CN103396167A - 可调湿减害并能释放负离子的多孔建筑装饰材料 - Google Patents
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
可调湿减害并能释放负离子的多孔建筑装饰材料，其特征在于包括烧制而成的功能层，功能层包括含量为1~65wt%能释放负离子的负离子粉、含量为0.1~60wt%调湿减害材料，调湿减害材料是沸石、硅藻土、水铝英石、玻璃质火山土、海泡石、酸性白土、活性炭、硅胶、白炭黑、活性氧化铝、氢氧化铝中的一种或两种以上的多孔性材料混合物。本发明与已有技术相比，具有具有能大量释放负离子的优点。
Description
技术领域：
本发明涉及一种建筑装饰材料。
背景技术：
随着社会技术的进步和制造水平的提高，越来越多新型建筑材料得到应用，在取得便捷、廉价和舒适居住环境的同时，建筑物内空气质量越来越差。因建筑物气密性的提高，复合再生材料、油漆、涂料的应用使得室内空气质量越来越差，严重危害人体健康。
由此，人们一直努力开发新型建筑装饰材料，希望新型建筑装饰材料自身不产生有害气体，可代替涂料、壁纸等装饰材料起到装饰作用，有可净化空气，制造出大自然界舒适健康的自然空气质量。
人们对空气负离子的研究由来已久，负离子在医学界被称为是“空气维生素”。 医学研究表明，空气中带负电的微粒能使血中含氧量增加，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，增强人体肌能，调节肌体功能平衡的作用。据考证，负离子对人体7个系统，近30多种疾病具有抑制、缓解和辅助治疗作用，尤其对人体的保健作用更为明显。如雷雨过后，空气的负离子增多，人们感到心情舒畅。而在空调房间，因空气中负离子经过一系列空调净化处理和漫长通风管道后几乎全部消失，人们在其中长期停留会感到胸闷、头晕、乏力、工作效率和健康状况下降，被称之为“空调综合症”。 清华大学博导、中科院专家林金明教授所著的《环境健康与负氧离子》也对负离子有诸多研究和阐述。
中国发明专利200410079022.8中提到在陶瓷砖中加入纳米复合负离子粉体，经1080~1200℃下烧制而成的陶瓷釉面砖，具有释放负离子作用，采用空气离子静态测试法测试，释放量约在200个/CM3，虽取得突破，但负离子浓度还是远远不够的，并且覆盖玻化釉层的陶瓷釉面砖多应用于卫生间也局限了其使用。
台湾科技大学叶正涛教授收集整理的负离子浓度对应效果表：
| 环境场所负离子浓度（个/cm3） | 与人类健康关系度 |
| 森林瀑布：1万-2万 | 人体具有自然痊愈力 |
| 高山海边：5000-1万 | 杀菌、减少疾病传染 |
| 乡村田野：1000-5000 | 增强人体免疫力、抗菌力 |
| 旷野郊区：100-1000 | 增强人体免疫力、抗菌力 |
| 公园：400-1000 | 增强人体免疫力、抗菌力 |
| 城市公园：400-600 | 改善身体健康状况 |
| 街道绿化地带：200-400 | 微弱改善身体健康状况 |
| 城市房间：100 | 诱发生理障碍头痛失眠等 |
| 楼宇办公室：40-50 | 诱发生理障碍头痛失眠等 |
| 工业开发区：0 | 易发各种疾病 |
从表中可以得出，需求一种负离子释放量大的建筑装饰材料才能缓解现代城市生活的空气污染。
发明内容：
本发明的发明目的在于提供一种能大量释放负离子的可调湿减害的多孔建筑装饰材料。
