本發(fā)明涉及負(fù)氧離子，尤其是涉及一種負(fù)氧離子陰極復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的主動(dòng)型負(fù)氧離子發(fā)生技術(shù)原理主要是將輸入的直流或交流電經(jīng)過特殊處理后，通過脈沖式電路和高壓隔離等線路升為交流高壓，然后通過特殊等級(jí)電子材料整流濾波后得到純凈的直流負(fù)高壓。該直流負(fù)高壓連接到金屬或碳元素制作的釋放尖端，利用尖端直流高壓產(chǎn)生高電暈，高速地放出大量的電子。這些電子無法長久存在于空氣中，立刻會(huì)被空氣中的氧分子捕捉，從而生成空氣負(fù)離子。

2、主動(dòng)型負(fù)氧離子發(fā)生技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，不僅可以用于改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，還可以用于改善汽車等交通工具的乘坐環(huán)境。此外，負(fù)離子發(fā)生器在醫(yī)療、保健等領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用。然而，主動(dòng)型負(fù)氧離子技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)空間存在如下問題：1)負(fù)離子發(fā)生機(jī)需要消耗大量電能，造成能源消耗；2)負(fù)離子在空間存在時(shí)間極短，無法靠機(jī)器實(shí)現(xiàn)空間內(nèi)的負(fù)氧離子全覆蓋；3)負(fù)離子發(fā)生機(jī)長期處于高壓放電轉(zhuǎn)態(tài)，設(shè)備極易損壞，后期維護(hù)成本高；4)負(fù)離子發(fā)生機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生臭氧，不利于健康；5)負(fù)離子發(fā)生機(jī)會(huì)造成噪聲及氣流擾動(dòng)，體驗(yàn)感較差。

3、鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種負(fù)氧離子陰極復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，該復(fù)合材料能夠使納米電氣石最大程度地活化分散，提高了納米電氣石釋放負(fù)氧離子的能力，使空間內(nèi)的負(fù)離子濃度和覆蓋面積大大提高。

2、本發(fā)明的負(fù)氧離子陰極復(fù)合材料，包括如下重量份的組分：改性丙烯酸乳液45-55份，消泡劑0.5-2份，n,n-二甲基-β-羥乙基十八酰胺γ丙基季銨硝酸鹽1.5-2.5份，改性納米電氣石粉25-35份和叔碳酸乙烯酯15-25份。

3、優(yōu)選地，本發(fā)明的負(fù)氧離子陰極復(fù)合材料，包括如下重量份的組分：改性丙烯酸乳液50份，消泡劑1-2份，n,n-二甲基-β-羥乙基十八酰胺γ丙基季銨硝酸鹽2份，改性納米電氣石粉28-30份和叔碳酸乙烯酯17-20份。

4、進(jìn)一步地，改性納米電氣石粉由納米電氣石粉和硼酸鹽組成，納米電氣石粉與硼酸鹽的重量比為(3-5)：(5-7)；納米電氣石粉的粒徑為1000-3000目，例如為2000目。

5、納米電氣石是結(jié)構(gòu)和成分復(fù)雜的含硼硅酸鹽礦物，屬于三方晶系。由于電氣石中存在5個(gè)多面體，當(dāng)作用于晶體表面的壓力或溫度發(fā)生變化時(shí)，其內(nèi)部的多面體將發(fā)生扭曲，其中扭曲最大的是t多面體，因而在垂直于c軸的兩個(gè)晶體端面上出現(xiàn)了極化電荷，宏觀表現(xiàn)為電氣石周圍存在不受外界電場影響的永久性靜電場。

