一种释放负氧离子的材料的制备方法及其在建筑材料中的应用

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及释放负氧离子的材料的制备方法。

背景技术

空气负（氧）离子是带负电荷的单个气体分子和氢离子团的总称。在自然生态系统中，森林和湿地是产生空气负（氧）离子的重要场所。在空气净化、城市小气候等方面有调节作用，其浓度水平是城市空气质量评价的指标之一。

电气石具有压电性、热释电性、导电性、远红外辐射和释放负离子性等独特性能，通过物理或化学方法与其他材料复合，可制得多种功能材料，被应用于环保、电子、医药、化工、轻工、建材等领域。

电气石可以产生负离子，现有的含有电气石的建筑材料负离子产生量较低，如何提升负离子的产生量是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题为室内空气污染问题，提供释放负氧离子的材料的制备方法及其在建筑材料中的应用。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

释放负氧离子的材料的制备方法，包括：

取填料30~50质量份，树脂1~3质量份，调湿材料12~30质量份；所述填料包括负离子粉2~8质量份；

将填料、树脂、调湿材料共混后研磨，均匀后的得到可以释放负氧离子的材料。

调湿材料可以吸收空气中的水分，增加释放负氧离子的材料的湿度，有助于提高释放负离子的效率。

可以大幅提高负离子的释放效率，提高室内空气质量，调湿材料可以保持释放负离子的材料所处的环境中湿度在较为适宜的水平，从而持续释放高效的释放负离子。

优选地，取填料40~50质量份，树脂2~3质量份，调湿材料20~30质量份；所述填料包括负离子粉5~8质量份。

优选地，取填料40质量份，树脂2质量份，消泡剂0.2质量份，硅烷0.5质量份，调湿材料20质量份；所述填料包括负离子粉5质量份。

优选地，所述填料还包括氧化硅2~5质量份，颜料25~35质量份。

优选地，所述调湿材料包括海泡石粉2~10质量份，硅藻土10~20质量份。海泡石是一种天然黏土矿物，属于富镁型层链状硅酸盐，灰白色，呈针束状，内部多孔且孔隙相通，表面有凹槽，相对密度小，吸附性和水化性强，但吸水后不膨胀。在调湿涂料中加入适量的海泡石粉，会增进涂层的吸放湿性；硅藻土是由单细胞低等水生植物硅藻的遗骸堆积而成，是一种含水二氧化硅矿物，外观为白灰白色或米黄色粉末，密度小而松散，具有独特有序的微孔结构且孔道相互连通，空隙率达到 85%以上，比表面积大，吸水能力强、弹性模量高、微粒质硬、强度高、耐划痕性能强，且耐酸、防腐、不燃、分散性好，并有良好的保温隔热性性能。以海泡石和硅藻土作为调湿材料可以提高电气石所处的局部环境的湿度，从而提高负氧离子的释放。

优选地，所述调湿材料包括海泡石粉5~10质量份，硅藻土15~20质量份。

优选地，所述调湿材料包括海泡石粉5质量份，硅藻土15质量份。

优选地，所述负离子粉为石墨烯改性电气石，所述石墨烯改性电气石的方法为：

取氧化石墨烯0.5~1质量份，电气石1.5~7质量份，多硫化钠1.5~7质量份，水合肼4~8质量份；

将氧化石墨烯分散到100质量份的乙醇中，超声分散1h，得到悬浮液；

将电气石加入到悬浮液中，加热同时磁力搅拌冷凝回流2~4h；再将多硫化钠加入到悬浮液中，滴加甲酸溶液，同时搅拌2~4h；再加入水合肼，搅拌均匀后，静置24h，过滤，干燥，得到石墨烯改性电气石。用石墨烯改性电气石，可以提高负离子的释放效率。

优选地，所述石墨烯为改性石墨烯，所述改性石墨烯的制备方法包括：

取氧化石墨烯0.5~1质量份，硫代钼酸纳1~2质量份；

将氧化石墨烯到加入50~100质量份的N,N二甲基甲酰胺，超声1h，得到氧化石墨烯悬浮液；

将硫代钼酸钠加入到氧化石墨烯悬浮液中，超声30min，转移到反应釜中在180~200摄氏度下反应15h；

将得到产物用乙醇洗涤后真空干燥得到改性石墨烯。改性石墨烯用于改性电气石后可以有效地提高电气石释放负离子的能力，尤其是在调湿材料形成的湿度较高的环境中，持续保持电气石高效释放负离子的能力。

