本发明涉及建筑材料制备
技术领域：
，具体涉及一种负离子砖的制备方法。
背景技术：
随着生活水平的提高，人们对装饰材料的要求也从单一的装饰功能朝向多功能方向发展，如空气净化功能、防霾、除甲醛、氨苯、tvoc，消除电磁辐射以及释放对人体健康有益的空气负离子远红外线等。空气负离子也叫负氧离子，是指获得多余电子而带负电荷的氧气离子。它是空气中的氧分子结合了自由电子而形成的。负离子可以使肾、肝、脑等组织氧化过程增强，使肺部吸氧、排出二氧化碳功能增加，减少血糖及肌肉中的乳酸，提高网状内皮层系统的功能，促进体内合成和储存维生素，提高基础代谢，促进蛋白质代谢，加强免疫系统。除此之外，空气负离子还有镇静、催眠的作用。因此，负离子被誉为“人类生命的维生素”。目前，市面上能满足上述功能的装饰材料有很多，如硅藻泥、活性炭，光触媒等，但是又均存在着严重的局限性。硅藻泥、活性炭类吸附材料，虽然对有害物质有一定的吸附性，但应用时间较短，其功能就会因吸附饱和不能脱附再生而失去功能，甚至还会成为二次污染源。光能媒类材料虽然在特定的紫外线uva光源照射下会产生光能媒效应，释放羟基负离子，对有毒的有机物质有强还原氧化作用，但一般的居室内玻璃幕墙对紫外线的阻拦率近90%以上，基本上没有产生光触媒效应的条件。其中，负离子材料由于能够不分昼夜，在有无光照的条件下，24小时能不断的释放空气负离子。在室内装修过程中使用的装潢材料挥发出来的苯、甲醛、酮、氨等刺激性气体以及日常生活中剩菜剩饭酸臭味，香烟等对人体有害的异味，用富含负离子的材料，其释放的空气负离子都能有效地加以消除，达到净化空气的目的，并对金葡萄球菌、大肠杆菌、念珠菌及霉菌等有很好的抑制作用。负离子材料是一种具有压电性和热电性，能够在外界能量的微弱波动下产生电势差，产生电场，出现局部放电效应，使得氧气分子出现带电现象。常见的负离子材料主要有电气石、蛋白石等能量石。随着人们对负离子的深入研究，人们开始将负离子材料应用到陶瓷砖上，目前市场上已经有很多负离子功能瓷砖在销售，负离子陶瓷砖的保健已经被广大消费者接受。目前，市场销售的负离子瓷砖大部分是将负离子材料加入陶瓷釉料中，通过将含负离子的釉料施在瓷砖表面制备而成。但是在负离子材料应用于陶瓷砖体时存在以下问题：由于砖体比重小，坯体的气孔率高，在外部釉层或全抛层气孔率相对更小的情况下，有相当一部分负离子会进入坯体而浪费，降低了负离子的有效释放量，缩短了负离子材料的有效激发时间。另外，由于现有的具有负离子功能的陶瓷砖都是陶质内墙砖，吸水率大多大于10%，烧制温度在1060℃～1160℃时，容易产生釉面针孔吸污变脏，而且不耐磨，一般只能用于墙面。因此，急需发明出一种负离子产生速率快、质轻、吸水率低且利用率高的负离子陶瓷砖。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题，针对目前负离子砖的砖体比重小，坯体的气孔率高，在外部釉层或全抛层气孔率相对更小的情况下，有相当一部分负离子会进入坯体而浪费，降低了负离子的有效释放量，并且具有负离子功能的负离子砖都是陶质内墙砖，吸水率较高，容易产生釉面针孔吸污变脏的缺陷，提供了一种负离子砖的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种负离子砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取电气石置于球磨机中研磨得到电气石颗粒，将电气石颗粒置于坩埚中，向坩埚中加入盐酸，待电气石颗粒在盐酸中充分浸润后，开始对坩埚加热升温，保温蒸发，过滤分离得到滤渣，将