本发明涉及装修材料领域，尤其涉及一种具有发射远红外和释放负离子功能的复合装饰板及其制备方法。
背景技术：
装饰板是一种人造板材，其板面能够设计有各种木纹或图案，光亮平整，色泽鲜艳美观，同时具有较高的耐磨、耐热、耐寒、防火等良好的物理性能，普遍用于室内外的装修。
近几年各种家装、家具市场推出了不同类型不同材质的板材和配套产品，打着健康环保的概念，使消费者眼花缭乱，不知如何选择，不少商家为了使效果好看、快装、成本低达到不当获利目的，特别是市面上的所谓竹木纤维板产品相互竞争激烈，不惜添加有害物质或者直接采用回收的pvc（有害物质含量较高）和石头粉，性能不稳定、使用寿命短，从而使消费者受到不同程度的经济损失和健康危害。由上可知，市面上的室内外装修材料板存在着污染大、不利于健康和产品性能不稳定等问题，而且成本也不低，一般使用的产品树脂配比都比较高。
此外，目前市场上的装饰板其功能也较为单一，缺乏多功能性，产品同质化严重且附加值低，导致利润不高。
现有技术中也有部分装饰板在材料中添加了具有远红外陶瓷等具有发射远红外或释放负离子功能的无机材料，使得装饰板具有相应的功能。但是，现有技术中只是将各种组分简单地进行了组合，其各组分间无法通过相互配合形成协同效应，导致其吸附有害气体、释放负氧离子、发射远红外等功能不够突出。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有发射远红外和释放负离子功能的复合装饰板及其制备方法，本发明中的各组分之间能够通过相互配合形成协同效应，从而大幅提升释放负氧离子、发射远红外以及吸附有害气体等功能的实现。
本发明的具体技术方案为：一种具有发射远红外和释放负离子功能的复合装饰板，包括以下质量百分含量的原料：
云母粉1-95%，
生物炭粉5-91%，
沸石粉1-50%，
树脂1-90%，
分散剂0-10%，
发泡剂0-20%，
调节剂0-20%，
阻燃剂0-10%；
各原料总和为100%。
在本发明配方中：
生物炭中具有大量微小孔隙，能够对空气中甲醛、甲苯、苯、病毒等有害物质具有吸附作用。此外，其还具有调湿和调温功能，当环境湿度大于生物炭时，生物炭就除湿；当环境太干时，生物炭就释出水气，以保持空气干湿平衡。
沸石内部具有很多孔径、均匀的管状孔道和内表面积很大的孔穴，因而具有独特的吸附、筛分、交换阴阳离子以及催化性能，能吸收有机物和重金属离子，调节ph值，同时也是降低生产成本的一种主要填充物。
云母粉具有发射远红外和释放负离子功能。云母是以含硼为特征的铝、钾、铁、锂环状结构的硅酸盐物质，类质同象发育，因其热电性和压电性，使其极性离子在平衡位置振动而引起偶极矩变化产生远红外波段的电磁辐射，形成了较强的辐射宽带，据测试负云母粉体对远红外的发射率为90%以上。
此外，本发明人经过研究发现，其跟生物炭、沸石结合后具有更为恒久的负离子发生功能，究其原理可能如下：云母的成分具有热电性和压电性，因此在有温度和压力变化的情况下（即使微小的变化）即能引起成分晶体之间的电势差，从而使空气发生电离，被击中的电子附着于邻近的水分子并使它转化为空气负离子，即负氧离子。但是，当环境湿度较低时，由于空气中水分子含量较少，因此当空气发生电离时，电子被击中后由于其邻近位置缺乏能够附着的水分子，导致无法顺利转化为负离子并释放空气中去。而在本发明配方体系中，同时含有生物炭和沸石，如前文所述，上述两者均具有出色调湿能力，具有蓄水能力，即使在环境湿度较低的情况下，生物炭和沸石的孔隙中依然吸附有充足的水分，如此就为被击中的电子提供了所附着的对象。并且，在渗透压的作用下，生物炭和沸石中的水分会自动缓释到空气中去，由此，负离子也就同时被释放了。