优选地，氧化石墨烯0.5~1质量份，电气石1.5~7质量份，多硫化钠1.5~7质量份，水合肼4~8质量份。

优选地，将权利要求1~9任一项所述的释放负离子的材料43~83质量份，消泡剂0.1~0.5质量份，硅烷0.2~1质量份，去离子水40~50质量份混合后得到建筑材料；

将所述建筑材料涂覆到建筑内墙上，自然干燥 。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：可以大幅提高负离子的释放效率，提高室内空气质量，调湿材料可以保持释放负离子的材料所处的环境中湿度在较为适宜的水平，从而持续释放高效的释放负离子。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的进一步说明，不是对本发明的限制。

实施例1

释放负氧离子的材料的制备方法，包括：

取负离子粉50g，氧化硅30g，颜料320g，树脂20g，海泡石粉50g，硅藻土150g；

将填料（负离子粉、氧化硅、颜料）、树脂、调湿材料（海泡石、硅藻土）共混后研磨，均匀后的得到可以释放负氧离子的材料。

所述负离子粉为石墨烯改性电气石，所述石墨烯改性电气石的方法为：

取氧化石墨烯6g，电气石60g，多硫化钠60g，水合肼48g；

将氧化石墨烯分散到1000g的乙醇中，超声分散1h，得到悬浮液；

将电气石加入到悬浮液中，加热同时磁力搅拌冷凝回流2~4h；再将多硫化钠加入到悬浮液中，滴加甲酸溶液，同时搅拌2~4h；再加入水合肼，搅拌均匀后，静置24h，过滤，干燥，得到石墨烯改性电气石。

将上述释放负氧离子的材料应用到建筑材料中，包括：

释放负离子的材料620g，消泡剂2g，硅烷5g，去离子水450g混合后得到建筑材料；

将所述建筑材料涂覆到建筑内墙上，自然干燥。

在建筑材料干燥后，使用前，将室内温度提高到40摄氏度，并提高相对湿度至80%以上24h。

调湿材料可以吸收空气中的水分，增加释放负氧离子的材料的湿度，有助于提高释放负离子的效率。可以大幅提高负离子的释放效率，提高室内空气质量，调湿材料可以保持释放负离子的材料所处的环境中湿度在较为适宜的水平，从而持续释放高效的释放负离子。海泡石是一种天然黏土矿物，属于富镁型层链状硅酸盐，灰白色，呈针束状，内部多孔且孔隙相通，表面有凹槽，相对密度小，吸附性和水化性强，但吸水后不膨胀。在调湿涂料中加入适量的海泡石粉，会增进涂层的吸放湿性；硅藻土是由单细胞低等水生植物硅藻的遗骸堆积而成，是一种含水二氧化硅矿物，外观为白灰白色或米黄色粉末，密度小而松散，具有独特有序的微孔结构且孔道相互连通，空隙率达到 85%以上，比表面积大，吸水能力强、弹性模量高、微粒质硬、强度高、耐划痕性能强，且耐酸、防腐、不燃、分散性好，并有良好的保温隔热性性能。以海泡石和硅藻土作为调湿材料可以提高电气石所处的局部环境的湿度，从而提高负氧离子的释放。用石墨烯改性电气石，可以提高负离子的释放效率。

实施例2

释放负氧离子的材料的制备方法，包括：

取负离子粉50g，氧化硅30g，颜料320g，树脂20g，硅藻土200g；

将填料（负离子粉、氧化硅、颜料）、树脂、调湿材料（海泡石、硅藻土）共混后研磨，均匀后的得到可以释放负氧离子的材料。

所述负离子粉为石墨烯改性电气石，所述石墨烯改性电气石的方法为：

取氧化石墨烯6g，电气石60g，多硫化钠60g，水合肼48g；

将氧化石墨烯分散到1000g的乙醇中，超声分散1h，得到悬浮液；

将电气石加入到悬浮液中，加热同时磁力搅拌冷凝回流2~4h；再将多硫化钠加入到悬浮液中，滴加甲酸溶液，同时搅拌2~4h；再加入水合肼，搅拌均匀后，静置24h，过滤，干燥，得到石墨烯改性电气石。

