释放负离子的电气石改性溶液的制备方法

摘要

本发明公开了一种释放负离子的电气石改性溶液的制备方法，包括以下步骤：S1：称取一定量的电气石，将电气石与氧化铈进行混合，得到初混物；S2：添加改性溶液将初混物进行改性，得到改性物；S3：将改性物与聚己二酸对苯二甲酸丁二酯进行混合，得到混合物；S4：将混合物与纯净水、活性剂以及植物提取物混合，最终得到电气石改性溶液。本发明通过利用酸酐对电气石进行改性，将酸酐活性基团引入电气石表面，从而得到可聚合的有机电气石，同时与可降解的高分子材料配合在一起，这样当溶液喷洒到其他材质的表面时，能有效附着在材质表面，从而达到释放负离子，改善空气质量的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及电气石产品领域，尤其涉及一种释放负离子的电气石改性溶液的制备方法。

背景技术

随着经济的快速发展，人们对健康的追求越来越强烈，因此，具有保健、生态、低碳、高效的复合材料已成为各类保健产品的重点发展方向。保健元素主要是指作用于人体，是人体内环境及内环境与外环境之间进行的有利于人体健康的物质、能量、信息传递的元素。常见的保健元素有：负离子、远红外、生物电和磁场等等，负离子可以改善室内空气质量，清除自由基，被医学界称之为：空气维生素。

电气石拥有良好的热致电性与压敏电性，与空气中水分作用可产生负氧离子，并具有辐射远红外线、较高的表面能与表面活性等，被大量应用在空气处理，医疗保健、涂料、纤维织物等方面，但是电气石的表面为亲水表面，且其表明能较高，因此溶液会大量团聚并且在聚合物中分散性和稳定性较差，严重影响了电气石的应用，因此如何将电气石更好发挥理疗功能，是我们亟待解决的问题。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种释放负离子的电气石改性溶液的制备方法，通过利用酸酐对电气石进行改性，将酸酐活性基团引入电气石表面，从而得到可聚合的有机电气石，同时与可降解的高分子材料配合在一起，这样当溶液喷洒到其他材质(例如皮革、木材、大理石等)的表面时，能有效附着在材质表面，从而达到释放负离子，改善空气质量的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种释放负离子的电气石改性溶液的制备方法，包括以下步骤：

S1：称取一定量的电气石，将电气石与氧化铈进行混合，得到初混物；

S2：添加改性溶液将初混物进行改性，得到改性物；

S3：将改性物与聚己二酸对苯二甲酸丁二酯进行混合，得到混合物；

S4：将混合物与纯净水、活性剂以及植物提取物混合，最终得到电气石改性溶液。

作为优选，电气石与氧化铈采用(5-8)：1的质量比进行混合使用，且所添加的电气石、氧化铈均采用8000目筛进行筛选过滤。

作为优选，在步骤S2中，向初混物加入N,N-二甲基甲酰胺，然后进行升温搅拌，当温度达到预定温度后加入酸酐，反应结束后过滤并用酒精进行淋洗，然后烘干得到改性物。

作为优选，使用的酸酐为甲基丙烯酸酐、十四碳烯琥珀酸酐和顺丁烯二酸酐中的一种。

作为优选，在步骤S3中，将改性物与聚已二酸对苯二甲酸丁酯进行混合前，还需要对聚已二酸对苯二甲酸丁酯进行进一步的处理，将聚已二酸对苯二甲酸丁酯与热塑性淀粉进行混合，制备得到复合材料，然后将改性物与复合材料混合，得到混合物。

