CN110894384A - 一种安全释放负离子的水性涂料 - Google Patents

Abstract

一种安全释放负离子的水性涂料，应用六环石、清水石、蛋白石、电气石、火山岩、古海岩等含有纳米微孔结构，这些矿石含有锗、铝、铁、硼、钴、镍、矾、钙、镁、钠、钾、硒、锌、锶、钛、硅等元素，每个微孔具有0.06MA电势差，具有生物电效应，与提纯的稀土氧化物协同作用，可分解空气中的水，形成羟基水负离子，安全高效的持续生成负离子。用于室内涂刷墙面，室内空气可达到一级以上负离子空气质量。负离子矿物涂层的配方如下：六环石(5.0‑20.0)，清水石(5.0‑20.0)，蛋白石(5.0‑20.0)、喀斯特岩石(5.0‑20.0)、电气石(5.0‑20.0)，火山岩(5.0‑10.0)，古海岩(5.0‑10.0)，提纯稀土氧化物(0.5‑5.0)，矿物粘合粉(5.0‑10.0)。

Description

一种安全释放负离子的水性涂料

技术领域

一种安全释放负离子的水性涂料，属于建筑装修装饰材料、环保、健康领域。

发明背景

随着人们对健康意识的加强，在室内装修装饰时，墙面涂料多选择使用环保内墙涂料，以水性涂料为主，其主要以水，乳液，颜料，填料，添加剂五种成分构成。一般的水性涂料有机溶剂占涂料的10％-15％之间，比非水性涂料对降低污染节省资源效果更显著。

但经调查，城市室内负离子含量很低，一般在200ions/cm³左右，这样的负离子浓度不能满足室内空气达到清新的需要。想要创造如森林般的空气质量，就要有一种能让室内空气负离子浓度平均达到3000ions/cm³以上且放射性安全的涂料，来满足人们健康生活的需要。

表1世界卫生组织提出的空气负离子浓度与人体健康的关系

发明内容

本发明的目的是解决现有涂料的技术不足，提供一种安全释放负离子的水性涂料，涂刷在墙面后，靠近墙面检测释放负离子浓度可以达到10000ions/cm³以上，距离墙面1米远静态释放负离子浓度在3000ions/cm³以上，可使室内达到非常清新的一级空气质量，能对人体疾病起到预防作用，满足人体健康生活的需要。

本发明的主要组分包括：改性丙烯酸乳液、颜填料、天然矿物纳米材料、助剂。

1.改性丙烯酸乳液是水性涂料中的成膜物质。

2.颜填料主要有：二氧化钛、碳酸钙、滑石粉、煅烧高岭土、沉淀硫酸钡、硅酸铝等。

在涂料中的主要作用是使涂膜具有一定的遮盖力，同时也具有一定的耐候性、耐碱性。填料能有效改善涂料的贮存稳定性和漆膜的相关性能，如提高涂膜的耐久性、耐热性和表面硬度，降低涂膜的收缩等。

3.天然矿物纳米材料主要有：六环石、清水石、蛋白石、喀斯特岩石、电气石、火山岩、古海岩、提纯稀土氧化物，矿物粘合粉。各组分进行破碎、提取、烧制、研磨。

4.助剂主要有：成膜剂、润湿分散剂、消泡剂、防霉防腐剂、防冻剂、增稠剂等。

成膜助剂：一般成膜物质都有自己的最低成膜温度，当外界环境温度低于涂料的最低成膜温度时，涂料即不能成膜。为了使涂料能适应一定的施工环境，在较宽的温度范围内都能形成连续的、完整的涂膜，生产时需加入一定量的成膜助剂以改善涂料的成膜性。

润湿、分散剂：润湿剂的作用是降低被润湿物质的表面张力，使颜料和填料颗粒充分地被润湿而保持分散稳定。分散剂的作用是使附聚在一起的颜、填料颗粒通过剪切力分散成原级粒子，并且通过静电斥力和空间位阻效应而使颜填料颗粒长期稳定地分散在体系中而不附聚。

