室內空氣淨化用無源(羥基)負離子發生材料及其應用的製作方法

2023-07-11 10:41:56

專利名稱：室內空氣淨化用無源(羥基)負離子發生材料及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種室內空氣淨化用無源(羥基)負離子發生材料及其應用，特別是具有發射對人體有益的羥基負離子和遠紅外線的對甲醛、氨、苯等有害氣體有明顯祛除作用的新材料。
現代人每天有五分之四的時間在室內度過，但是70％的城市居民生活在空氣被汙染的環境中。室內空氣汙染已經成了危害人體健康的五大因素之一，國際上甚至把它列為繼「煤煙汙染」和「光化學煙霧汙染」之後，人類所經歷的第三次汙染時期。據加拿大衛生組織調查，68％的疾病起因與室內汙染有關，80％的癌症與居住環境有關。因此目前室內空氣汙染已經成了最受社會關注的熱點問題之一。那麼造成室內空氣汙染的主要原因是什麼呢？據國內外專家多年的研究發現室內裝飾裝修材料和新家具是造成室內空氣汙染的主要原因。因此快速有效地祛除裝飾裝修材料及家具釋放的甲醛、苯、氨等有害氣體已成為人們努力的目標。
為此目前市場上出現了各種空氣淨化產品，但是它們在安全、高效、持久等方面存在著問題和缺陷。
安全性方面表現為在淨化空氣的同時會產生一些對人體有害的氣體，比如有的空氣淨化器會產生臭氧和氮氧化物；有的空氣清新劑本身就帶有化學刺激氣味；有些光催化材料本身含有放射性的物質，而物理吸附的產品在吸附後會產生二次回放等等。
高效方面目前很多產品的功效是暫時的，淨化的有效空間是局部的，效果是不明顯的，比如光催化材料受紫外線光源的限制，有的採用紫外光燈照射則受燈泡壽命的影響，使用時間較短。
持久性方面由於室內空氣的很多汙染物質來自於家具和裝修材料，而這些有害物質能持續釋放很長時間，有的可長達5-10年，因此在空氣淨化方面產品的持久性就顯得特別重要，但是目前市場上的產品的持久性能很難達到這樣的要求；在產品的廣泛適應性方面目前市場上產品只對某一種氣體起作用，可是對其它氣體卻無能為力。
本發明的目的是在克服了目前市場上相關產品缺陷的基礎上，提供一種安全、高效、廣普、持久、便捷、健康的室內空氣淨化產品，它是新一代的無源負離子材料。它以塗料、空調網、木地板、壁紙、膠墊等為載體，當其與空氣接觸後能持久地釋放羥基負離子從而通過電性中和、物理吸附、化學反應等綜合過程來達到淨化室內因裝修和家具釋放的甲醛、氨、苯等有害氣體，同時保持人體的健康。
本發明的技術方案是通過利用一種天生帶電的礦物特性一即電氣石的壓電性、熱電性、離子交換性等特性採用多級粉碎、超細加工的辦法使其每個顆粒都變成一個帶有正負電極的晶體，同時添加有其它功能的輔助材料，從而使電氣石的特性充分地發揮出來達到最大效率淨化空氣的效果。根據載體的不同其配方有較大的區別，但是最終是通過釋放足夠多的負離子和強的遠紅外線，從而達到高效淨化室內空氣的目的。
電氣石是一種資源稀缺的非金屬礦資源，這種被稱為「改善環境素材」的特殊材料是一種矽酸鹽礦物，它的硬度為7.0-7.5，相對密度為3.03-3.25。由於其晶體結構極為複雜，導致兩個高電荷的原子在結晶格架排列明顯錯位，由此導致晶體微粒的一端為電荷正極，另一端為電荷負極，電子永不停息地從負極流向正極，從而形成了電流和靜電場。這種晶體結構的特點導致了其具有特殊的性能，如熱電性，壓電性，遠紅外性，離子交換性，這是其它礦物所沒有的也是無法替代的特性，這也正是其遇到水分子能產生羥基負離子的根本原因，它具體表現為如下特性1、自身帶有靜電，形成靜電場，永久產生微弱電流；2、把水分子瞬間負離子化，產生羥基負離子該材料由於本身能形成永久電極，永久電極能在材料的表面附近形成永久的靜電場。當電氣石接觸到水分子後會發揮最大效果。水分子(H2O)一旦接觸到能釋放電子(e-)的該材料後，周圍的水分子立即發生輕微的電解，水分子(H2O)就會分解成帶有正電的氫離子(H+)和帶有負電的羥基，即氫氧基(OH-)。而氫離子(H+)馬上與該材料釋放出的電子(e-)相結合而成為氫原子(H)放入空氣中。剩下的氫氧基(OH-)與周圍的水分子結合成為羥基離子(H3O2-或H2O.OH-)，即為帶負電荷的鹼性羥基負離子。其化學公式如下