作为优选，复合材料的制备，包括以下步骤：

S31：称取一定量的淀粉进行烘制，脱干水份后与硅烷偶联剂进行混合，搅拌均匀后继续烘干，得到热塑性淀粉；

S32：将热塑性淀粉与聚已二酸对苯二甲酸丁酯进行混合，混炼均匀后采用平板硫化机进行热压，从而形成表面具有孔洞且厚度不超过5um的复合材料；孔洞的尺径为2um。

作为优选，在步骤S32中，得到复合材料后，将改性物平铺在复合材料上，采用平压机进行按压，将改性物嵌合入孔洞中。

作为优选，在步骤S4中，将混合物与纯净水、植物提取剂和活性剂进行混合，植物提取剂采用薰衣草、板蓝根、金银花和鱼腥草一种或多种植物的混合，活性剂为十二烷基硫酸钠。

本发明的有益效果是：本发明提供的释放负离子的电气石改性溶液的制备方法，利用电气石能释放负离子的特性，从而达到净化空气的效果，而为了更进一步减轻电气石自身的特性对应用在溶液时造成的影响，特别将电气石进行表面改性，利用不饱和酸酐附着在电气石上，从而得到可聚合的有机化电气石，然后将改性后的电气石附着在有单体上，形成蜂窝状结构，更进一步发挥电气石的作用；而特别将有机体设计为可降解材料，这样在使用过程中，有机体不断发发生降解，从而使得电气石与空气的接触面积逐渐增大，更进一步增强了负离子释放能力，而降解后的有机体也不会产生任何的有毒有害物质，而添加的水分以及植物提取物能相互配合，从而快速清除空气中有毒有害物质，达到快速净化空气的效果。

附图说明

图1为本发明的步骤流程图；

图2为本发明的产品检测报告。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步地描述。应当注意的是，本申请所列举的实施例并不是本申请的全部保护内容，在不付出任何创造性劳动的前提下所得到的技术方案都应纳入本申请的保护范围。

电气石是以含硼为特征的环装结构硅酸盐矿物，电气石微粒释放负离子能力与电极化强弱有直接关系，电极化强度越高，产生负离子能力就越强，主要原理是电气石可以促进水分子的离子化增加对空穴的捕获，另一方面强电场作用可减少电子-空穴的复合，而且电气石产生负离子与瀑布、森林产生的负离子相同，与人工电器产生的负离子是完全不同的。

请参阅图1，基于电气石的这种特性，本发明的公开了一种释放负离子的电气石改性溶液的制备方法，选取微粒型电气石，利用高分子材料作为支架形成包裹，然后与液体混合在一起，这样喷洒在空气中从而到达净化空气的效果；

具体包括以下步骤：

S1：称取一定量的电气石，将电气石与氧化铈进行混合，得到初混物；S2：添加改性溶液将初混物进行改性，得到改性物；S3：将改性物与聚己二酸对苯二甲酸丁二酯进行混合，得到混合物；S4：将混合物与纯净水、活性剂以及植物提取物混合，最终得到电气石改性溶液。

更为具体的是，电气石与氧化铈采用5-8：1的质量比进行混合使用，且所添加的电气石、氧化铈均采用8000目筛进行筛选过滤；在本实施例中，在电气石中添加二氧化铈，利用该稀土元素的辐射能量高，半衰减期限长的特点，促进电气石进一步对空气进行电离，进而达到增强电气石产生负离子的能力；而电气石与氧化铈的两者配比对电气石的负离子能力是存在一定影响的，虽然氧化铈的量越大，对电气石的激发效应越强，但是过多的氧化铈会附着在电气石的表面，而根据有关研究表示：电气石与水、空气发生能量转换的接触反应的过程仅局限在球体表面的一个薄层上，球内部的电气石并未起到任何作用；而且，高纯度的氧化铈微粒价格较高，若大量投入会增加生产成本，因此最终将氧化铈与电气石按照质量比为1：(5-8)进行混合，最优选择为电气石：氧化铈＝6:1。