滤渣用水洗涤3～5次，得到表面粗糙的电气石颗粒；（2）称取200～300g马齿苋和100～150g荸荠，置于研钵中捣碎，过滤得到滤液，将滤液置于烧杯中，熬煮得到熬煮液，将熬煮液和石油醚混合得到混合液并装入烧杯中，将表面粗糙的电气石颗粒完全浸渍于混合液中，搅拌10～15min，取出浸渍后的电气石颗粒放入烘箱中，加热升温，干燥得到改性电气石颗粒，再将改性电气石颗粒置于研钵中研磨后过标准筛，得到抑菌负离子粉；（3）将8～10根玉米芯用粉碎机粉碎3～4h，得到玉米芯渣，在塑料盆中向玉米芯渣加入400～500ml氢氧化钠溶液和100～150ml硫化钠溶液，对烧杯进行水浴加热升温，蒸煮，待冷却至室温得到浆液，用滤纸过滤去除滤渣得到黑液；（4）向黑液中加入300～400ml硫酸，搅拌析出固体物质，得到悬浮液，将悬浮液置于离心机中，离心分离，去除上清液得到粗木素，将粗木素置于烧杯中，向烧杯中加入400～500ml亚硫酸钠溶液、40～50g抑菌负离子粉、10～15g钛白粉、8～10g微晶玻璃粉，加热升温，保温反应后，继续加热升温，得到负离子釉浆料；（5）按重量份数计，取70～80份膨润土、10～20份钠长石、10～12份钾长石、30～40份页岩颗粒、20～25份硅藻土置于高速分散机中，高速分散，得到预混原料；（6）将预混原料放入油压机中，设定油压压力，加热升温，进行压制成型，得到坯料，将坯料放在室外曝晒干燥3～5天，对坯料表面施釉处理，再置于高温窑中焙烧，自然冷却至室温，出料，得到负离子砖。步骤（1）所述的电气石颗粒粒径为0.1～0.3mm的颗粒，盐酸的质量分数为10%，充分浸润时间为30～45min，对坩埚加热升温为130～150℃，保温蒸发时间为1～2h。步骤（2）所述的熬煮温度为60～70℃，熬煮时间为1～2h，熬煮液和石油醚混合质量比为1:3，烘箱中加热升温为100～120℃，干燥时间为3～5h，所过筛规格为200目。步骤（3）所述的氢氧化钠溶液质量分数为16%，硫化钠溶液质量分数为25%，水浴加热升温为90～100℃，蒸煮时间为2～3h。步骤（4）所述硫酸溶液的质量分数为60%离心转速为3000～3500r/min，离心分离时间为10～12min，亚硫酸钠溶液质量分数为40%，加热升温后温度为70～80℃，保温反应时间为1.0～1.5h，继续加热升温至100～110℃。步骤（5）所述的页岩颗粒粒径为200目，高速分散转速为2000～3000r/min，高速分散时间为13～15min。步骤（6）所述的油压时设定油压压力3～5mpa，加热升温后温度为150～170℃，施釉处理时控制釉层厚度为2～3mm，高温窑中焙烧过程为：以3℃/min的升温速率加热升温至500～550℃，保温30～40min，继续加热升温至1050～1100℃，保温焙烧1～2h。本发明的有益效果是：（1）本发明中通过将电气石表面用酸液粗糙处理，再将马齿苋和荸荠的捣碎得到滤液，将滤液熬煮后与石油醚混合得到混合液，再将表面粗糙的电气石颗粒浸渍于混合液中，经过干燥、研磨得到抑菌负离子粉，再将玉米芯渣用碱液和硫化物提炼出黑液，将黑液酸化中和得到悬浮液，过滤得到粗木素，将粗木素、亚硫酸钠溶液、抑菌负离子粉、钛白粉、微晶玻璃粉混合，加热反应得到负离子釉浆料，以膨润土、钠长石、钾长石、页岩颗粒、硅藻土为预混原料，在高温油压条件下压制得到坯料，再将坯料施釉再焙烧得到负离子砖，本发明从玉米芯中提炼出的木质磺酸钠能降低负离子砖的表面能，使负离子砖表面的微孔不易被污渍覆盖，避免污渍侵入微孔导致堵塞，同时微孔表面的木质磺酸钠可与负离子产生静电吸引作用，使负离子及其抑菌成分牢固吸