所述陶瓷空心球包括以下组份：锆英石65～85份、煅烧高岭土40～60份和凹凸棒土10～15份；所述磁性树脂材料层包括以下组份：树脂30～50份和磁粉50～70份。
进一步地，所述陶瓷空心球还包括泗滨砭石粉18～26份。
进一步地，所述树脂为环氧树脂、聚氨酯或聚乙烯醇缩丁醛。
进一步地，所述磁粉为钕铁硼磁粉或铁氧体磁粉。
一种轻质磁性球的制备方法，包括：
S10，制备陶瓷空心球：制备陶瓷浆液，使所述陶瓷浆液包覆于聚苯乙烯球体表面，经过烧结、冷却，获得所述陶瓷空心球；
S20，制备磁性树脂浆料：制备树脂混合液，将磁粉加入所述树脂混合液，搅拌均匀，获得磁性树脂浆料；
S30，使所述磁性树脂浆料包覆于所述陶瓷空心球表面，获得轻质磁性球。
进一步地，S10中所述使陶瓷浆液包覆于聚苯乙烯球体表面的方法为：将所述聚苯乙烯球体投入滚筒中，滚筒内升温至30～45℃，再加入所述陶瓷浆液，所述滚筒不断滚动使得所述陶瓷浆液包覆于所述聚苯乙烯球体表面；或
将所述聚苯乙烯球体和所述陶瓷浆液混合，搅拌一定时间，使得所述陶瓷浆液包覆于所述聚苯乙烯球体表面。
进一步地，S30中所述使磁性树脂浆料包覆于所述陶瓷空心球表面的方法为：将所述陶瓷空心球投入滚筒中，滚筒内升温至40～65℃，再加入所述磁性树脂浆料，所述滚筒不断滚动使得所述磁性树脂浆料包覆于所述陶瓷空心球表面；或
将所述陶瓷空心球和所述磁性树脂浆料混合，搅拌一定时间，使得所述磁性树脂浆料包覆于所述陶瓷空心球表面。
进一步地，如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S10中所述陶瓷浆液制备方法包括：将锆英石65～85份、煅烧高岭土40～60份、凹凸棒土10～15份充分混合，制成陶瓷粉料；按陶瓷粉料50～60％、粉料溶剂40～50％的比例进行混合，研磨一定时间，制得陶瓷浆液。
进一步地，所述粉料溶剂包括第一分散剂、增稠剂、粘结剂和水。
进一步地，所述树脂混合液包括树脂、有机溶剂和第二分散剂。
本发明提供一种轻质磁性球，包括陶瓷空心球和附着于所述陶瓷空心球外表面上的磁性树脂材料层，其中：所述陶瓷空心球包括锆英石、煅烧高岭土和凹凸棒土；所述磁性树脂材料层包括树脂和磁粉。内部的陶瓷空心球不仅密度小，而且结构坚固，能够为外层的磁性树脂材料层提供稳定的支撑。磁性树脂材料层由磁粉和树脂混合而成，磁粉充磁后可以产生稳定的磁场，以实现磁疗功效，而树脂使得磁性树脂材料层具备一定的弹性，设置在人体贴身的衣物、被子等产品上也不会使人产生严重的异物感，可以有效提高使用的舒适度，此外磁性树脂材料层还具有耐磨、耐热、耐腐蚀等优点。本发明提供的轻质磁性球具有密度小、结构坚固、耐磨耐腐蚀等优点，设置于被子等产品上，既能够满足磁疗的功效，而且能够大幅降低产品的重量，使用起来更加舒适。
本发明还提供一种轻质磁性球的制备方法，陶瓷空心球制备方法简单，成品率高，不易破损，整体工艺简单，易于工业化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种轻质磁性球结构示意图。
附图标记：1-陶瓷空心球，2-磁性树脂材料层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
请参阅图1，图1为本发明提供的一种轻质磁性球结构示意图。