消泡剂：消泡剂的作用是降低液体的表面张力，在生产涂料时能使因搅拌和使用分散剂等表面活性物质而产生的大量气泡迅速消失，减少涂料制造与施工障碍。

防霉防腐剂：防霉剂的作用是防止涂料涂刷后涂膜在潮湿状态下发生霉变。防腐剂的作用是防止涂料在贮存过程中因微生物和酶的作用而变质。

防冻剂：防冻剂的作用是降低水的冰点以提高涂料的抗冻性。

增稠剂：没经过增稠调整的涂料是呈稀溶液状态，在贮存过程中易发生分水和颜料沉降现象，而且施工过程中会产生流挂，无法形成厚度均匀的涂膜，因此必须加入一定量的增稠剂来提高涂料的粘度，以便于贮存和施工。涂料的粘度与浓度没有直接关系，粘度是通过加入增稠剂来调节的，浓度是涂料中的有效成份，是恒定的。

本发明的要点在于选择合适的天然矿物纳米材料组分，合理的加工工艺。

天然矿物纳米材料主要有：六环石、清水石、蛋白石、喀斯特岩石、电气石、火山岩、古海岩、提纯稀土氧化物。将各组分进行破碎、提取、烧制、研磨，按比例混配。配方如下：六环石(5.0-20.0)，清水石(5.0-20.0)，蛋白石(5.0-20.0)、喀斯特岩石(5.0-20.0)、电气石(5.0-20.0)，火山岩(5.0-10.0)，古海岩(5.0-10.0)，提纯稀土氧化物(0.5-5.0)，矿物粘合粉(5.0-10.0)。

1.六环石，产于内蒙古包头市属地黄河流域，生成于奥陶系(距今2亿4千万年)，属沉积岩。经方解石切割成有规则的块体，在块体中心由褐铁矿经周期性沉淀而形成现在的″环″。其矿体表层呈板岩状，每一片板都有自己的完整形状和色环。有三角形、梯形、方形、平行四边形等，最小的完整三角形图案边长仅3cm，最大的边长约1.5m。下层为原状岩层，最厚处达1.7m，最大块度为3.8*1.7*0.8m，呈长方体，色环完整。用天然六环石加工的产品功能特殊。

具有：耐高温；具有保健功能，氧化铁含量在3％以上，据古医药大师李时珍《本草纲目》记载：″褐铁矿能安神、赤铁矿具有平肝息风之功能″。六环石集多种能量，经检测六环石原矿发生负离子量为1173inos/cm³、远红外线波长为8-15μm、含有高量的贵金属锗以及人体所需的生物电。

天然六环石的四大能量：能量一、六环石发射远红外线。六环石在环境温度20℃时放射出波长为8-15μm的远红外线。其对人体的作用是：由于远红外线与人体内细胞分子的振动频率接近，″生命光波″渗入体内之后，便会引起人体细胞的原子和分子的共振，透过共鸣吸收，分子之间摩擦生热形成热反应，促使皮下深层温度上升，并使微血管扩张，加速血液循环，有利于清除血管囤积物及体内有害物质，重新使组织复活，促进酵素生成，达到活化组织细胞、防止老化、强化免疫系统能力的目的。

能量二、六环石永久发生负离子。其中的变价金属Fe易发生氧化还原反应，并结合环境中的水分子，形成大量的负离子。负离子的保健作用：在医学界，负离子被确认是杀灭病菌及净化空气的有效手段。其机理主要在于负离子与细菌结合后，使细菌产生结构的改变或能量的转移，导致细菌死亡，最终降沉于地面。医学研究表明，空气中带负电的微粒使血中含氧量增加，有利于血氧输送、吸收和利用，具有促进人体新陈代谢，提高人体免疫能力，增强人体机能，调节肌体功能平衡的作用。负离子能加强生命体自身的恢复力与自然治愈能力，进而克服疾病。空气负离子有镇静、催眠、镇痛、镇咳、止痒、利尿、增食欲、降血压之效。