6、當(dāng)作用于晶體表面的壓力或溫度發(fā)生變化時(shí)，外界的應(yīng)力作用或晶體的熱膨脹可使電氣石晶體中的單向極軸c軸發(fā)生極化，晶體中的帶電粒子發(fā)生相對位移，沿c軸方向出現(xiàn)正負(fù)電荷中心偏移，導(dǎo)致晶體總電極矩發(fā)生變化，產(chǎn)生的極化電荷遠(yuǎn)大于自發(fā)極化效應(yīng)，從而使得電氣石具有了壓電效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)，擁有較強(qiáng)的遠(yuǎn)紅外輻射功能。同時(shí)，溫度和壓力變化還會(huì)引起電氣石晶體的電勢差，使周圍空氣發(fā)生電離，被擊中的電子作用于鄰近的水和氧分子并使它轉(zhuǎn)化為負(fù)氧離子。

7、此外，研究表明：納米電氣石粉釋放負(fù)氧離子的能力與其粒徑大小及分布具有極大的關(guān)系；本發(fā)明采用叔碳酸乙烯酯和改性丙烯酸乳液作為低溫分散附著載體并復(fù)配消泡劑，在恒溫超聲波下攪拌能使納米電氣石粉最大程度地活化分散，進(jìn)而提高納米電氣石釋放負(fù)氧離子的能力，使空間內(nèi)的負(fù)離子濃度大大提高。

8、n,n-二甲基-β-羥乙基十八酰胺γ丙基季銨硝酸鹽的分子式如下：

9、

10、n,n-二甲基-β-羥乙基十八酰胺γ丙基季銨硝酸鹽能夠均勻分布在pvc及納米電氣石涂層中，其分子結(jié)構(gòu)及陰離子特性使其能像彈簧一樣將負(fù)氧離子彈射到空氣中，使負(fù)氧離子的分散更加均勻廣闊，顯著提高了空間內(nèi)的負(fù)離子覆蓋面積。此外，n,n-二甲基-β-羥乙基十八酰胺γ丙基季銨硝酸鹽和叔碳酸乙烯酯能夠提高壁布的成膜性，壁布的外觀和品質(zhì)更佳。

11、本發(fā)明還提供上述負(fù)氧離子陰極復(fù)合材料的制備方法，包括：按重量份將各組分混合，隨后在超聲波條件下攪拌均勻；其中，攪拌時(shí)的溫度為30-40℃，攪拌時(shí)間為20-40min。

12、本發(fā)明還提供一種負(fù)氧離子陰極復(fù)合漿料，包括如下重量份的組分：上述負(fù)氧離子陰極復(fù)合材料10-20份和印刷介質(zhì)80-90份；優(yōu)選地，印刷介質(zhì)為水性丙烯酸類印刷介質(zhì)。

13、本發(fā)明還提供上述負(fù)氧離子陰極復(fù)合漿料的制備方法，包括：按重量份將各組分混合后攪拌均勻；優(yōu)選地，攪拌速度為1100-1300r/min，攪拌混合時(shí)間為5-15min。

14、本發(fā)明還提供上述負(fù)氧離子陰極復(fù)合材料或上述負(fù)氧離子陰極復(fù)合漿料在制備被動(dòng)式負(fù)氧離子壁布中的應(yīng)用。

15、本發(fā)明還提供一種被動(dòng)式負(fù)氧離子壁布的制備方法，包括如下步驟：

16、s1：將上述負(fù)氧離子陰極復(fù)合漿料均勻涂布至壁布表面；

17、s2：對涂布后的壁布進(jìn)行干燥、冷卻，制得被動(dòng)式負(fù)氧離子壁布。

18、步驟s1中，負(fù)氧離子陰極復(fù)合漿料的涂布量為20-25g/m2；壁布的制備方法包括：采用壁布涂層組合物制備pvc膜，將制備的pvc膜趁熱熱貼復(fù)合至基布上，通過冷卻輥進(jìn)行冷卻，制得壁布。

19、壁布涂層組合物包括如下重量份的組分：pvc樹脂100份，對苯二甲酸二辛酯(dotp)30-35份，環(huán)氧大豆油4-6份，復(fù)合型鈣鋅穩(wěn)定劑2-3份，石粉18-30份，氫氧化鋁28-32份，環(huán)保阻燃劑4-6份，鈦白粉13-15份和硬脂酸0.2-0.4份。