本发明是这样实现的，包括烧制而成的功能层，功能层包括含量为1~65wt%能释放负离子的负离子粉、含量为0.1~60 wt %调湿减害材料，调湿减害材料是沸石、硅藻土、水铝英石、玻璃质火山土、海泡石、酸性白土、活性炭、硅胶、白炭黑、活性氧化铝、氢氧化铝中的一种或两种以上的混合物；或功能层是含有1~20wt%能释放负离子的负离子粉的釉层，釉层底部是瓷砖层，釉层的烧成温度为830—、1050℃。
这里，能释放负离子的负离子粉的用量最好是2~20wt%。当然，负离子粉释放量低时应适当增加加入量；产品特殊用途，不受成本约束，需要制作更大负离子释放量的材料时也可加大负离子粉的加入量。
研究得知，负离子粉会产生逃逸原子核束缚的电子称为自由电子，带负电荷。当自由电子与其它中性粒子结合后，就形成带负电荷的空气负离子。空气主要成分是氮、氧、二氧化碳和水蒸气。氮对电子无亲和力，只有氧、二氧化碳和水蒸气对电子有亲和力，氧含量是二氧化碳含量的700倍，因此，空气中生成的负离子绝大多数是与氧气和水蒸气结合生产的负离子。空气负离子大小不一，按微粒直径大小的不同可分为小粒径负离子（0.001-0.003um）、中粒径负离子（0.003-0.03um）、大粒径负离子（0.03-0.1um）3类。
因此，要取得高效的释放高浓度的负离子的建筑材料有两个方向，一是通过增加负离子粉的加入量产生足够多的负电自由电子；二是尽可能的让负电自由电子迁移到材料表面形成有效的负离子。负离子粉加入量过大将增加成本，严重影响经济效益。
由于采用可产生多孔的材料，这样，经烧制后，会产生大量的密集分布的毛细孔，从而，大幅度地提升了负离子的释放表面积，有效地提升了负离子的释放数量。
另外，通过降低釉层的烧成温度，使釉层不玻璃化，不玻璃化的釉层会有丰富密集的空洞，使负离子粉所释放出来的负离子能顺利地、大量地逃出来。
这里，为了提升产品的强度，功能层还含有粘土，或者功能层的底部是瓷砖基层，功能层是釉面层，釉面层含有0.1~60 wt %调湿减害材料以及1~20wt%能释放负离子的负离子粉，调湿减害材料是沸石、硅藻土、水铝英石、玻璃质火山土、海泡石、酸性白土、活性炭、硅胶、白炭黑、活性氧化铝、氢氧化铝中的一种或两种以上的混合物，或者功能层上面是釉面层，釉面层含有0.1~60 wt %调湿减害材料以及1~20wt%能释放负离子的负离子粉，调湿减害材料是沸石、硅藻土、水铝英石、玻璃质火山土、海泡石、酸性白土、活性炭、硅胶、白炭黑、活性氧化铝、氢氧化铝中的一种或两种以上的混合物。由于釉面层含有调湿减害材料，这样，釉面层内形成密集的且互通的微小孔洞，使负离子能顺利地通过釉层释放出来。
本发明与已有技术相比，由于新加入的富含微细毛孔的材料作为负离子粉产生自由电子的媒介，使得多孔性建筑装饰材料内部、外部产生的自由电子都能有效结合为负离子，并能够有效的扩散到外部空气中，两种材料的复合使用起到了协同放大作用，并且放大效果明显，因此，具有能大量释放负离子的优点。
具体实施方式：
现结合实施例对本发明做进一步详细描述：
负离子释放量：在无明显空气对流的房间，将负离子测试仪放于产品正面静止5分钟后，仪器显示值。
多孔性基体或多孔性装饰层的透气性测试：用实验室塑料滴管，距测试面10CM高度滴一滴清水于测试体表面，1秒钟之内被吸附并消失判定为“优”，2秒钟之内被吸附并消失判定为“好”，6秒钟之内被吸附并消失判定为“一般”，20秒钟以上未见消除判定为“不透气”。