能量三、六环石含有微量元素″锗″及人体必需的钙、镁、钠、钾、铁、硒、锌等营养元素。科学研究表明锗元素主要是可以消除疲劳、防止贫血、帮助新陈代谢等等。对血液系统的作用主要表现在刺激血中红细胞和血红蛋白数量的增加，对治疗贫血有一定的作用。

能量四、六环石产生生物电。研究表明，人体免疫力的强弱，与生物电关系密切。科学家观察发现，人的情绪愉悦欢畅，精神振奋，自信心强，大脑的情感区域会不断产生特种生物电流，它传给大脑神经及免疫系统，使免疫细胞活跃，吞噬能力增强，能及时有效地歼灭入侵的细菌和病毒。这种情感区发出的生物电流，还具有抑制癌细胞及艾滋病的神奇作用，一些癌症患者不为癌症所吓倒，充满信心战胜癌症，精神饱满地去生活，有可能不药而愈。在空气离子的试验研究中，发现正离子、负电荷纳米离子对人体的作用很大。正离子多了，对人体有刺激，易产生烦闷、燥热、疲乏等不安情绪；而负电荷纳米离子多了，则有镇痛、兴奋、杀菌等作用。因此可以利用空气中荷负电纳米离子治疗多种疾病。

此外，六环石可应用于各种饮用水的净化和活化，将处理后的六环石置于饮用水中，六环石所产生的负离子可消灭水中的有害细菌，达到杀菌抑菌、净化水的目的，并使饮用水变为弱碱性离子水(pH值为7.4-8)，水分子团变小，更适合人体内环境，便于人体吸收。饮用经六环石净化后的水可调节人体内环境的弱酸性亚健康状态为弱碱性健康状态，使人体更具抵抗力和免疫力。

2.清水石：黄河石流经青海段的称河源石，流经甘肃、宁夏段称兰州石，流经内蒙古段称清水石，流经河南段的称河洛石(也叫洛阳黄河石)，再往东由于土质地理原因基本上不产石。清水石，化学组成：Ca(Mg)CO3：95.48％，Alpha-SiO2：4.52％，是经过数亿年的堆积而形成的堆积岩，因含有硒、锶、锗等抗癌长寿元素，保留有多种活性酶和对人体有益的微量元素，是具有保健功能的纯天然绿色石材。

3.蛋白石：是天然的硬化二氧化硅胶凝体，含5-10％的水分。属于非晶质，蛋白石中有些不稳定的非晶质结构会因为水分缺失而变色甚至出现裂缝，但是也有一些结构非常稳定的蛋白石在正常环境中无变化。蛋白石在矿物学中属蛋白石类，包含变彩和不变彩的两种宝石，是一种含水的非晶质的二氧化硅。蛋白石英文名为opal，音译为欧泊，澳宝。是二氧化硅的水合物，成分为SiO2·nH2O，是非晶质结构，所以无一定的外形，断口为贝壳状，主要是二氧化硅的胶体沉淀形成的，如果沉淀在生物遗骸中，则形成″有机宝石″，沉淀在海螺遗骸中，则形成″螺化玉″。它的折光率：1.37-1.47(折射率与其含水量有关，其折射率随含水量增大而减小)，硬度：5.5-6.5，密度：2.15-2.23g/cm³，蛋白石一般为蛋白色，如果有其他原子混入，可以形成各种颜色，例如含铁、钙、镁、铜等，通常会有蓝色、绿色、黄色、红色、墨绿色、陶瓷色、白色等等。

其结构常为致密块状、粒状、土状、钟乳状、结核状、多孔状等。内部具球粒结构，集合体多呈葡萄状、钟乳状。底色呈黑色、乳白色、浅黄色、桔红色等。半透明至微透明。玻璃光泽、珍珠光泽、蛋白光泽。具变彩效应。性脆，易于裂，贝壳状断口。在长波紫外线照射下，不同种类的蛋白石发出不同颜色的荧光。