如图1所示，本发明提出了一种轻质磁性球，包括陶瓷空心球和附着于所述陶瓷空心球外表面上的磁性树脂材料层。陶瓷空心球为硬质空心球体，可以为磁性树脂材料层提供支撑。磁性树脂材料层包括树脂和磁粉，磁粉可以产生用于磁疗的磁场，而树脂固化后具有一定的弹性，即使与人体直接接触也不至于产生如硬质磁颗一般的异物感，可以提升使用体验。此外，磁性树脂材料层还具有耐磨、耐热、耐腐蚀等优点。
所述陶瓷空心球的原料主要包括锆英石、煅烧高岭土和凹凸棒土。一般的陶瓷空心球制备过程中，陶瓷空心球容易破裂，导致成品率低，生产成本较高。本发明中主要以锆英石、煅烧高岭土和凹凸棒土作为原材料，配以一定的比例，在生产过程中可以极大地提升成品率。优选地，以重量份计，原材料比例分别为：锆英石65～85份、煅烧高岭土40～60份和凹凸棒土10～15份。
所述磁性树脂材料层主要包括树脂和磁粉。优选地，以重量份计，比例分别为：树脂30～50份和磁粉50～70份。
优选地，所述树脂为环氧树脂、聚氨酯或聚乙烯醇缩丁醛。
优选地，所述磁粉为钕铁硼磁粉或铁氧体磁粉。
陶瓷空心球除了起支撑作用外，还可以在其中添加一些功能性原料，使其具备其他理疗功能。本发明的一个实施例中，将泗滨砭石粉掺入制备陶瓷空心球的原料中，使得陶瓷空心球具备了远红外理疗功能。泗滨砭石粉具有远红外效应，作用于人体经络穴位，可促进血流速度，改善微循环。添加泗滨砭石粉既需要满足远红外理疗功效，还不能降低陶瓷空心球的成品率，因此，要对泗滨砭石粉的添加量进行控制。优选地，所述陶瓷空心球原材料中可添加泗滨砭石粉18～26份。
本发明还提供一种轻质磁性球的制备方法，包括：
S10，制备陶瓷空心球。
首先制备陶瓷浆液，然后使所述陶瓷浆液逐层均匀包覆于聚苯乙烯球体表面，再经过烧结、冷却，即可获得所述陶瓷空心球。
制备陶瓷浆液的制备方法具体为：首先将锆英石65～85份、煅烧高岭土40～60份、凹凸棒土10～15份充分混合，制成陶瓷粉料；再按陶瓷粉料50～60％(质量比，没有特殊说明，以下百分比均为质量比)、粉料溶剂40～50％的比例进行混合，研磨一定时间，制得陶瓷浆液。所述粉料溶剂包括第一分散剂、增稠剂、粘结剂和水，各组分质量占比分别为：第一分散剂0.1～0.3％、增稠剂0.05～0.2％、粘结剂1.0～2.0％、水97.5～98.85％。其中，所述第一分散剂可以为聚丙烯酸钠、聚乙烯亚胺或亚甲基丙烯酸胺。所述增稠剂可以为羧甲基纤维素钠或羟丙基纤维素钠。粘结剂可以为聚乙烯醇、硅溶胶或糊精。
本发明中有两种方法可以使所述陶瓷浆液包覆于聚苯乙烯球体表面。
第一种方法为：利用滚筒的滚动将陶瓷浆液包覆于聚苯乙烯球体表面。首先将聚苯乙烯球体投入滚筒中，并将滚筒内升温至30～45℃，再加入所述陶瓷浆液，所述滚筒不断滚动使得所述陶瓷浆液包覆于所述聚苯乙烯球体表面，直至整个球体达到所需要的尺寸为止。
第二种方法为：将所述聚苯乙烯球体投入所述陶瓷浆液中，利用搅拌装置不断地进行搅拌，使得所述陶瓷浆液包覆于所述聚苯乙烯球体表面。将包覆了陶瓷浆液的聚苯乙烯球体滤出，进行干燥，然后再次投入所述陶瓷浆液中，继续搅拌包覆。如此往复数次，直到整个球体达到所需要的尺寸为止。
聚苯乙烯球体包覆完陶瓷浆液后，再进行烧结，去除聚苯乙烯球，自然冷却后即可得到陶瓷空心球。
S20，制备磁性树脂浆料。
首先制备树脂混合液，然后将磁粉加入所述树脂混合液，搅拌均匀，获得磁性树脂浆料。
所述磁性树脂浆料的具体制备方法为：称取树脂30～50份、有机溶剂700～800份、第二分散剂5～10份，搅拌混合均匀，获得树脂混合液。称取磁粉70～90份，加入所述树脂混合液，搅拌均匀，即可获得磁性树脂浆料。
所述树脂可以为环氧树脂、聚氨酯或聚乙烯醇缩丁醛。