附在砖体孔隙和釉层，减少负离子的浪费；（2）本发明中的电气石本身具有压释电性和热电效应，因而在外部环境变化的情况下，引发周围的空气电离，产生负氧离子，有抗菌净化环境的优点，本发明改性后的电气石中部分硅酸盐结晶膨胀后会被水洗出，使电气石粉中产生疏松多孔结构，浸泡熬煮液后，微孔布满抗菌物质，因而使电气石抗菌表面积增大，并且电气石粉在施釉过程中形成了一层抑菌薄膜，另有部分木质素被硫化产生疏水基团，电气石粉被木质素包裹，不易被水洗出，可用于地板铺设，拓展了负离子砖的应用范围，应用前景广阔。具体实施方式取电气石置于球磨机中研磨成粒径为0.1～0.3mm的颗粒，得到电气石颗粒，将电气石颗粒置于坩埚中，向坩埚中加入质量分数为10%的盐酸，待电气石颗粒在盐酸中充分浸润30～45min后，开始对坩埚加热升温至130～150℃，保温蒸发1～2h，过滤分离得到滤渣，将滤渣用水洗涤3～5次，得到表面粗糙的电气石颗粒；称取200～300g马齿苋和100～150g荸荠，置于研钵中捣碎，过滤得到滤液，将滤液置于烧杯中，在60～70℃条件下熬煮1～2h后得到熬煮液，按质量比为1:3将熬煮液和石油醚混合得到混合液并装入烧杯中，将表面粗糙的电气石颗粒完全浸渍于混合液中，搅拌10～15min，取出浸渍后的电气石颗粒放入烘箱中，加热升温至100～120℃干燥3～5h，得到改性电气石颗粒，再将改性电气石颗粒置于研钵中研磨后过200目标准筛，得到抑菌负离子粉；将8～10根玉米芯用粉碎机粉碎3～4h，得到玉米芯渣，在塑料盆中向玉米芯渣加入400～500ml质量分数为16%的氢氧化钠溶液和100～150ml质量分数为25%的硫化钠溶液，对烧杯进行水浴加热，升温至90～100℃，蒸煮2～3h，待冷却至室温得到浆液，用滤纸过滤去除滤渣得到黑液；向黑液中加入300～400ml质量分数为60%的硫酸，搅拌析出固体物质，得到悬浮液，将悬浮液置于离心机中，以3000～3500r/min的转速离心，离心分离10～12min，去除上清液得到粗木素，将粗木素置于烧杯中，向烧杯中加入400～500ml质量分数为40%的亚硫酸钠溶液、40～50g抑菌负离子粉、10～15g钛白粉、8～10g微晶玻璃粉，加热升温至70～80℃，保温反应1.0～1.5h后，继续加热升温至100～110℃，得到负离子釉浆料；按重量份数计，取70～80份膨润土、10～20份钠长石、10～12份钾长石、30～40份200目的页岩颗粒、20～25份硅藻土置于高速分散机中，以2000～3000r/min的转速高速分散13～15min，得到预混原料；将预混原料放入油压机中，设定油压压力3～5mpa，加热升温至150～170℃，进行压制成型，得到坯料，将坯料放在室外曝晒干燥3～5天，对坯料表面施釉处理，控制釉层厚度为2～3mm，再置于高温窑中，以3℃/min的升温速率加热升温至500～550℃，保温30～40min，继续加热升温至1050～1100℃，保温焙烧1～2h，自然冷却至室温，出料，得到负离子砖。取电气石置于球磨机中研磨成粒径为0.1mm的颗粒，得到电气石颗粒，将电气石颗粒置于坩埚中，向坩埚中加入质量分数为10%的盐酸，待电气石颗粒在盐酸中充分浸润30min后，开始对坩埚加热升温至130℃，保温蒸发1h，过滤分离得到滤渣，将滤渣用水洗涤3次，得到表面粗糙的电气石颗粒；称取200g马齿苋和100g荸荠，置于研钵中捣碎，过滤得到滤液，将滤液置于烧杯中，在60℃条件下熬煮1h后得到熬煮液，按质量比为1:3将熬煮液和石油醚混合得到混合液并装入烧杯中，将表面粗糙的电气石颗粒完全浸渍于混合液中，搅拌10min，取出浸渍后