作为优选，所述云母粉的粒径为10-6000目，所述生物炭粉的粒径为10-200目，所述沸石粉的粒径为10-200目。
作为优选，所述生物炭粉分为孔径为0.5-0.8nm的小孔生物炭粉和孔径为10-50纳米的中孔生物炭粉。
在现有技术中，生物炭具有吸附空气甲醛、苯、甲苯等有害物质以及病毒已是公知常识。通常认为生物炭的孔隙率越高，其对上述物质的吸附能力就越强。但是本发明团队通过研究发现并非如此。单就吸附能力来说，其的确与孔隙率成正比。但是在限定吸附对象的情况下，还需要考虑到吸附对象的体积与孔径大小的关系。经研究，空气中甲醛的分子直径约为0.45nm，苯的分子直径为0.65nm左右，甲苯的分子直径在0.65-0.68nm左右，病毒的直径在10-50nm左右。本发明团队发现，对于上述物质，生物炭的孔径在0.5-0.8nm范围内具有较佳的吸附能力。原因在于，如果孔径过大，虽然仍旧能够吸附上述物质，但是分子是在不断进行微观运动的，在吸附后如果受热、风、光照等的“激活”，被吸附物质的分子运动能力将会大于孔隙对其的吸引力，从而从孔隙中脱附，造成空气的二次污染。而本发明中小孔生物炭的孔径率大于甲醛、苯、甲苯等有害物质，中孔生物炭的孔径略大于部分直径在10-50nm范围的病毒。由于孔径大小只是率大于吸附对象，导致吸附对象在被吸附后收到束缚，相当于被“锁定”在孔隙中，不易逃逸。因此在上述两种特定孔径分布的生物炭粉配合下，其对甲醛、甲苯、苯以及病毒的吸附针对性更强。
此外，作为优选，选用5a沸石与生物炭配合，5a沸石的孔径约为0.5nm，能够对甲醛具有特别好的吸附作用。
作为优选，所述生物炭粉的前驱体选自竹、木、秸秆、茶干、棉花杆和甘蔗渣。
作为优选，所述中孔生物炭粉的制备方法为：
a）、对生物炭粉的前驱体进行脱水、粉碎，然后将其置于炭化炉中，在5-15%的含氧条件下，以15-25℃/min的升温速率加热至150-250℃，保温处理0.5-1h；取出，洗净，干燥，制得初步炭化物。
b）、将10重量份初步炭化物与10-15重量份氢氧化钾混合均匀，在绝氧条件下，先以20-25℃/min的升温速率加热至500-700℃，保温5-7h，然后以25-30℃/min的升温速率继续加热至700-900℃，保温1-2h；取出炭化产物，洗净、干燥、粉碎后得到中孔生物炭粉。
在步骤a）中，竹、木、秸秆、茶干、棉花杆和甘蔗渣等炭前驱体物质中含有大量易挥发物质和杂质，如果直接在绝氧条件下进行炭化，会影响炭化物纯度。为此，本发明对前驱体在绝氧炭化前先在有氧条件下进行除杂。在较低温度的有氧条件下，前驱体中的杂质被氧化烧失，在去除杂质的同时，在前驱体基体上留下了大量空隙，比表面积变大，有利于增大后续炭化过程中与氢氧化钾的接触。需要注意的是要严格控制氧含量，本发明人发现，如果氧含量高于15%则会发生燃烧，而氧含量如果过低则杂质去除不利。
在步骤b）中，分为两个炭化阶段：先以20-25℃/min的升温速率加热至500-700℃，保温5-7h，然后以25-30℃/min的升温速率继续加热至700-900℃，保温1-2h。
在第一阶段，前驱体中的碳源物质在绝氧条件下分解为炭和气体。在该升温过程中，氢氧化钾先与碳反应生成碳酸钾，碳酸钾然后又分解为氧化钾和二氧化碳，温度到达碳源物质的玻璃化转变温度后，其基体柔性较好，上述反应生产的气体在从基体中脱附时能够留下较多的纳米级（10-50nm）孔隙。因此，为了制得孔径分布主要在10-50nm范围的孔径，需要尽量延长第一阶段的炭化时间。在第二阶段，碳源进一步升温后其基体刚性又变强，此时生物炭的结构已基本固定，到达钾的沸点生成钾蒸汽后，蒸气在脱附过程中只能在炭基体上生成尺寸较小的小孔（小于1nm），因此第二阶段的保温时间要进行压缩。此外，升温速率越高，热分解反应也激烈，而较为激烈的反应有利于生产较大尺寸的孔径。因此中控生物炭粉的升温速率要高于小孔生物炭粉。