电气石本身为亲水性表面，且表面继续强，表面能高，因此会发送严重的团聚现象，即使在电气石中混入氧化铈，也只是单纯的混合而不会破坏电气石本身的特性，因此为了使得电气石在液体中不发生团聚，就需要对电气石进行表面改性，在不损坏电气石的其他特性，使得电气石满足作为溶液的需求，因此在步骤S2中，向初混物加入N,N-二甲基甲酰胺，然后进行升温搅拌，当温度达到预定温度后加入酸酐，反应结束后过滤并用酒精进行淋洗，然后烘干得到改性物；使用的酸酐为甲基丙烯酸酐、十四碳烯琥珀酸酐和顺丁烯二酸酐中的一种，在具体实施例中，利用酸酐将含有双键的活性基团引入电气石表面，这样就使得改性后的电气石具有优异的疏水性，从而不会发生团聚，从而能均匀分布在溶液中，确保了在喷洒出后能快速对空气进行净化，释放负氧离子。

在步骤S3中，将改性物与聚已二酸对苯二甲酸丁酯进行混合前，还需要对聚已二酸对苯二甲酸丁酯进行进一步的处理，将聚已二酸对苯二甲酸丁酯与热塑性淀粉进行混合，制备得到复合材料，然后将改性物与复合材料混合，得到混合物。复合材料的制备，包括以下步骤：S31：称取一定量的淀粉进行烘制，脱干水份后与硅烷偶联剂进行混合，搅拌均匀后继续烘干，得到热塑性淀粉；S32：将热塑性淀粉与聚已二酸对苯二甲酸丁酯进行混合，混炼均匀后采用硫化机进行热压，从而形成表面具有孔洞且厚度不超过5um的复合材料；孔洞的尺径为2um。在步骤S32中，得到复合材料后，将改性物平铺在复合材料上，采用平压机进行按压，将改性物嵌合入孔洞中。在本申请的前期试验过程在，发现将溶液喷洒到房间的墙壁上，即使对墙壁进行完全覆盖，但是发现室内的负离子浓度并没有升高，但是如果将溶液喷附在试纸上，叠放成蜂窝状，就会发现负离子的含量成倍增加，这是因为蜂窝体几何表面积是平面的十倍以上，根据这个发现，设计一个可降解的复合材料作为改性后的电气石支架，使得电气石呈现蜂窝状排布，从而有效提高负离子的浓度；而对于该支架，就需要与改性后的电气石能平衡相处；从宏观角度来说，本申请是将电气石置于复合材料形成的支架上，但是本申请所使用的电气石的粒径很小，因此就必须从微观角度上去选取合适的复合材料，使得复合材料不会对改性后的电气石产生影响；本申请采用热塑性淀粉和聚已二酸对苯二甲酸丁酯进行混合作为支架的复合材料，更为具体的是称取一定量的淀粉在80摄氏度的调节下烘制10小时，然后按照淀粉：偶联剂的质量比为20：1的比例加入γ―丙基三甲氧基硅烷，混合均匀后继续在80摄氏度的烘箱中处理3小时，得到热塑性淀粉，然后冷却后将热塑性淀粉与聚已二酸对苯二甲酸丁酯分别在60摄氏度的烘箱中干燥12小时，然后按照质量比为7:3的比例取出后置于高速混合机中混合均匀，然后在开炼机上进行混炼混合，最后采用硫化胶热压成具有孔洞且厚度不超过5um的复合材料；孔洞的尺径为2um，然后将改性物平铺在复合材料上，将改性物填充在孔洞内，从而形成类似于蜂窝状的结构分布；达到增强负离子释放的效果。更为重要的是，聚已二酸对苯二甲酸丁酯本身具有亲油性，当与具有亲水性的淀粉相结合时，就会存在较多间隙，结合不紧密，当喷洒到空气中后容易断裂，因此添加硅烷偶联剂，利用硅烷偶联剂实现淀粉与聚已二酸对苯二甲酸丁酯的结合，而当对电气石改性后，电气石表面就具有酸酐活性基团，这些酸酐活性基团就会与淀粉或者聚已二酸对苯二甲酸丁酯中所包含的官能团相结合，例如聚已二酸对苯二甲酸丁酯的端羟基或端羧基，淀粉表面的-OH，从而使得电气石连接更加稳定.