4.喀斯特岩石：主要是石灰岩。按出露条件分为：裸露型喀斯特、覆盖型喀斯特、埋藏型喀斯特。按气候带分为：热带喀斯特、亚热带喀斯特、温带喀斯特、寒带喀斯特、干旱区喀斯特。按岩性分为：石灰岩喀斯特、白云岩喀斯特、石膏喀斯特、盐喀斯特。此外，还有按海拔高度、发育程度、水文特征、形成时期等不同的划分等。由其他不同成因而产生形态上类似喀斯特如碎屑喀斯特、黄土和粘土喀斯特、热融喀斯特和火山岩区的熔岩喀斯特等。喀斯特地貌(karstlandform)是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称，又称岩溶地貌。水对可溶性岩石所进行的作用，统称为喀斯特作用。

喀斯特研究在理论和生产实践上都有重要意义。喀斯特富含有益元素和气体，有医疗价值。

5.电气石：又名Tourmaline(托玛琳)、碧玺，化学组成：(Na，Ca)(Mg，Fe)3B3Al6Si6(O，OH，F)，呈三方/六方晶系，结晶习性：柱状、三方柱、六方柱、三方单锥，集合体呈放射状、束状、棒状。玻璃光泽，透明至不透明，硬度7-7.5，比重3.0-3.2折射率1.62-1.64，双折射：0.018～0.040，通常为0.020。

托玛琳是极为复杂的硼铝硅酸盐。它具有生物电作用，碧玺表面流动着微电流，可以调节和补充人体的生物电从而达到抗辐射的作用，这样就可以起到保健的作用了。

托玛琳具有释放负离子的作用，而负离子具有杀灭病菌及净化空气的作用，而人体自身产生的负离子远远达不到人体的需求。

托玛琳有远红外线功能，远红外线可以改善人体的血液循环，有利于促进人体的新陈代谢，保持机体的正常能量活动，能够提高肌体的免疫力，增强组织的再生能力，因此非常有助于人体的保健。

6.火山岩，火山岩又称喷出岩(Effusive rock)，属于岩浆岩(火成岩)的一类，是岩浆经火山口喷出到地表后冷凝而成的喷出岩。

7.古海岩：主要是海中贝壳、牡蛎壳沉积物，主要含碳酸钙成份。

8.提纯稀土氧化物：提纯稀土氧化物的带隙能较大，可在其禁带中引入杂质能级，减小禁带宽度，使价带中的电子接受波长较大的光激发后，先跃迁到杂质能级，通过再一次吸收能量，由杂质能级跃迁至导带，这样就降低了受激所需的能量，从而实现光催化剂的光谱响应范围向可见光区移动这一目标，使催化物活性得到提高。

9.矿粉粘合剂：是成膜的基料，主要含荧石粉、硫酸钡矿物粘性成份。

天然矿物纳米材料制做方法：首先将各矿物材料经破碎-研磨-球磨等，达到500目以上细度。按比例将各矿物成份投入搅拌罐中，搅拌20分钟后，加入提纯稀土氧化物再搅拌10分钟，最后加入矿粉粘合剂，搅拌10分钟，至全部混匀。

本发明加工工艺为：

研磨分散阶段，将水、各种助剂加入分散缸中，高速搅拌均匀，再加入配比好的天然矿物纳米材料搅拌均匀，后加入颜填料进行混合分散及必要的砂磨搅拌，使整个体系能保持长期稳定地悬浮状态；调漆阶段，在分散好的颜料浆中加入成膜物质(基料)，充分混匀，消泡，最后调节粘度制成成品。