所述有机溶剂可以为甲醇、乙醇、甲苯、二甲苯或苯甲醇中的任一种或两种的混合溶剂。
所述第二分散剂可以为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或焦磷酸钠。
所述磁粉可以为钕铁硼磁粉或铁氧体磁粉。
S30，使所述磁性树脂浆料逐层均匀包覆于所述陶瓷空心球表面，最终可获得轻质磁性球。
同样地，前述的两种方法也可以用于使所述磁性树脂浆料包覆于所述陶瓷空心球表面。
第一种方法为：利用滚筒的滚动将磁性树脂浆料包覆于陶瓷空心球表面。首先将陶瓷空心球投入滚筒中，并将滚筒内升温至40～65℃，再加入所述磁性树脂浆料，所述滚筒不断滚动使得所述磁性树脂浆料包覆于所述陶瓷空心球表面，直至整个球体达到所需要的尺寸为止。
第二种方法为：将所述陶瓷空心球投入所述磁性树脂浆料中，利用搅拌装置不断地进行搅拌，使得所述磁性树脂浆料包覆于所述陶瓷空心球表面。将包覆了磁性树脂浆料的陶瓷空心球滤出，进行干燥，然后再次投入所述磁性树脂浆料中，继续搅拌包覆。如此往复数次，直到整个球体达到所需要的尺寸为止。
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轻质磁性球的制备方法进行详细描述。
实施例1
本实施例陶瓷空心球的制备方法包括：
将锆英石65份、煅烧高岭土40份、凹凸棒土10份充分混合，制成陶瓷粉料。
按以下组份比例配置粉料溶剂：聚丙烯酸钠0.1％、羧甲基纤维素钠0.05％、糊精1.0％、水98.85％。
按陶瓷粉料50％、粉料溶剂50％的比例进行混合，投入行星球磨机研磨6h，制得陶瓷浆液。
将蒸汽发泡聚苯乙烯球体投入滚筒中，设置转速为8rpm，滚筒内升温至35℃，再加入陶瓷浆液。在滚筒的转动过程中，所述陶瓷浆液均匀地包覆在聚苯乙烯球体表面，当表面包覆陶瓷浆液聚苯乙烯球体达到规定的尺寸，对聚苯乙烯球体进行干燥。
将干燥后的球体送至高温烧结炉内进行烧结，以5℃/min的速率升温至700～800℃，保温2h，再以15℃/min的速率升温至1100～1200℃，保温8h，自然冷却至室温，即可获得陶瓷空心球。
所得陶瓷空心球外形大部分呈球体，直径为5.5～12.1mm，平均密度为0.55g/cm3。
实施例2
本实施例陶瓷空心球的制备方法包括：
将锆英石75份、煅烧高岭土55份、凹凸棒土12份充分混合，制成陶瓷粉料。
按以下组份比例配置粉料溶剂：亚甲基丙烯酸胺0.3％、羟丙基纤维素钠0.15％、聚乙烯醇1.0％、水98.55％。
按陶瓷粉料60％、粉料溶剂40％的比例进行混合，投入行星球磨机研磨6h，制得陶瓷浆液。
利用高速搅拌机将所述蒸汽发泡聚苯乙烯球体和陶瓷浆液进行搅拌混合，每搅拌1h，滤出表面包覆陶瓷浆液的聚苯乙烯球体，干燥。如此反复3次。
将干燥后的球体送至高温烧结炉内进行烧结，以5℃/min的速率升温至700～800℃，保温2h，再以15℃/min的速率升温至1100～1200℃，保温8h，自然冷却至室温，即可获得陶瓷空心球。
所得陶瓷空心球外形较实施例1中获得的陶瓷空心球更加光滑、规则，直径为8.8～10.1mm，平均密度为0.40g/cm3。
实施例3
本实施例陶瓷空心球的制备方法包括：
将锆英石85份、煅烧高岭土60份、凹凸棒土15份充分混合，制成陶瓷粉料。
按以下组份比例配置粉料溶剂：聚丙烯酸钠0.3％、羧甲基纤维素钠0.2％、聚乙烯醇2.0％、水97.5％。
按陶瓷粉料50％、粉料溶剂50％的比例进行混合，投入行星球磨机研磨6h，制得陶瓷浆液。