最后将混合物与纯净水、植物提取剂和活性剂进行混合，植物提取剂采用薰衣草、板蓝根、金银花和鱼腥草一种或多种植物的混合，植物提取剂采用现有常规的萃取方案进行提取，活性剂为十二烷基硫酸钠，将十二烷基硫酸钠作为活性剂使用，从而将得到的混合物能有效实现与植物提取剂和纯净水相混合在一起，植物提取剂不仅能有效清楚空气中的有毒有害复制，还能起到净化甲醛的作用，同时植物提取剂中含有一定量的空气清新成分，在使用后也能使得喷洒后空气更加好闻。

下面以具体实施例来阐述本发明：

实施例1：

称取电气石粉末和氧化铈供20g，加入60ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂，然后置于恒温油浴锅中，开启搅拌器加热到55摄氏度后加入16ml的甲基丙烯酸酐，反应3小时后用酒精淋洗，清洗完毕后进行烘干，得到改性物；

然后称取一定量的将淀粉与γ―丙基三甲氧基硅烷按照质量比为20：1的比例进行混合制备热塑性淀粉，然后冷却后与聚已二酸对苯二甲酸丁酯进行混合制备，最终得到复合材料；

最后将改性物与复合材料进行结合，从而形成类似于蜂窝状结构。

实施例二：

称取电气石粉末和氧化铈供20g，加入60ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂，然后置于恒温油浴锅中，开启搅拌器加热到60摄氏度后加入14g的十四碳烯琥珀酸酐，再加入10mlDMF将其溶解，反应3小时后用酒精淋洗，清洗完毕后在70摄氏度下进行烘干，得到改性物；

然后称取一定量的将淀粉与γ―丙基三甲氧基硅烷按照质量比为20：1的比例进行混合制备热塑性淀粉，然后冷却后与聚已二酸对苯二甲酸丁酯进行混合制备，最终得到复合材料；

最后将改性物与复合材料进行结合，从而形成类似于蜂窝状结构。

实施例三：

称取电气石粉末和氧化铈供20g，加入60ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂，然后置于恒温油浴锅中，开启搅拌器加热到40摄氏度后，将2.5g顺丁烯二酸酐溶于10mlDMF后加入至反应体系中，反应2小时后进行抽滤，用酒精淋洗，清洗完毕后进行烘干，得到改性物；

然后称取一定量的将淀粉与γ―丙基三甲氧基硅烷按照质量比为20：1的比例进行混合制备热塑性淀粉，然后冷却后与聚已二酸对苯二甲酸丁酯进行混合制备，最终得到复合材料；

最后将改性物与复合材料进行结合，从而形成类似于蜂窝状结构。

同时设置实施例四，仅仅将电气石与氧化铈进行混合；将以上所有实施例得到的产物溶于植物提取剂和十二烷基硫酸钠的混合溶液中，使用纯净水溶解至500ml，然后各自喷附在100mm*100mm的试纸上，同时放入0.01m

通过对以上结果进行分析可知，和单纯的混合相比，本申请所利用类似与蜂窝状结构实现对电气石的改性，所能达到的效果是单纯的将电气石与氧化铈混合的效果20-30倍左右，这一方面是因为利用支架形成的类蜂窝结构能有效增大几何比表积，是单纯平面的10倍左右，而且没有改性的电气石容易团聚在一起，彼此之间相互影响，因此采用本申请所提供的方案使得负离子的产生效率得到了巨大提高；此外短时间内不会速率明显降低，这是因为支架在不断分解过程中，使得电气石与空气接触面的不断增大，从而在短时间内不会造成负离子含量的下降。

图2是采用本申请的技术方案所得到的产品经过国家官方检测机构所得到的检测结果，从而证明本申请所采用的方案是真实有效，

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。