的电气石颗粒放入烘箱中，加热升温至100℃干燥3h，得到改性电气石颗粒，再将改性电气石颗粒置于研钵中研磨后过200目标准筛，得到抑菌负离子粉；将8根玉米芯用粉碎机粉碎3h，得到玉米芯渣，在塑料盆中向玉米芯渣加入400ml质量分数为16%的氢氧化钠溶液和100ml质量分数为25%的硫化钠溶液，对烧杯进行水浴加热，升温至90℃，蒸煮2h，待冷却至室温得到浆液，用滤纸过滤去除滤渣得到黑液；向黑液中加入300ml质量分数为60%的硫酸，搅拌析出固体物质，得到悬浮液，将悬浮液置于离心机中，以3000r/min的转速离心，离心分离10min，去除上清液得到粗木素，将粗木素置于烧杯中，向烧杯中加入400ml质量分数为40%的亚硫酸钠溶液、40g抑菌负离子粉、10g钛白粉、8g微晶玻璃粉，加热升温至70℃，保温反应1.0h后，继续加热升温至100℃，得到负离子釉浆料；按重量份数计，取70份膨润土、10份钠长石、10份钾长石、30份200目的页岩颗粒、20份硅藻土置于高速分散机中，以2000r/min的转速高速分散13min，得到预混原料；将预混原料放入油压机中，设定油压压力3mpa，加热升温至150℃，进行压制成型，得到坯料，将坯料放在室外曝晒干燥3天，对坯料表面施釉处理，控制釉层厚度为2mm，再置于高温窑中，以3℃/min的升温速率加热升温至500℃，保温30min，继续加热升温至1050℃，保温焙烧1h，自然冷却至室温，出料，得到负离子砖。取电气石置于球磨机中研磨成粒径为0.2mm的颗粒，得到电气石颗粒，将电气石颗粒置于坩埚中，向坩埚中加入质量分数为10%的盐酸，待电气石颗粒在盐酸中充分浸润37min后，开始对坩埚加热升温至140℃，保温蒸发1.5h，过滤分离得到滤渣，将滤渣用水洗涤4次，得到表面粗糙的电气石颗粒；称取250g马齿苋和125g荸荠，置于研钵中捣碎，过滤得到滤液，将滤液置于烧杯中，在65℃条件下熬煮1h后得到熬煮液，按质量比为1:3将熬煮液和石油醚混合得到混合液并装入烧杯中，将表面粗糙的电气石颗粒完全浸渍于混合液中，搅拌13min，取出浸渍后的电气石颗粒放入烘箱中，加热升温至110℃干燥4h，得到改性电气石颗粒，再将改性电气石颗粒置于研钵中研磨后过200目标准筛，得到抑菌负离子粉；将9根玉米芯用粉碎机粉碎3h，得到玉米芯渣，在塑料盆中向玉米芯渣加入450ml质量分数为16%的氢氧化钠溶液和125ml质量分数为25%的硫化钠溶液，对烧杯进行水浴加热，升温至95℃，蒸煮2h，待冷却至室温得到浆液，用滤纸过滤去除滤渣得到黑液；向黑液中加入350ml质量分数为60%的硫酸，搅拌析出固体物质，得到悬浮液，将悬浮液置于离心机中，以3250r/min的转速离心，离心分离11min，去除上清液得到粗木素，将粗木素置于烧杯中，向烧杯中加入450ml质量分数为40%的亚硫酸钠溶液、45g抑菌负离子粉、13g钛白粉、9g微晶玻璃粉，加热升温至75℃，保温反应1.4h后，继续加热升温至105℃，得到负离子釉浆料；按重量份数计，取75份膨润土、15份钠长石、11份钾长石、35份200目的页岩颗粒、23份硅藻土置于高速分散机中，以2500r/min的转速高速分散14min，得到预混原料；将预混原料放入油压机中，设定油压压力4mpa，加热升温至160℃，进行压制成型，得到坯料，将坯料放在室外曝晒干燥4天，对坯料表面施釉处理，控制釉层厚度为2mm，再置于高温窑中，以3℃/min的升温速率加热升温至525℃，保温35min，继续加热升温至1075℃，保温焙烧1h，自然冷却至室温，出料，得到负离子砖。