20、優(yōu)選地，壁布涂層組合物包括如下重量份的組分：pvc樹脂100份，對苯二甲酸二辛酯(dotp)30-32份，環(huán)氧大豆油4-5份，復(fù)合型鈣鋅穩(wěn)定劑2-3份，石粉20-30份，氫氧化鋁28-30份，環(huán)保阻燃劑5份，鈦白粉14份和硬脂酸0.2-0.3份。

21、進(jìn)一步地，復(fù)合型鈣鋅穩(wěn)定劑包括鈣鋅穩(wěn)定劑和鋇鋅穩(wěn)定劑，復(fù)合型鈣鋅穩(wěn)定劑中鈣鋅穩(wěn)定劑與鋇鋅穩(wěn)定劑的質(zhì)量比為1：(1-2)。

22、更具體地，制備壁布包括如下步驟：

23、a)按重量份將壁布涂層組合物中的各組分加入高攪混煉設(shè)備中攪拌混合，制得混合料；

24、b)將混合料輸送至密煉室中進(jìn)行密煉，密煉后輸送至雙輥擠出機(jī)中進(jìn)行混煉，制得混煉物料；

25、c)將混煉物料輸送至壓膜機(jī)進(jìn)行壓膜，將壓膜形成的膜熱貼至基布上，隨后通過冷卻輥進(jìn)行冷卻，再通過凹版印刷機(jī)進(jìn)行印刷和壓花，制得壁布。

26、步驟a)中，在40-50℃下保溫?cái)嚢杌旌?-6min。

27、步驟b)中，在130-140℃下密煉5-10min；混煉時(shí)間為3-5min。

28、步驟c)中，熱貼溫度為165-185℃，優(yōu)選為170-180℃；印刷溫度為100-120℃，壓花溫度為185-205℃，優(yōu)選為200-205℃。

29、上述壁布涂層組合物能夠提高pvc膜的成膜質(zhì)量和與基布之間的貼合效果，貼合的牢固性和耐久性好，提高了壁布的質(zhì)量；同時(shí)，在制備pvc膜的過程中直接趁熱將pvc膜熱貼復(fù)合至基布上，能夠有效避免傳統(tǒng)冷膠復(fù)合時(shí)的voc和靜電的產(chǎn)生，避免了voc和靜電帶來的消耗負(fù)氧離子及影響產(chǎn)品質(zhì)量等不利影響；此外，采用先正常印刷壓花再處理負(fù)氧離子材料的方式，能夠最大限度地利用負(fù)氧離子材料激發(fā)負(fù)氧離子的特性，進(jìn)而提高被動(dòng)式負(fù)氧離子壁布的負(fù)氧離子效果。

30、步驟s2中，根據(jù)壁布紋理深淺程度設(shè)置車速(即印刷輥的線速度)為15-25米/分，優(yōu)選為20-25米/分；溫度為100-150℃，優(yōu)選為130-150℃；干燥溫度為100-120℃，干燥時(shí)間為20-25s。

31、本發(fā)明通過優(yōu)化負(fù)氧離子陰極復(fù)合材料的組成和被動(dòng)式負(fù)氧離子壁布的制備工藝，使用不同的分子材料，利用空氣中的溫度差和壓力差，使材料表面形成負(fù)氧離子，并通過陰極靜電分子官能團(tuán)實(shí)現(xiàn)電子彈射，使負(fù)氧離子能在空間內(nèi)分布得更加開闊；同時(shí)，利用壁布需要整屋裝修的實(shí)用性特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)空間內(nèi)、在不使用電能或其它化學(xué)能的情況下大量被動(dòng)釋放負(fù)氧離子，使整個(gè)空間實(shí)現(xiàn)高負(fù)氧離子環(huán)境，既具有整體空間的和諧與美觀，也具有高負(fù)氧離子的健康環(huán)境，安靜無噪聲，無氣流擾動(dòng)，體驗(yàn)感極佳。