[发明专利]具有释放负离子功能的复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料及制备方法，尤其是一种具有释放负离子功能的复合材料及其制备方法。

背景技术

随着工农业、电子信息产业的不断发展，地球环境受到了日益严重的污染，尤为在城市中，空气污染已经达到了惊人的地步。人们向往远离城市的树林、田野、山村、海滨，以追求呼吸清新、富含负氧离子的新鲜空气。负氧离子，简称负离子，是空气分子在高压或强射线作用下电离产生的自由电子被氧气捕获所生成，其被喻为“空气中的维生素”，对人体健康非常有利，具有以下功能：负离子能消除空气中的悬浮微粒、尘瞒、细菌等；负离子能消除苯、甲醛、酮、氨等刺激性气体以及日常生活中剩菜剩饭的酸臭味、香烟等对人体有害的异味；负离子可以有效调节神经系统，改善大脑皮质功能，使脑力活动效率提高；可降低压力，减缓心律；促进血液循环，提高人体抵抗力；有效促进新陈代谢，增强身体组织发育。近期，人们为了获得负氧离子，作了一些尝试和努力，如在2010年10月13日公布的中国发明专利申请文件CN 101857693 A中披露的“一种负离子母料的制备方法”。该申请文件中提及的制备方法为先将负离子助剂和表面处理剂加热并高速搅拌至表面处理剂熔化，再将其冷却并搅拌至室温后球磨粉碎，得到改性负离子助剂，接着，先将改性负离子助剂与有机载体、抗氧剂和润滑剂混合均匀，再将其历经挤出、冷却、切粒和干燥的处理，获得最终产物；其中，负离子助剂为本领域常用的负离子助剂，主要成分为TiO₂，并含有Zn、Ce、Si、Ba、Nb、Th元素。但是，这种负离子母料的制备方法存在着欠缺之处，首先，工艺繁琐，需多次的搅拌、混合，费时、费力，使生产成本难以降低，其次，得到的最终产物仅为无负离子释放量检测结果的颗粒状母料，在将其与高分子基体之一的聚丙烯混合、注塑、挤出制成试件之后，其负离子的释放量也过低，最高仅有1359个/s·cm²。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的欠缺之处，提供一种负离子粉与高分子基体结合牢固的具有释放负离子功能的复合材料。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述具有释放负离子功能的复合材料的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：具有释放负离子功能的复合材料包括高分子基体，特别是，

所述复合材料还含有托玛琳(Na(Mg，Fe，Mn，Li，Al)₃Al₆[Si₆O₁₈](BO)₃₃(OH，F)₄)粉和助剂，所述托玛琳粉、助剂和高分子基体的重量比为5～20∶2～10∶70～93；

所述托玛琳粉的粒径为500nm～3μm；

所述助剂为聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇、十六烷基硫酸钠、十六烷基苯磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或两种以上的混合物；

所述高分子基体为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯类、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺中的一种或两种以上的混合物。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：上述具有释放负离子功能的复合材料的制备方法包括原位合成法或熔融共混法，特别是完成步骤如下：

步骤1，先将托玛琳粉、助剂和水置于球磨机中球磨或乳化机中搅拌剪切至少2h，其中，助剂和水的重量比为2～10∶3～30，得到混合浆料，再将混合浆料置于130～170℃下干燥至少8h，得到粉状中间产物；

步骤2，将粉状中间产物加入到高分子的反应单体中进行原位合成，或将粉状中间产物与高分子基体相混合后置于转矩流变仪中熔融共混至少30min，制得具有释放负离子功能的复合材料。

作为具有释放负离子功能的复合材料的制备方法的进一步改进，所述的球磨的时间为2～4h；所述的球磨时的转速为200～450r/min；所述的乳化机搅拌剪切时的搅拌转速为5000～8000r/min；所述的混合浆料干燥的时间为8～10h。