專利名稱：具有負離子發射功能的陶瓷材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種陶瓷材料，具體涉及一種具有負離子發射功能的陶瓷材料。
背景技術：
1880年法國的皮埃羅·查理兄弟首先發現并證明，托瑪琳是一種具有永久電極的天然礦石(國內非寶石級的礦石稱之電氣石，寶石級的礦石稱之碧璽)。100年以后，1986年左右，東京大學的教授中村輝太郎和久保哲治郎先生，著手對這種天然寶石的實際應用進行了全面的開拓性研究。經過一年半的努力，托瑪琳的超粒粉碎技術已獲成功，并已將這種超微粒材料(0.1μm)單位的結晶體，混入纖維原料內制成織物也獲成功。
1995年起，日本科學家對托瑪淋進行了全面的物理分析和化學分析，確認這種寶石具有“3個方面的特性”，“9個方面的功能”“40個方面的效果”，并進行全面的試驗，作出了詳盡的科學報告，以大量的數據證明了這種寶石將是21世紀改善環境，促進人體健康的全新材料。
目前國際上，開發的托瑪琳功能性產品有保健紡織品類 鞋、內衣褲、襪、腰肩膝腕的保健、保暖防護用品、服裝內襯材料、床單、床墊、床罩、枕頭；建材類 水性涂料、石膏、框架材料、地毯、墻地磚；家電業 空調器內的消臭、抗菌過濾器、洗衣機內用的布袋；化妝品 晚霜、沐浴露、祛痘、祛皺、美白系列產品；
化工業 肥皂；造紙 保鮮紙、過濾用紙、以及其他功能紙；其他 水稻耕作、溫室栽培、無栽培、凈化水的制造、健康建筑材料，飼養家禽牲畜，養魚，糞便處理等。
近年來，以往被視為無利用價值的非寶石級電氣石，首先在日本開發出上述對環境和健康大有裨益的功能性產品，在亞洲最為成熟的市場上身價倍增。
在國內，自1997年關于托瑪琳產品的開發信息從不同渠道流入中國，在上海、北京、廣州、大連、西安等地的科研所、大專院校、民營科技企業，科技人員對托瑪琳進行研究和開發，對托瑪琳的基本結構、理化特性和特殊功能都作了全面研究，對各種加工工藝基本上掌握，并有部份產品走向市場。如廣州康佰保健用品有限公司的康佰特瑪粒纖維、襪、特瑪粒活水素、健康壺、健康浴寶、空氣靈；北京天之巖健康科技有限公司的天爽牌負離子——抗菌功能涂料添加劑、無劑抗菌型除味劑、紡織用多功能健康纖維添加劑；北京金隅集團建筑涂料廠生產的“三旗牌”負離子內墻涂料；歐迪芬的納米負離子文胸。
有更多的企業和經銷商，提供亞納米級至納米級的上游產品電氣石粉體。但這些上游產品電氣石粉體，都是通過機械加工天然的電氣石。
目前，為了使電氣石粉體產生更多的負離子，將天然極性礦物，鐵電氣石、鎂電氣石、鐵鎂電氣石、鋰電氣石等超細粉碎，并與稀土復合鹽類、納米半導體材料等進行機械化學復合，可制備一種高效率產生負空氣離子復合材料。
但是，由于其采用天然礦石加工獲得的粉體，其顏色是礦石固有的本色，為灰色或深灰色。因顏色的原因使之下游產品不能添加電氣石粉體，縮小了其應用范圍。
中國專利，CN 1386550A將超細灰色電氣石粉體經特殊工藝技術處理，通過電氣石粉體加工，色膜處理，洗滌，粉碎等工藝過程，使其上色覆百色的二氧化鈦，而獲得超細的百色電氣石粉體，但是其制備工藝復雜，難以工業化推廣應用。

發明內容
本發明需要解決的技術問題是公開一種具有負離子發射功能的陶瓷材料及其制備方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。
本發明的具有負離子發射功能的陶瓷材料的制備方法包括如下步驟將用于制備陶瓷的常規材料、其它原料、氧化物和強還原劑混合后焙燒，焙燒溫度為1000～1280℃，焙燒時間為8～12小時，然后急冷至10～30℃，按照本發明，最好將焙燒后的產物在3～10分鐘內急冷至10～30℃，即獲得本發明的具有負離子發射功能的陶瓷材料；原料的重量份數為常規材料 3～7份其它原料 1～4份氧化物 1～4份強還原劑 0.5～2份。
所說的制備陶瓷的常規材料選自粘土類、長石類或石英類中的一種或一種以上；粘土類優選高嶺石族、蒙脫石族或伊利石族；長石類優選鉀長石、鈉長石、鈣長石、鋇長石、偉晶化崗巖、霞石己長巖或釉石；石英優選脈石英、石英砂、石英砂巖、石英巖或非晶質二氧化硅；所說的其它原料選自菱鎂礦、白云石、螢石、滑石、蛇紋石、硼砂、金紅石或鋰輝石中的一種或一種以上；所說的氧化物選自氧化鋁、二氧化硅、氧化鐵、氧化鎂或氧化鈦；所說的強還原劑選自CO、氯氣、酒精、碳、煤油或柴油中的一種；采用上述方法制備的具有負離子發射功能的陶瓷材料，具有負離子發射功能，根據需要，可將其粉碎后可用于制備保健紡織品，如鞋、內衣褲、襪、腰肩膝腕的保健、保暖防護用品、服裝內襯材料、床單、床墊、床罩和枕頭等。
本發明的基本原理是這樣的電氣石的化學通式為NaR3Al6[Si6O18][BO3](OH，F)4。