本发明的作用原理：

应用六环石、清水石、蛋白石、电气石、火山岩、古海岩等含有纳米微孔结构，这些矿石含有锗、铝、铁、硼、钴、镍、矾、钙、镁、钠、钾、硒、锌、锶、钛、硅等元素，每个微孔具有0.06MA电势差，具有生物电效应，与提纯的稀土氧化物协同作用，可分解空气中的水，形成羟基水负离子，安全高效的持续生成负离子。

用于室内空气改善：(1)吸附分解：吸附有害物，并与甲醛、甲苯、氨等物质接触可以瞬间引起反应，生成稳定的二氧化碳、水等物质。(2)生物反应：喷涂在室内释放的负离子，可主动与空气中的带正电的微尘颗粒、细菌结合，聚集沉降或发生结构变化，从而有效去除这些有害物。(3)在微孔结构矿物与提纯的矿物稀土氧化物催化作用下，安全可靠，激发持续产生大量负离子。用于室内涂刷墙面，室内空气可达到一级负离子空气质量。

本发明使用方法：

首先根据施工量准备清水，涂料与水比例100∶10∽20，在搅拌容器中加入施工用水量90％的清水，然后倒入负离子涂料浸泡，浸泡5分钟后，用电动搅拌机搅拌约20分钟，搅拌同时加入另外10％的清水，充分搅拌至均匀后方可使用。

喷涂墙面，喷点均匀，无流挂现象，共用量200-250g/m²，共喷涂二次。第一次喷涂完墙面，待干透后进行第二次施工，施工方法同第一次。

具体实施例1：

一种安全释放负离子的水性涂料，包括按重量份计的以下原料：六环石、清水石、蛋白石、喀斯特岩石、电气石、火山岩、古海岩、提纯稀土氧化物、矿物粘合粉。

六环石15.0，清水石15.0，蛋白石15.0，喀斯特岩石10.0，电气石15.0，火山岩5.0，古海岩5.0，提纯稀土氧化物2.0，矿粉粘合剂6.0。

本实施实例1产品的物理特性：外观为白色乳液状，比重为1.21g/cm³(20℃)，不可燃，对比率＞0.9。

本实施例1产品检测数据如表2所示。

表2：实施例1一种安全释放负离子的的水性涂料的检测结果

具体实施例2：

一种安全释放负离子的水性涂料，包括按重量份计的以下原料：六环石、清水石、蛋白石、喀斯特岩石、电气石、火山岩、古海岩、提纯稀土氧化物、矿物粘合粉。

六环石15.0，清水石15.0，蛋白石10.0，喀斯特岩石15.0，电气石15.0，火山岩5.0，古海岩5.0，提纯稀土氧化物2.5，矿粉粘合剂6.0。

本实施实例2产品的物理特性：外观为白色乳液状，比重为1.21g/cm³(20℃)，不可燃，对比率＞0.9。

本实施例2产品检测数据如表3所示。

表3：实施例2一种安全释放负离子的水性涂料的检测结果

具体实施例3：

一种安全释放负离子的水性涂料，包括按重量份计的以下原料：六环石、清水石、蛋白石、喀斯特岩石、电气石、火山岩、古海岩、提纯稀土氧化物、矿物粘合粉。

六环石15.0，清水石10.0，蛋白石10.0，喀斯特岩石10.0，电气石15.0，火山岩5.0，古海岩5.0，提纯稀土氧化物3.0，矿粉粘合剂6.0。

本实施例3产品的物理特性：外观为白色乳液状，比重为1.21g/cm³(20℃)，不可燃，对比率＞0.9。

本实施例3产品检测数据如表4所示。

表4：实施例3一种安全释放负离子的水性涂料的检测结果

经检测发现，本负离子水性涂料用于室内涂刷墙面，可安全高效释放负离子，并有效去除甲醛、TVOC有害物，随着提纯稀土氧化物在安全范围内的加入量增加，涂刷后负离子释放量增加明显。室内空气可达到一级以上负离子空气质量。