利用高速搅拌机将所述蒸汽发泡聚苯乙烯球体和陶瓷浆液进行搅拌混合，每搅拌1h，滤出表面包覆陶瓷浆液的聚苯乙烯球体，干燥。如此反复4次。
将干燥后的球体送至高温烧结炉内进行烧结，以5℃/min的速率升温至700～800℃，保温2h，再以15℃/min的速率升温至1100～1200℃，保温8h，自然冷却至室温，即可获得陶瓷空心球。
所得陶瓷空心球外形光滑、呈规则球体，直径为11.2～12.0mm，平均密度为0.74g/cm3。
实施例4
本实施例陶瓷空心球的制备方法包括：
将锆英石65份、煅烧高岭土40份、凹凸棒土10份、泗滨砭石粉18份充分混合，制成陶瓷粉料。
按以下组份比例配置粉料溶剂：聚丙烯酸钠0.1％、羧甲基纤维素钠0.05％、糊精1.0％、水98.85％。
按陶瓷粉料60％、粉料溶剂40％的比例进行混合，投入行星球磨机研磨6h，制得陶瓷浆液。
利用高速搅拌机将所述蒸汽发泡聚苯乙烯球体和陶瓷浆液进行搅拌混合，每搅拌1h，滤出表面包覆陶瓷浆液的聚苯乙烯球体，干燥。如此反复3次。
将干燥后的球体送至高温烧结炉内进行烧结，以5℃/min的速率升温至700～800℃，保温2h，再以15℃/min的速率升温至1100～1200℃，保温8h，自然冷却至室温，即可获得陶瓷空心球。
所得陶瓷空心球外形光滑、呈规则球体，直径为8.5～10.3mm，平均密度为0.59g/cm3。
实施例5
本实施例陶瓷空心球的制备方法包括：
将锆英石75份、煅烧高岭土55份、凹凸棒土12份、泗滨砭石粉26份充分混合，制成陶瓷粉料。
按以下组份比例配置粉料溶剂：聚乙烯亚胺0.3％、羧甲基纤维素钠0.2％、硅溶胶1.0％、水98.5％。
按陶瓷粉料50％、粉料溶剂50％的比例进行混合，投入行星球磨机研磨6h，制得陶瓷浆液。
利用高速搅拌机将所述蒸汽发泡聚苯乙烯球体和陶瓷浆液进行搅拌混合，每搅拌1h，滤出表面包覆陶瓷浆液的聚苯乙烯球体，干燥。如此反复3次。
将干燥后的球体送至高温烧结炉内进行烧结，以5℃/min的速率升温至700～800℃，保温2h，再以15℃/min的速率升温至1100～1200℃，保温8h，自然冷却至室温，即可获得陶瓷空心球。
所得陶瓷空心球外形光滑、呈规则球体，直径为8.9～10.2mm，平均密度为0.51g/cm3。
实施例6
本实施例轻质磁性球的制备方法包括：
按实施例1中的方法制备陶瓷空心球。
称取环氧树脂30份、无水乙醇700份、三聚磷酸钠5份，搅拌混合均匀，获得树脂混合液。称取钕铁硼磁粉90份，加入所述树脂混合液，搅拌均匀，即可获得磁性树脂浆料。
将所述陶瓷空心球投入滚筒，设置转速为5rpm，滚筒内升温至40℃，再加入所述磁性树脂浆料。在滚筒的转动过程中，所述磁性树脂浆料均匀地包覆在陶瓷空心球表面，当表面包覆磁性树脂浆料的陶瓷空心球达到规定的尺寸，对其进行干燥、固化处理，获得轻质磁性球。
所得轻质磁性球外形呈规则球体，直径为6.5～14.3mm，平均密度为1.28g/cm3。
实施例7
本实施例轻质磁性球的制备方法包括：
按实施例2中的方法制备陶瓷空心球。
称取聚乙烯醇缩丁醛45份、苯甲醇800份、焦磷酸钠8份，搅拌混合均匀，获得树脂混合液。称取铁氧体磁粉75份，加入所述树脂混合液，搅拌均匀，即可获得磁性树脂浆料。
利用高速搅拌机将所述陶瓷空心球和磁性树脂浆料进行搅拌混合，每搅拌0.5h，滤出表面包覆磁性树脂浆料的陶瓷空心球，干燥、固化。如此反复5次，获得轻质磁性球。
所得轻质磁性球外形呈规则球体，直径为9.5～11.3mm，平均密度为1.14g/cm3。
实施例8