将上述释放负氧离子的材料应用到建筑材料中，包括：

释放负离子的材料620g，消泡剂2g，硅烷5g，去离子水450g混合后得到建筑材料；

将所述建筑材料涂覆到建筑内墙上，自然干燥。

在建筑材料干燥后，使用前，将室内温度提高到40摄氏度，并提高相对湿度至80%以上24h。

实施例3

释放负氧离子的材料的制备方法，包括：

取负离子粉50g，氧化硅30g，颜料320g，树脂20g，海泡石粉200g；

将填料（负离子粉、氧化硅、颜料）、树脂、调湿材料（海泡石、硅藻土）共混后研磨，均匀后的得到可以释放负氧离子的材料。

所述负离子粉为石墨烯改性电气石，所述石墨烯改性电气石的方法为：

取氧化石墨烯6g，电气石60g，多硫化钠60g，水合肼48g；

将氧化石墨烯分散到1000g的乙醇中，超声分散1h，得到悬浮液；

将电气石加入到悬浮液中，加热同时磁力搅拌冷凝回流2~4h；再将多硫化钠加入到悬浮液中，滴加甲酸溶液，同时搅拌2~4h；再加入水合肼，搅拌均匀后，静置24h，过滤，干燥，得到石墨烯改性电气石。

将上述释放负氧离子的材料应用到建筑材料中，包括：

释放负离子的材料620g，消泡剂2g，硅烷5g，去离子水450g混合后得到建筑材料；

将所述建筑材料涂覆到建筑内墙上，自然干燥。

在建筑材料干燥后，使用前，将室内温度提高到40摄氏度，并提高相对湿度至80%以上24h。

实施例4

释放负氧离子的材料的制备方法，包括：

取负离子粉50g，氧化硅30g，颜料320g，树脂20g，海泡石粉50g，硅藻土150g；

将填料（负离子粉、氧化硅、颜料）、树脂、调湿材料（海泡石、硅藻土）共混后研磨，均匀后的得到可以释放负氧离子的材料。

所述负离子粉为电气石粉。

将上述释放负氧离子的材料应用到建筑材料中，包括：

释放负离子的材料620g，消泡剂2g，硅烷5g，去离子水450g混合后得到建筑材料；

将所述建筑材料涂覆到建筑内墙上，自然干燥。

在建筑材料干燥后，使用前，将室内温度提高到40摄氏度，并提高相对湿度至80%以上24h。

实施例5

释放负氧离子的材料的制备方法，包括：

取负离子粉50g，氧化硅30g，颜料320g，树脂20g，海泡石粉50g，硅藻土150g；

将填料（负离子粉、氧化硅、颜料）、树脂、调湿材料（海泡石、硅藻土）共混后研磨，均匀后的得到可以释放负氧离子的材料。

所述负离子粉为石墨烯改性电气石，所述石墨烯改性电气石的方法为：

取氧化石墨烯6g，超声分散到乙醇100ml中得到氧化石墨烯悬浮液，将得到的氧化石墨烯悬浮液加入反应器中，再加入经过酸改性的海泡石纤维10g和电气石粉体60g，再添加乙醇900ml，将反应器加热回流反应3小时，得到表面包覆氧化石墨烯的海泡石和电气石的混合液，将混合液抽滤、干燥、研磨，得到石墨烯改性电气石。

将上述释放负氧离子的材料应用到建筑材料中，包括：

释放负离子的材料620g，消泡剂2g，硅烷5g，去离子水450g混合后得到建筑材料；

将所述建筑材料涂覆到建筑内墙上，自然干燥。

在建筑材料干燥后，使用前，将室内温度提高到40摄氏度，并提高相对湿度至80%以上24h。

实施例6

释放负氧离子的材料的制备方法，包括：

取负离子粉50g，氧化硅30g，颜料320g，树脂20g，海泡石粉50g，硅藻土150g；

将填料（负离子粉、氧化硅、颜料）、树脂、调湿材料（海泡石、硅藻土）共混后研磨，均匀后的得到可以释放负氧离子的材料。

所述负离子粉为石墨烯改性电气石，所述石墨烯改性电气石的方法为：

取氧化石墨烯6g，电气石60g，多硫化钠60g，水合肼48g；

将氧化石墨烯分散到1000g的乙醇中，超声分散1h，得到悬浮液；

将电气石加入到悬浮液中，加热同时磁力搅拌冷凝回流2~4h；再将多硫化钠加入到悬浮液中，滴加甲酸溶液，同时搅拌2~4h；再加入水合肼，搅拌均匀后，静置24h，过滤，干燥，得到石墨烯改性电气石。