式中R代表金屬陽離子，當R為Mg2+、Fe2+或(Li+加Al+)時，分別構成鎂電氣石、鐵電氣石、鋰電氣石。
本發明利用強還原的方式，使配料在加溫過程中形成Mg2+、Fe2+或(Li+加Al+)，并生成共熔物、熔融物，冷卻后R繼續保持低價，達到產生負離子的目的。
在加熱過程中，強還原劑從氧化物網絡中奪取氧，造成氧化物被還原成低價氧化物，并與Na、Ca結合，造成氧化物向低價態轉變，應采用急冷手段，從而氧化物無時間逆向反應而固化，使其離子保持低價。
采用本發明的方法制備的具有負離子發射功能的陶瓷材料，為白包粉體，白度可達到60度以上，產生的負離子1500/cc以上，產品的表面硬度在7H以下，產品中無放射性元素。
具體實施例方式
實施例1配方(重量份)高嶺石 4.8份菱鎂礦 1.2份二氧化硅 1.9份強還原劑(重量份)氯氣 1-2份將上述的原料混合焙燒，焙燒溫度為1280℃，焙燒時間為12小時，然后在10分鐘內用水急冷至30℃，即獲得具有負離子發射功能的陶瓷材料；采用白度計進行檢測，白度為60度，產品的表面硬度為7H。
將負離子新型陶瓷材料放置在木盒中的一端，另一端放置一個便攜式離子測試儀，陶瓷材料與測試儀之間的間距為10厘米，進行測試，產生的負離子為1500/cc。
便攜式離子計數器為大雄雙漁企業有限公司型號為IC-1000的產品。
實施例2配方(重量份)鉀長石 1份蛇紋石2份氧化鈦 3份強還原劑(重量份)柴油 0.6-1.2份將上述的原料混合焙燒，焙燒溫度為1000℃，焙燒時間為8小時，然后在3分鐘內用水急冷10℃，即獲得具有負離子發射功能的陶瓷材料；采用白度計進行檢測，白度為61度，產品的表面硬度為6H。
將負離子新型陶瓷材料放置在木盒中的一端，另一端放置一個便攜式離子測試儀，陶瓷材料與測試儀之間的間距為10厘米，進行測試，產生的負離子為400/cc。
實施例3配方(重量份)石英砂 4.5份鋰輝石0.1份氧化鐵 4.9份強還原劑(重量份)CO 0.9-1.9份制備方法同實施例1。
采用白度計進行檢測，白度為61度，產品的表面硬度為6H。
將負離子新型陶瓷材料放置在木盒中的一端，另一端放置一個便攜式離子測試儀，陶瓷材料與測試儀之間的間距為10厘米，進行測試，產生的負離子為1490/cc。
權利要求
1.一種具有負離子發射功能的陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟將用于制備陶瓷的常規材料、其它原料和氧化物混合，在有強還原劑條件下焙燒，焙燒溫度為1000～1280℃，焙燒時間為8～12小時，然后急冷至10～30℃，即獲得具有負離子發射功能的陶瓷材料；原料的重量份數為常規材料3～7份其它原料1～4份氧化物 1～4份所說的制備陶瓷的常規材料選自粘土類、長石類或石英類中的一種或一種以上；所說的其它原料選自菱鎂礦、白云石、螢石、滑石、蛇紋石、硼砂、金紅石或鋰輝石中的一種或一種以上。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將焙燒后的產物在3～10分鐘內急冷至10～30℃。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，粘土類選自高嶺石族、蒙脫石族或伊利石族；長石類選自鉀長石、鈉長石、鈣長石、鋇長石、偉晶化崗巖、霞石己長巖或釉石；石英選自脈石英、石英砂、石英砂巖、石英巖或非晶質二氧化硅。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，氧化物選自氧化鋁、二氧化硅、氧化鐵、氧化鎂或氧化鈦。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所說的強還原劑選自CO、氯氣、酒精、碳、煤油或柴油中的一種。
6.根據權利要求1～5任一項所述方法制備的具有負離子發射功能的陶瓷材料。
全文摘要
本發明公開了一種具有負離子發射功能的陶瓷材料及其制備方法。制備方法包括如下步驟將用于制備陶瓷的常規材料、其它原料、氧化物和強還原劑混合后焙燒，焙燒溫度為1000～1280℃，焙燒時間為8～12小時，然后急冷至10～30℃，按照本發明，最好將焙燒后的產物在3～10分鐘內急冷至10～30℃，即獲得本發明的具有負離子發射功能的陶瓷材料。采用本發明的方法制備的具有負離子發射功能的陶瓷材料，白度可達到60度以上，產生的負離子1500/cc以上，產品的表面硬度在7H以下，產品中無放射性元素，可用于制備保健紡織品。
文檔編號C04B35/01GK1769242SQ200510029589
公開日2006年5月10日 申請日期2005年9月13日 優先權日2005年9月13日
發明者陳彥模, 張瑜, 朱美芳, 許云生, 張彥, 陳龍, 彭慶瑞 申請人:東華大學, 上海依福瑞實業有限公司