本实施例轻质磁性球的制备方法包括：
按实施例5中的方法制备陶瓷空心球。
称取聚氨酯50份、二甲苯800份、六偏磷酸钠10份，搅拌混合均匀，获得树脂混合液。称取铁氧体磁粉70份，加入所述树脂混合液，搅拌均匀，即可获得磁性树脂浆料。
利用高速搅拌机将所述陶瓷空心球和磁性树脂浆料进行搅拌混合，每搅拌0.5h，滤出表面包覆磁性树脂浆料的陶瓷空心球，干燥、固化。如此反复5次，获得轻质磁性球。
所得轻质磁性球外形呈规则球体，直径为10.4～11.5mm，平均密度为1.30g/cm3。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种轻质磁性球，其特征在于，包括陶瓷空心球和附着于所述陶瓷空心球外表面上的磁性树脂材料层，其中：以重量份计，所述陶瓷空心球包括以下组份：锆英石65～85份、煅烧高岭土40～60份和凹凸棒土10～15份；所述磁性树脂材料层包括以下组份：树脂30～50份和磁粉50～70份。
2.如权利要求1所述的轻质磁性球，其特征在于，所述陶瓷空心球还包括泗滨砭石粉18～26份。
3.如权利要求1所述的轻质磁性球，其特征在于，所述树脂为环氧树脂、聚氨酯或聚乙烯醇缩丁醛。
4.如权利要求1所述的轻质磁性球，其特征在于，所述磁粉为钕铁硼磁粉或铁氧体磁粉。
5.一种轻质磁性球的制备方法，其特征在于，包括：
S10，制备陶瓷空心球：制备陶瓷浆液，使所述陶瓷浆液包覆于聚苯乙烯球体表面，经过烧结、冷却，获得所述陶瓷空心球；
S20，制备磁性树脂浆料：制备树脂混合液，将磁粉加入所述树脂混合液，搅拌均匀，获得磁性树脂浆料；
S30，使所述磁性树脂浆料包覆于所述陶瓷空心球表面，获得轻质磁性球。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S10中所述使陶瓷浆液包覆于聚苯乙烯球体表面的方法为：将所述聚苯乙烯球体投入滚筒中，滚筒内升温至30～45℃，再加入所述陶瓷浆液，所述滚筒不断滚动使得所述陶瓷浆液包覆于所述聚苯乙烯球体表面；或
将所述聚苯乙烯球体和所述陶瓷浆液混合，搅拌一定时间，使得所述陶瓷浆液包覆于所述聚苯乙烯球体表面。
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S30中所述使磁性树脂浆料包覆于所述陶瓷空心球表面的方法为：将所述陶瓷空心球投入滚筒中，滚筒内升温至40～65℃，再加入所述磁性树脂浆料，所述滚筒不断滚动使得所述磁性树脂浆料包覆于所述陶瓷空心球表面；或
将所述陶瓷空心球和所述磁性树脂浆料混合，搅拌一定时间，使得所述磁性树脂浆料包覆于所述陶瓷空心球表面。
8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S10中所述陶瓷浆液制备方法包括：将锆英石65～85份、煅烧高岭土40～60份、凹凸棒土10～15份充分混合，制成陶瓷粉料；按陶瓷粉料50～60％、粉料溶剂40～50％的比例进行混合，研磨一定时间，制得陶瓷浆液。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述粉料溶剂包括第一分散剂、增稠剂、粘结剂和水。
10.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述树脂混合液包括树脂、有机溶剂和第二分散剂。
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