调湿能力：在湿度保持在40%的恒温恒湿槽内静置24小时，称得试样重量；将恒温恒湿槽湿度转换为90%后静置24小时，称得试样重量，重量增加值即为试样的调湿量。计算求得单位面积（每平方米）的调湿量（克）。
甲醛消除能力：将1平方米试样放入甲醛初始浓度为0.6mg/m3的密闭1立方米的不锈钢试验容器中，8小时后检测试验容器中甲醛的浓度，甲醛浓度降低值除以初始浓度值即为试样的甲醛消除能力。
基体：采用陶瓷坯料作为基体，坯料原料按照常规陶瓷生产工艺进行原料破碎—球磨—喷雾干燥—成型。
装饰层：采用陶瓷釉料作为装饰层，釉料原料按照常规陶瓷生产工艺进行原料球磨制备施釉泥浆。
实施例用负离子粉：500克负离子粉随机堆置于玻璃板上，负离子测试仪距离负离子粉表面两厘米处静止5分钟，测试所得的负离子粉负离子释放量为50000个/CM3，考虑到成本和效果的比例，则最优加入比例为2%~30%。
比较例1：
基体（陶瓷坯料）：负离子粉5%、石英砂20%、粘土50%、玻璃质成分25 %；
烧制温度1200，烧制周期45分钟；
比较例2：
基体（陶瓷坯料）：石英砂21%、粘土55%、玻璃质成分24%；
装饰层（陶瓷釉料）：釉料熔块70%，负离子粉10%，粘土和颜料20%；
烧制温度1200，烧制周期45分钟；
比较例3：
基体（陶瓷坯料）：石英砂21%、粘土55%、玻璃质成分24%；
装饰层（陶瓷釉料）：釉料熔块76%，负离子粉10%，粘土和颜料23%；
烧制温度900℃，烧制周期45分钟；
比较例4：
基体（陶瓷坯料）：石英砂21%、粘土55%、玻璃质成分24%；
装饰层（陶瓷釉料）：釉料熔块70%，负离子粉10%，粘土和颜料20%；
烧制温度900，烧制周期45分钟；
比较例5：
基体（陶瓷坯料）：石英砂21%、粘土55%、玻璃质成分24%；
装饰层（陶瓷釉料）：釉料熔块62%，负离子粉20%，粘土和颜料18%；
烧制温度900，烧制周期45分钟；
比较例6：
基体（陶瓷坯料）：海泡石16%、粘土60%、玻璃质成分24%；
装饰层（陶瓷釉料）：低熔釉料熔块70%，白炭黑5%，粘土和颜料25%；
烧制温度900，烧制周期45分钟；
实施例1：
基体（陶瓷坯料）：负离子粉2%、海泡石16%、粘土58%、玻璃质成分24%；
烧制温度900，烧制周期45分钟；
实施例2：
基体（陶瓷坯料）：负离子粉5%、海泡石16%、粘土55%、玻璃质成分24%；
装饰层（陶瓷釉料）：低熔釉料熔块70%，白炭黑5%，负离子粉5%，粘土和颜料20%；
烧制温度900，烧制周期45分钟；
实施例3：
基体（陶瓷坯料）：海泡石16%、粘土60%、玻璃质成分24%；
装饰层（陶瓷釉料）：低熔釉料熔块70%，白炭黑5%，负离子粉5%，粘土和颜料20%；
烧制温度900，烧制周期45分钟；
实施例4：
基体（陶瓷坯料）：硅藻土16%、粘土60%、玻璃质成分24%；
装饰层（陶瓷釉料）：低熔釉料熔块67%，白炭黑5%，负离子粉8%，粘土和颜料20%；
负离子粉和白炭黑先混合球磨，再加入其它材料和熔块一起球磨；烧制温度900，烧制周期45分钟；
实施例5：
基体（陶瓷坯料）：活性氧化铝10%，石英砂11%、粘土55%、玻璃质成分24%；
装饰层（陶瓷釉料）：釉料熔块70%，负离子粉10%，粘土和颜料20%；
烧制温度870，烧制周期45分钟；适度降低烧制温度，控制装饰釉层的厚度和玻化程度，保持一定的透气性。