同樣即使不放入水中，它接觸到空氣中的水分子也會產生負離子。因為空氣中經常漂浮著(溼度百分之幾十)水蒸氣。這種特殊的與自然界中海邊、瀑布環境一樣的羥基負離子是淨化空氣和對人體有益的最重要的物質基礎。
3、發射遠紅外線的效果該礦石還有一個放射4-18um波長的遠紅外線的特性。人體是經常釋放能量的，它會吸收這種熱能並轉換成負離子和遠紅外線反作用於人體。遠紅外線可以溫暖細胞，改善血液循環，促進新陳代謝，加強細胞的活動。
4、抑菌抗菌、消臭除味、淨化空氣主材料電氣石本身具有上述性能，但是其作用的效果是有限的，所以如何發揮並強化它原有的功能，這就是本發明的關鍵所在。一方面是通過對材料的特殊的超細加工，同時輔之以添加其它種類的多種輔助材料，目的是強化電氣石的功能和作用，特別是提高負離子的發射能力，增強其遠紅外線的發射強度和抗菌性能，從而達到高效淨化空氣的結果。
添加的輔助材料有起隔離作用的氧化鋁，起抗菌作用的碳酸鈣(貝殼)、納米二氧化鈦，起增強負離子激活作用的有賣飯石，提高吸附作用的有沸石，起增加白度作用的鈦白粉等。根據不同的載體和使用需要，它們所添加的比例會有較大的不同。
通過電氣石的超細和有關輔助材料的添加，可以使產品的負離子發生能力達到3000個/cm3以上，遠紅外線的發射強度為0.93；對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抑制菌和抗菌濃度為；對甲醛、氨、苯的祛除效率高達90％以上。
實施例三以室內裝飾用各種壁紙內為載體的室內空氣淨化用無源負離子發生材料，其組分配比(重量百分比)為電氣石60％，其它輔助材料為40％，其中金屬氧化鋅2％，碳酸鈣8％，賣飯石10％，沸石20％。將上述材料經超細加工至5000目以上，最後形成淺灰色的漿體。然後在各種壁紙生產過程中添加，其比例為壁紙重量的20％，從而製得了以室內裝飾用各種壁紙內為載體的室內空氣淨化的無源負離子發生材料。在面對國家標準10倍濃度的情況下5-7天的情況下對甲醛、氨、苯的祛除效率達90％以上。
實施例四以裝飾用各種複合木地板為載體的室內空氣淨化用無源負離子發生材料，其組分配比(重量百分比)為電氣石70％，其它輔助材料為30％，其中，三氧化二鋁15％，碳酸鈣5％，沸石10％。將上述材料經超細加工至5000目以上，最後形成淺灰色的粉體或漿體。然後將其均勻噴塗於複合木地板的耐磨層之上，每平方米為40克。接著在一定的溫度和壓力下隨著耐磨層的固化該無源負離子發生材料自然也就固著在地板的表面，經與空氣接觸後，加之對表面的摩擦，其釋放負離子的速度很快。從而製得的以室內裝飾用各種壁紙內為載體的室內空氣淨化的無源負離子發生材料。在面對國家標準5-10倍濃度的情況下二周內可將室內因裝修造成的甲醛、氨、苯的汙染進行有效的祛除。
權利要求
1.一種用於室內空氣淨化的無源負離子發生材料，主要由寶石級電氣石組成，同時添加有其它多種非金屬材料，其特徵在於其組分為粒度2500目以上淺灰色粉體或漿體。
2.根據權利要求1所述的室內空氣淨化用無源負離子發生材料，其特徵在於(1)它具有永久釋放對人體健康有益的羥基負離子(H3O2-)、(2)輻射高的4-18μm波長的易於為人體所吸收的遠紅外線、(3)明顯的抗菌、抑菌作用、(4)消臭除味、淨化室內空氣的作用等功能.