取电气石置于球磨机中研磨成粒径为0.3mm的颗粒，得到电气石颗粒，将电气石颗粒置于坩埚中，向坩埚中加入质量分数为10%的盐酸，待电气石颗粒在盐酸中充分浸润45min后，开始对坩埚加热升温至150℃，保温蒸发2h，过滤分离得到滤渣，将滤渣用水洗涤5次，得到表面粗糙的电气石颗粒；称取300g马齿苋和150g荸荠，置于研钵中捣碎，过滤得到滤液，将滤液置于烧杯中，在70℃条件下熬煮2h后得到熬煮液，按质量比为1:3将熬煮液和石油醚混合得到混合液并装入烧杯中，将表面粗糙的电气石颗粒完全浸渍于混合液中，搅拌15min，取出浸渍后的电气石颗粒放入烘箱中，加热升温至120℃干燥5h，得到改性电气石颗粒，再将改性电气石颗粒置于研钵中研磨后过200目标准筛，得到抑菌负离子粉；将10根玉米芯用粉碎机粉碎4h，得到玉米芯渣，在塑料盆中向玉米芯渣加入500ml质量分数为16%的氢氧化钠溶液和150ml质量分数为25%的硫化钠溶液，对烧杯进行水浴加热，升温至100℃，蒸煮3h，待冷却至室温得到浆液，用滤纸过滤去除滤渣得到黑液；向黑液中加入400ml质量分数为60%的硫酸，搅拌析出固体物质，得到悬浮液，将悬浮液置于离心机中，以3500r/min的转速离心，离心分离12min，去除上清液得到粗木素，将粗木素置于烧杯中，向烧杯中加入500ml质量分数为40%的亚硫酸钠溶液、50g抑菌负离子粉、15g钛白粉、10g微晶玻璃粉，加热升温至80℃，保温反应1.5h后，继续加热升温至110℃，得到负离子釉浆料；按重量份数计，取80份膨润土、20份钠长石、12份钾长石、40份200目的页岩颗粒、25份硅藻土置于高速分散机中，以3000r/min的转速高速分散15min，得到预混原料；将预混原料放入油压机中，设定油压压力5mpa，加热升温至170℃，进行压制成型，得到坯料，将坯料放在室外曝晒干燥5天，对坯料表面施釉处理，控制釉层厚度为3mm，再置于高温窑中，以3℃/min的升温速率加热升温至550℃，保温40min，继续加热升温至1100℃，保温焙烧2h，自然冷却至室温，出料，得到负离子砖。对比例以承德市某公司生产的负离子砖作为对比例对本发明制得的负离子砖和对比例中的负离子砖进行检测，检测结果如表1所示：吸水率测试将本发明制得的负离子砖和对比例中的负离子砖，放在110℃的烘箱中干燥至恒重，取出放至干燥器中冷却至室温，称量g0，然后放于水中浸泡48h，取出称量g1。根据公式e=（g1-g0）/g0×100%计算出吸水率。抗折强度测试采用陶瓷砖数显抗折仪进行测试。耐污染能力测试根据《gb/t3810.14-2016陶瓷砖试验方法第14部分》对本发明制得的负离子砖和对比例中的负离子砖的耐污染性进行测试。释放负离子能力测试采用空气负离子检测仪进行检测。表1性能测定结果测试项目实例1实例2实例3对比例表面及其光泽度表面光滑，光泽度好表面光滑，光泽度好表面光滑，光泽度好表面光滑，光泽度一般表观密度（g/cm3）1.020.990.981.46抗压强度（mpa）46.246.847.027.3抗折强度（mpa）65.568.371.255.3莫氏硬度8887耐磨性（g·cm-2）0.150.130.120.42吸水率（%）0.160.150.130.52负离子释放量（个/cm3）135113691376468防污能力4级4级4级3级由表1数据可知，本发明制得的负离子砖，具有吸水率低、重量轻、机械强度高、导热系数小、防污能力强、耐热防火、无毒无害等特点，且成本低廉，废料利用率高，释放负离子能力强，有助于改善居住环境、活化人体细胞、促进血液循环、增强人体免疫力等多种保健功能，具有重要的市场价值和社会价值。当前第1页12