作为优选，所述小孔生物炭粉的制备方法为：
a）、对生物炭粉的前驱体进行脱水、粉碎，然后将其置于炭化炉中，在5-15%的含氧条件下，以5-15℃/min的升温速率加热至150-250℃，保温处理1-1.5h；取出，洗净，干燥，制得初步炭化物。
b）、将10重量份初步炭化物与5-10重量份氢氧化钾混合均匀，在绝氧条件下，先以5-10℃/min的升温速率加热至500-650℃，保温1-3h，然后以10-15℃/min的升温速率继续加热至750-1000℃，保温3-5h；取出炭化产物，洗净、干燥、粉碎后得到小孔生物炭粉。
由前文可知，第一阶段持续时间越长，有利于生成中孔，而第二阶段持续阶段较长，则有利于生产小孔。为此，在制备小孔生物炭粉时，压缩第一阶段，尽量延长第二阶段，提高0.5-0.8nm级别孔径的百分比。并且与中孔生物炭的升温速率相比，小孔生物炭粉的升温速率较小，有利于生产小孔。
作为优选，所述复合装饰板还包括油茶树杆粉末1-10%。
油茶树杆粉末在制备过程中，受热时会溢出茶树油，有利于提高复合装饰板的韧性，使其不易开裂。
作为优选，所述树脂选自聚氯乙烯、聚酯、聚丙烯、聚乙烯。其中聚氯乙烯最佳。
一种具有发射远红外和释放负离子功能的复合装饰板的制备方法，包括以下步骤：
1）将除云母粉外的原料按比例混合并搅拌均匀；
2）将混合物加热；
3）添加云母粉；
4）继续搅拌加热；
5）挤出成型，冷却裁切。
作为优选，步骤2）中，加热温度为10-300℃，加热时间为2-20min。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：本发明中的各组分之间能够通过相互配合形成协同效应，从而大幅提升释放负氧离子、发射远红外以及吸附有害气体等功能的实现。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
总实施例
一种具有发射远红外和释放负离子功能的复合装饰板，包括以下质量百分含量的原料：
云母粉1-95%，
生物炭粉5-91%，
沸石粉1-50%，
树脂1-90%，
分散剂0-10%，
发泡剂0-20%，
调节剂0-20%，
阻燃剂0-10%；
各原料总和为100%。
作为优选，还可包括油茶树杆粉末1-10%。
作为优选，所述云母粉的粒径为10-6000目，所述生物炭粉的粒径为10-200目，所述沸石粉的粒径为10-200目。
作为优选，所述生物炭粉分为孔径为0.5-0.8nm的小孔生物炭粉和孔径为10-50nm的中孔生物炭粉。
作为优选，所述生物炭粉的前驱体选自竹、木、秸秆、茶干、棉花杆和甘蔗渣。
作为优选，所述中孔生物炭粉的制备方法为：
a）、对生物炭粉的前驱体进行脱水、粉碎，然后将其置于炭化炉中，在5-15%的含氧条件下，以15-25℃/min的升温速率加热至150-250℃，保温处理0.5-1h；取出，洗净，干燥，制得初步炭化物；
b）、将10重量份初步炭化物与10-15重量份氢氧化钾混合均匀，在绝氧条件下，先以20-25℃/min的升温速率加热至500-700℃，保温5-7h，然后以25-30℃/min的升温速率继续加热至700-900℃，保温1-2h；取出炭化产物，洗净、干燥、粉碎后得到中孔生物炭粉。