实施例6：
基体（陶瓷坯料）：海泡石25%、粘土10%、负离子粉65%；
实施例7：
基体（陶瓷坯料）：海泡石60%、粘土34%、负离子粉1%；
| 种类 | 多孔透气性 | 吸水率 | 负离子释放量（个/cm3) | 调湿能力（克/平方米） | 甲醛消除率（%） |
| 比较例1 | 不透气 | 2% | 250 | 2 | 2% |
| 比较例2 | 不透气 | 2% | 180 | 3 | 1% |
| 比较例3 | 一般 | 7% | 700 | 5 | 8% |
| 比较例4 | 一般 | 7% | 800 | 5 | 8% |
| 比较例5 | 一般 | 7% | 900 | 5 | 8% |
| 比较例6 | 优 | 20% | 25 | 150 | 75% |
| 实施例1 | 优 | 21% | 2200 | 140 | 95% |
| 实施例2 | 优 | 23% | 2500 | 160 | 98% |
| 实施例3 | 优 | 22% | 2100 | 150 | 98% |
| 实施例4 | 优 | 32% | 3800 | 250 | 99% |
| 实施例5 | 好 | 30% | 2500 | 200 | 89% |
| 实施例6 | 优 | 28% | 5800 | 150 | 99% |
| 实施例7 | 优 | 28% | 1000 | 150 | 99% |
由上表可明白，比较例3、4、5相对比较例1、2降低了烧制温度，负离子的释放量有了较大提高，证明自由电荷转化为负离子并迁移到空气中需要孔洞性通道，而传统的陶瓷因致密的坯体和釉层，阻止了大部分的迁移活动，微观上成功实现迁移的是裸露或接近裸露于表面的负离子粉发生的结合和迁移。
实施例1—7较比较例1—4的负离子释放量有了明显的提高，说明加入调湿减害多孔性材料对负离子的释放有明显的加强效果。
由上表数据可明白，实施例1、2、3、4、5、6较比较例1、2、3、4、5透气性和吸水率有了显著提高，负离子释放量也有了显著提高，比表面积大的多孔性材料的加入，让负离子粉产生自由电荷能更多途径的转化为负离子并迁移到空气中，效果十分明显。
实施例1及实施例7说明，当负离子粉加入量达到2%以上时，所释放的负离子量能满足要求。
由上表数据可明白，实施例3坯体内未加负离子粉，但实施例3较实施例2释放负离子数量十分接近，说明负离子释放量主要贡献力量来自表层或接近表层的负离子粉，坯体中下部负离子粉产生的电荷或负离子相对较难迁移到外部。因此应优选于表层和接近于表层添加负离子粉，以便产生较好的经济效益。
由上表数据可明白，实施例3、4、较比较例4消除甲醛能力有明显提高，说明负离子粉和多孔材料对甲醛有害气体的消除有协同作用，负离子粉释放的负离子有助于消除空间的甲醛。
由上表数据可明白，实施例5较比较例3虽然装饰釉层不含多孔性材料，但实施例5较比较例3的负离子释放量亦有明显提升，说明坯体的多孔结构也参与了釉层负离子的迁移运动，有助于釉层负离子的扩散。因为合理控制釉层的玻化程度，保持较好的透气性，而透气性好的负离子釉层置于多孔、疏松的坯体上，不难理解釉层底部负离子粉释放的电荷通过多孔、疏松的坯体相互贯通的微孔发生迁移并迁移至外部空间。
由上表数据可明白，实施例6较以上比较例和实施例释放负离子的浓度都大，说明负离子粉和多孔性材料的比率是多变的，对于一些保健工艺品等特殊应用领域可以考虑采用特殊的混合比率生产出符合实际需要的产品。