本发明使用的天然矿物纳米材料，安全无毒，无污染，具有良好的持久耐用性和广泛的适用性，释放高浓度天然负离子，不仅能够净化环境，还能对人体健康起到保健、预防疾病、营养大脑等作用。

Claims (9)

1.一种安全释放负离子的水性涂料，其特征在于，属于建筑装修装饰材料、环保、健康领域。

2.一种安全释放负离子的水性涂料，其特征在于，本发明的要点在于选择合适的天然矿物纳米材料组分，合理的加工工艺。天然矿物纳米材料主要有：六环石、清水石、蛋白石、喀斯特岩石、电气石、火山岩、古海岩、提纯稀土氧化物。将各组分进行破碎、提取、烧制、研磨，按比例混配。配方如下：六环石(5.0-20.0)，清水石(5.0-20.0)，蛋白石(5.0-20.0)、喀斯特岩石(5.0-20.0)、电气石(5.0-20.0)，火山岩(5.0-10.0)，古海岩(5.0-10.0)，提纯稀土氧化物(0.5-5.0)，矿物粘合粉(5.0-10.0)。

3.一种安全释放负离子的水性涂料，其特征在于，本发明加工工艺为：研磨分散阶段，将水、各种助剂加入分散缸中，高速搅拌均匀，再加入配比好的天然矿物纳米材料搅拌均匀，后加入颜填料进行混合分散及必要的砂磨搅拌，使整个体系能保持长期稳定地悬浮状态；调漆阶段，在分散好的颜料浆中加入成膜物质(基料)，充分混匀，消泡，最后调节粘度制成成品。

4.一种安全释放负离子的水性涂料，其特征在于，本发明的作用原理：应用六环石、清水石、蛋白石、电气石、火山岩、古海岩等含有纳米微孔结构，这些矿石含有锗、铝、铁、硼、钴、镍、矾、钙、镁、钠、钾、硒、锌、锶、钛、硅等元素，每个微孔具有0.06MA电势差，具有生物电效应，与提纯的稀土氧化物协同作用，可分解空气中的水，形成羟基水负离子，安全高效的持续生成负离子。

5.一种安全释放负离子的水性涂料，其特征在于，本发明的使用方法：首先根据施工量准备清水，涂料与水比例100：10∽20，在搅拌容器中加入施工用水量90％的清水，然后倒入负离子涂料浸泡，浸泡5分钟后，用电动搅拌机搅拌约20分钟，搅拌同时加入另外10％的清水，充分搅拌至均匀后方可使用。喷涂墙面，喷点均匀，无流挂现象，共用量200-250g/m²，共喷涂二次。第一次喷涂完墙面，待干透后进行第二次施工，施工方法同第一次。

6.一种安全释放负离子的水性涂料，其特征在于，具体实施例1：六环石15.0，清水石15.0，蛋白石15.0，喀斯特岩石10.0，电气石15.0，火山岩5.0，古海岩5.0，提纯稀土氧化物2.0，矿粉粘合剂6.0。

7.一种安全释放负离子的水性涂料，其特征在于，具体实施例2：六环石15.0，清水石15.0，蛋白石10.0，喀斯特岩石15.0，电气石15.0，火山岩5.0，古海岩5.0，提纯稀土氧化物2.5，矿粉粘合剂6.0。

8.一种安全释放负离子的水性涂料，其特征在于，具体实施例3：六环石15.0，清水石10.0，蛋白石10.0，喀斯特岩石10.0，电气石15.0，火山岩5.0，古海岩5.0，提纯稀土氧化物3.0，矿粉粘合剂6.0。

9.一种安全释放负离子的水性涂料，其特征在于，经检测发现，本负离子水性涂料用于室内涂刷墙面，可安全高效释放负离子，并有效去除甲醛、TVOC有害物，随着提纯稀土氧化物在安全范围内的加入量增加，涂刷后负离子释放量增加明显。室内空气可达到一级以上负离子空气质量。