作为优选，所述小孔生物炭粉的制备方法为：
a）、对生物炭粉的前驱体进行脱水、粉碎，然后将其置于炭化炉中，在5-15%的含氧条件下，以5-15℃/min的升温速率加热至150-250℃，保温处理1-1.5h；取出，洗净，干燥，制得初步炭化物；
b）、将10重量份初步炭化物与5-10重量份氢氧化钾混合均匀，在绝氧条件下，先以5-10℃/min的升温速率加热至500-650℃，保温1-3h，然后以10-15℃/min的升温速率继续加热至750-1000℃，保温3-5h；取出炭化产物，洗净、干燥、粉碎后得到小孔生物炭粉。
作为优选，选自聚氯乙烯、聚酯、聚丙烯、聚乙烯。
上述复合装饰板的制备方法，包括以下步骤：
1）将除云母粉外的原料按比例混合并搅拌均匀；
2）将混合物加热；其中，加热温度为10-300℃，加热时间为2-20min。
3）添加云母粉；
4）继续搅拌加热；
5）挤出成型，冷却裁切。
实施例1
一种具有发射远红外和释放负离子功能的复合装饰板，其成分如下(按重量百分比)：80目的生物炭粉（孔径为0.5-0.8nm和孔径为10-50nm）20%；聚氯乙烯20%；100目的云母粉25%；阻燃剂8%；分散剂3%；200目的5a沸石粉20%；发泡剂1%；调节剂3%。
所述中孔生物炭粉的制备方法为：
a）、对竹子进行脱水、粉碎，然后将其置于炭化炉中，在10%的含氧条件下，以20℃/min的升温速率加热至200℃，保温处理45min；取出，洗净，干燥，制得初步炭化物。
b）、将10重量份初步炭化物与12重量份氢氧化钾混合均匀，在绝氧条件下，先以22℃/min的升温速率加热至600℃，保温6h，然后以26℃/min的升温速率继续加热至800℃，保温1.5h；取出炭化产物，洗净、干燥、粉碎后得到中孔生物炭粉。
所述小孔生物炭粉的制备方法为：
a）、对竹子进行脱水、粉碎，然后将其置于炭化炉中，在10%的含氧条件下，以10℃/min的升温速率加热至200℃，保温处理1.5h；取出，洗净，干燥，制得初步炭化物.
b）、将10重量份初步炭化物与7重量份氢氧化钾混合均匀，在绝氧条件下，先以7℃/min的升温速率加热至600℃，保温2h，然后以12℃/min的升温速率继续加热至850℃，保温4h；取出炭化产物，洗净、干燥、粉碎后得到小孔生物炭粉。
一种具有发射远红外和释放负离子功能的复合装饰板的制造工艺，包括以下步骤：第一步：将其他原料按比例混合并置入搅拌机中搅拌均匀；第二步：加热，加热的温度为300摄氏度，加热的时间为2分钟；第三步：加云母粉，第四步：再高速搅拌加热；第五步：根据模具挤成型冷却裁切，沸石粉的加入可增加吸附和迅速降解消除有毒重金属离子功能。云母和高温炭的结合远红外源源不断的释放对人体健康具有及其重要远红外和负离子。
实施例2
一种具有发射远红外和释放负离子功能的复合装饰板，其成分如下(按重量百分比)：200目的生物炭粉（孔径为0.5-0.8nm和孔径为10-50nm）60%；聚氯乙烯6%；300目的云母粉15%；阻燃剂0.5%；分散剂0.5%；5a沸石粉10%；发泡剂2%，调节剂6%。
所述生物炭粉的前驱体选自竹、木、秸秆、茶干、棉花杆和甘蔗渣。
所述中孔生物炭粉的制备方法为：
a）、对秸秆进行脱水、粉碎，然后将其置于炭化炉中，在5%的含氧条件下，以25℃/min的升温速率加热至150℃，保温处理1h；取出，洗净，干燥，制得初步炭化物。
b）、将10重量份初步炭化物与10重量份氢氧化钾混合均匀，在绝氧条件下，先以20℃/min的升温速率加热至500℃，保温7h，然后以25℃/min的升温速率继续加热至800℃，保温2h；取出炭化产物，洗净、干燥、粉碎后得到中孔生物炭粉。