由上表数据可明白，实施例4各数据都比较理想，成本也得到有效控制，是优选方案。
综上所述，根据本发明，可提供一种能高效释放负离子的多孔性装饰材料，不仅释放负离子浓度增加明显，而且和多孔性材料符合使用提高了消除室内有害气体的能力。并且制作成本低，产品商业价值高。
Claims (10)
1. 可调湿减害并能释放负离子的多孔建筑装饰材料，其特征在于包括烧制而成的功能层，功能层包括含量为1~65wt%能释放负离子的负离子粉、含量为0.1~60 wt %调湿减害材料，调湿减害材料是沸石、硅藻土、水铝英石、玻璃质火山土、海泡石、酸性白土、活性炭、硅胶、白炭黑、活性氧化铝、氢氧化铝中的一种或两种以上的多孔性材料混合物。
2. 根据权利要求1所述的可调湿减害并能释放负离子的多孔建筑装饰材料，其特征在于能释放负离子的负离子粉的优选用量最好是2~20wt%。
3. 可调湿减害并能释放负离子的多孔建筑装饰材料，其特征在于包括烧制而成的功能层，功能层是含有1~20wt%能释放负离子的负离子粉的釉层，釉层的烧成温度为830~1050℃。
4. 根据权利要求3所述的可调湿减害并能释放负离子的多孔建筑装饰材料，其特征在于釉层底部是多孔性瓷砖层，多孔瓷砖层含有含量为0.1~60 wt %调湿减害材料，调湿减害材料是沸石、硅藻土、水铝英石、玻璃质火山土、海泡石、酸性白土、活性炭、硅胶、白炭黑、活性氧化铝、氢氧化铝中的一种或两种以上的混合物。
5. 根据权利要求1或2所述的可调湿减害并能释放负离子的多孔建筑装饰材料，其特征在于功能层还含有粘土。
6. 根据权利要求1或2所述的可调湿减害并能释放负离子的多孔建筑装饰材料，其特征在于功能层的底部是瓷砖基层，功能层是釉面层，釉面层含有0.1~60 wt %调湿减害材料以及1~20wt%能释放负离子的负离子粉，调湿减害材料是沸石、硅藻土、水铝英石、玻璃质火山土、海泡石、酸性白土、活性炭、硅胶、白炭黑、活性氧化铝、氢氧化铝中的一种或两种以上的混合物。
7. 根据权利要求1或2所述的可调湿减害并能释放负离子的多孔建筑装饰材料，其特征在于功能层的上面是釉面层，釉面层含有0.1~60 wt %调湿减害材料以及1~20wt%能释放负离子的负离子粉，调湿减害材料是沸石、硅藻土、水铝英石、玻璃质火山土、海泡石、酸性白土、活性炭、硅胶、白炭黑、活性氧化铝、氢氧化铝中的一种或两种以上的混合物。
8. 根据权利要求1或2所述的可调湿减害并能释放负离子的多孔建筑装饰材料，其特征在于功能层的底部是多孔瓷砖基层，多孔瓷砖层含有含量为0.1~60 wt %调湿减害材料，调湿减害材料是沸石、硅藻土、水铝英石、玻璃质火山土、海泡石、酸性白土、活性炭、硅胶、白炭黑、活性氧化铝、氢氧化铝中的一种或两种以上的混合物。
9. 根据权利要求1或2所述的可调湿减害并能释放负离子的多孔建筑装饰材料，其特征在于功能层的顶部是多孔釉层，多孔釉层含有含量为0.1~60 wt %调湿减害材料，调湿减害材料是沸石、硅藻土、水铝英石、玻璃质火山土、海泡石、酸性白土、活性炭、硅胶、白炭黑、活性氧化铝、氢氧化铝中的一种或两种以上的混合物。
10. 根据权利要求7所述的可调湿减害并能释放负离子的多孔建筑装饰材料，其特征在于功能层的底部是瓷砖基层。
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