所述石墨烯为改性石墨烯，所述改性石墨烯的制备方法包括：

取氧化石墨烯6g，硫代钼酸纳12g；

将氧化石墨烯到加入6000g N,N二甲基甲酰胺，超声1h，得到氧化石墨烯悬浮液；

将硫代钼酸钠加入到氧化石墨烯悬浮液中，超声30min，转移到反应釜中在190摄氏度下反应15h；

将得到产物用乙醇洗涤后真空干燥得到改性石墨烯。

将上述释放负氧离子的材料应用到建筑材料中，包括：

释放负离子的材料620g，消泡剂2g，硅烷5g，去离子水450g，微孔硅酸钙62g混合后得到建筑材料；

将所述建筑材料涂覆到建筑内墙上，自然干燥。

在建筑材料干燥后，使用前，将室内温度提高到40摄氏度，并提高相对湿度至80%以上24h。

改性石墨烯用于改性电气石后可以有效地提高电气石释放负离子的能力，尤其是在调湿材料形成的湿度较高的环境中，持续保持电气石高效释放负离子的能力。

对比例1

释放负氧离子的材料的制备方法，包括：

取负离子粉50g，氧化硅230g，颜料320g，树脂20g；

将填料（负离子粉、氧化硅、颜料）、树脂共混后研磨，均匀后的得到可以释放负氧离子的材料。

所述负离子粉为石墨烯改性电气石，所述石墨烯改性电气石的方法为：

取氧化石墨烯6g，电气石60g，多硫化钠60g，水合肼48g；

将氧化石墨烯分散到1000g的乙醇中，超声分散1h，得到悬浮液；

将电气石加入到悬浮液中，加热同时磁力搅拌冷凝回流2~4h；再将多硫化钠加入到悬浮液中，滴加甲酸溶液，同时搅拌2~4h；再加入水合肼，搅拌均匀后，静置24h，过滤，干燥，得到石墨烯改性电气石。

将上述释放负氧离子的材料应用到建筑材料中，包括：

释放负离子的材料620g，消泡剂2g，硅烷5g，去离子水450g混合后得到建筑材料；

将所述建筑材料涂覆到建筑内墙上，自然干燥。

在建筑材料干燥后，使用前，将室内温度提高到40摄氏度，并提高相对湿度至80%以上24h。

对比例2

释放负氧离子的材料的制备方法，包括：

取电气石粉50g，氧化硅230g，颜料320g，树脂20g；

将填料（电气石粉、氧化硅、颜料）、树脂共混后研磨，均匀后的得到可以释放负氧离子的材料。

将上述释放负氧离子的材料应用到建筑材料中，包括：

释放负离子的材料620g，消泡剂2g，硅烷5g，去离子水450g混合后得到建筑材料；

将所述建筑材料涂覆到建筑内墙上，自然干燥。

在建筑材料干燥后，使用前，将室内温度提高到40摄氏度，并提高相对湿度至80%以上24h。

实验例

参照JC/T1016-2006《材料负离子发生量的测试方法》测试实施例1~6及对比例1~2的负离子发生量。

将未放样品板的格栅式离子采集器放入0.4m

测试后，对盒内环境进行处理，将盒内温度提高到40摄氏度，并提高相对湿度至80%以上24h，再测试离子浓度。

表1 各实施方式的性能

从表1可知，改性电气石、海泡石、硅藻土产生了一定的协同效果，可以有效的增加负离子的释放。

实施例2和3中的负离子释放量少于实施例1，表明仅采用海泡石或者硅藻土不能充分提高负离子释放。实施例4采用的电气石未改性，实施例5的改性方式同实施例1有较大的区别，表明只有按照一定的方式改性后同海泡石、硅藻土联用才能提高负离子的释放。

实施例6中改性电气石的改性方法同实施例1有一定的差别，主要是石墨烯不同，其在高湿度环境中的负离子释放能力更强。

对比例1或2均没有采用调湿材料，其效果明显较差。表明改进涂料附近的局部环境湿度可以有效提高负离子的释放。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，以上实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。