所述小孔生物炭粉的制备方法为：
a）、对秸秆进行脱水、粉碎，然后将其置于炭化炉中，在5%的含氧条件下，以5℃/min的升温速率加热至150℃，保温处理1.5h；取出，洗净，干燥，制得初步炭化物。
b）、将10重量份初步炭化物与5重量份氢氧化钾混合均匀，在绝氧条件下，先以5℃/min的升温速率加热至500℃，保温3h，然后以10℃/min的升温速率继续加热至750℃，保温5h；取出炭化产物，洗净、干燥、粉碎后得到小孔生物炭粉。
一种具有发射远红外和释放负离子功能的复合装饰板的制造工艺，包括以下步骤：第一步：将其他原料按比例混合并置入搅拌机中搅拌均匀；第二步：加热，加热的温度为150摄氏度，加热的时间为10分钟；第三步：加云母粉，第四步：再高速搅拌加热；第五步：根据模具挤成型冷却裁切。
实施例3
一种具有发射远红外和释放负离子功能的复合装饰板，其成分如下(按重量百分比)：50目的生物炭粉（孔径为0.5-0.8nm和孔径为10-50nm）80%；聚氯乙烯3%；200目的云母份3%；阻燃剂10%；分散剂0.5%；5a沸石粉3%；发泡剂0.1%，调节剂0.4%。
所述生物炭粉的前驱体选自竹、木、秸秆、茶干、棉花杆和甘蔗渣。
所述中孔生物炭粉的制备方法为：
a）、对棉花杆进行脱水、粉碎，然后将其置于炭化炉中，在12%的含氧条件下，以25℃/min的升温速率加热至250℃，保温处理0.5h；取出，洗净，干燥，制得初步炭化物。
b）、将10重量份初步炭化物与15重量份氢氧化钾混合均匀，在绝氧条件下，先以25℃/min的升温速率加热至700℃，保温5h，然后以30℃/min的升温速率继续加热至900℃，保温1h；取出炭化产物，洗净、干燥、粉碎后得到中孔生物炭粉。
作为优选，所述小孔生物炭粉的制备方法为：
a）、对棉花杆进行脱水、粉碎，然后将其置于炭化炉中，在12%的含氧条件下，以15℃/min的升温速率加热至250℃，保温处理1h；取出，洗净，干燥，制得初步炭化物。
b）、将10重量份初步炭化物与10重量份氢氧化钾混合均匀，在绝氧条件下，先以10℃/min的升温速率加热至650℃，保温1h，然后以15℃/min的升温速率继续加热至1000℃，保温3h；取出炭化产物，洗净、干燥、粉碎后得到小孔生物炭粉。
一种具有发射远红外和释放负离子功能的复合装饰板的制造工艺，包括以下步骤：第一步：将其他原料按比例混合并置入搅拌机中搅拌均匀；第二步：加热，加热的温度为200摄氏度，加热的时间为8分钟；第三步：加云母粉，第四步：再高速搅拌加热；第五步：根据模具挤成型冷却裁切。
实施例4
一种具有发射远红外和释放负离子功能的复合装饰板，其成分如下(按重量百分比)：50目的生物炭粉（孔径为0.5-0.8nm和孔径为10-50nm）80%；聚氯乙烯4.8%；200目的云母份1.2%；阻燃剂10%；分散剂0.5%；5a沸石粉3%；发泡剂0.1%，调节剂0.4%。
对实施例4进行检测，5个样的检测结果为：远红外线发射率分别为88.2%，87.8%，87.9%，87.8%和89.3%，负离子释放量为2067ions/cc、2097ions/cc、2041ions/cc、2032ions/cc和2087ions/cc。
由上可知，本发明制得的复合装饰板具有很高的远红外线发射率，并且在较低含量（1.2%）云母的情况下，其负离子释放量可达2000ons/cc以上，降低了成本。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。