3.根據權利要求2所述的室內空氣淨化用無源負離子發生材料，其特徵在於利用其特有的性能能夠高效祛除室內因裝飾裝修材料、家具等釋放的甲醛、氨、苯、VOC等有毒、有害氣體，其淨化效率高大90％以上。
4.根據權利要求1所述的室內空氣淨化的無源負離子發生材料，其特徵在於其組分主要由電氣石、鈦白粉、賣飯石、沸石等組成，其組分配比(重量百分比)為電氣石40-80％，其它輔助材料為20-50％，其中鈦白粉10-40％，沸石5-10％，賣飯石5-10％。
5.根據權利要求1所述的室內空氣淨化的無源負離子發生材料，其特徵在於其組分主要由電氣石、鈦白粉、氧化鋁、碳酸鈣等組成，其組分配比(重量百分比)為電氣石50-90％，其它輔助材料為10-50％，其中鈦白粉20-40％，氧化鋁10-30％，碳酸鈣5-10％。
6.根據權利要求1所述的室內空氣淨化的無源負離子發生材料，其特徵在於其組分主要由電氣石、鈦白粉、氧化鋁、碳酸鈣、沸石、納米二氧化鈦等組成，其組分配比(重量百分比)為電氣石40-70％，其它輔助材料為30-60％，其中鈦白粉15-30％，氧化鋁10-20％，碳酸鈣5-10％，沸石5-10％、納米二氧化鈦5-10％。
7.根據權利要求4或5或6所述的室內空氣淨化用無源負離子發生材料，以內牆水性塗料、油性塗料為載體來淨化室內空氣，其特徵在於每公斤塗料中含有該材料5-50克；
8.根據權利要求4或5或6所述的室內空氣淨化用無源負離子發生材料，以各種空調機的進風和出風的過濾網為載體來淨化室內空氣，其特徵在於通過空氣的流通使含有該材料的各種網可以不斷地釋放羥基負離子從而達到淨化空氣的目的。在該空調網中含有比例為網體重量的40-70％。
9.根據權利要求4或5或6所述的室內空氣淨化用無源負離子發生材料，以室內裝飾用各種壁紙為載體通過與室內空氣接觸來淨化室內空氣，其特徵在於其含有比例為壁紙重量10-40％。
10.根據權利要求4或5或6所述的室內空氣淨化用無源負離子發生材料，可以室內裝飾用人造複合木地板為載體，含有該材料的地板表層通過摩擦與室內空氣接觸釋放負離子來淨化室內空氣，其特徵在於添加比例為每平方米添加10-40克。
全文摘要
發明提供了一種用於室內空氣淨化的無源(羥基)負離子發生材料及其應用領域。該材料是以電氣石為主原料，同時添加多種功能材料如沸石、氧化鋁、納米二氧化鈦、沸石、鈦白粉、賣飯石、碳酸鈣(貝殼)等多種非金屬材料經採用特殊超細加工技術生產而成的灰白色漿體或粉體。它具有永久釋放羥基負離子(H
文檔編號A61L9/22GK1413737SQ02130770
公開日2003年4月30日 申請日期2002年9月26日 優先權日2002年9月26日
發明者朱楓林, 陳榮坤 申請人:北京雅潤澤科技有限公司