本发明属于新材料行业中具有高附加值板材领域，具体涉及一种负离子板材及其制备方法。
背景技术：
近年来，随着人们生活水平的提升，开始广泛关注健康、环保。而室内居住环境的安全环保对人的身心健康还是精神状况都有很大的影响。家用板材作为家庭装修装饰必备的材料，其用料、铺设、保养等等环节物料的安全抗菌直接决定了地板的环保与否。目前，市场上的抗菌或杀菌地板多采用具有抑菌功效的化学品在电板材料的表面施加，来发挥杀菌功能。一方面，化学品本身多为无机或有机物的大分子，与人类健康是不相容的；另一方面，这些抗菌的化学品会随着时间延长而损耗失效。如201710937737.x中记载的使用多菌灵、百菌清、链霉素、氧化锌等作为抗菌剂，obpa、氟化钠等作为防霉剂来提升板材的抗菌防霉效果；再如201310146472.3中记载了采用氯氧镁水泥浆料与偏高岭土及磷酸制备改性氯氧镁水泥浆料来改善人造石的抗菌保健效果；再如201811339912.6中是将负离子粉与氨基富勒烯在超声环境中进行混合分散，充分利用氨基富勒烯的疏水性，来减少负离子包埋，使其尽可能裸露在涂料表面，而本身未能提升负离子的释放量。另外，虽然目前市场上也有部分负离子地板但是其能够释放的负离子量极为有限，难以产生有效的杀菌作用。
因此需要提供一种抗菌效果显著且持久，板材强度还要满足要求的负离子地板。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明的目的是提供一种负离子板材及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
（1）将麦饭石、氧化锆研磨粉碎之后，与稀土元素在有机溶剂中进行混合，并在功率为6.5-7.5kw的超声波环境下处理30-60min，使用稀土元素对麦饭石及氧化锆中的负离子进行激活，以得到组合物a；
（2）将多羟基羧酸酯与不饱和型聚酯在有机溶剂中混合后，加入10-15wt%的萤石粉、3-8wt%的磷酸锌、3-5wt%的黑胶粉，以及2-5wt%的分散剂、1-3wt%的消泡剂、5-8wt%的乳化剂，搅拌均匀后制得固含量在40%以上的预涂料b；
（3）将步骤（1）制备得到的组合物a以1：（10-15）的质量比加入步骤（2）中的预涂料b中，并加入2-5wt%的耐热剂，1-3wt%的泡沫铜，搅拌均匀制备得到涂料组合物c；
（4）将步骤（3）中的涂料组合物c均匀布料于表面清理干净、抛光平整的人造石板材表面上，经常规的压光整饰、表面固化、切边除毛刺之后检验入库，即得到负离子板材。
优选的，所述稀土的使用量为15wt%-25wt%。
优选的，所述麦饭石的添加量为20wt%-30wt%。
优选的，所述氧化锆的添加量为5wt%-10wt%。
优选的，所述多羟基羧酸酯为乙酸乙烯酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异冰片酯中的一种或多种。
优选的，所述不饱和型聚酯的结构中含有间苯二甲酸。
优选的，所述多羟基羧酸酯与不饱和型聚酯的摩尔比为5:(1-1.5)。
优选的，所述涂料组合物c的施涂量为100-180g/m2，涂覆厚度为1-5mm。
优选的，所述负离子板材的密度大于3.5×103kg/m3，硬度≥8h，热膨胀系数≤5×10-5，负离子释放量3000-4000个/cm3。
本发明的有益效果：
本发明中通过将麦饭石、氧化锆研磨粉碎之后，与稀土元素在溶剂中进行混合，并在超声波环境中使用稀土对麦饭石及氧化锆中的负离子进行激活，显著提高了麦饭石和氧化锆中的负离子释放效果，比普通板材负离子释放量高出2-4倍。麦饭石、氧化锆以及稀土元素在溶剂的均匀分散下，充分利用超声波的空化效应和振动特性，促进麦饭石、氧化锆的结构疏松化，加速负离子的释放；而且，通过麦饭石、氧化锆可及度的提升，方便了稀土元素进入，从而有效提升负离子的激活效果。
进一步，通过将多羟基羧酸酯与不饱和型聚酯在溶剂中混合后，加入萤石粉、磷酸锌、黑胶粉，以及分散剂、消泡剂、乳化剂，搅拌均匀后制得预涂料b，大幅提升了板材表面涂层的成膜硬度和耐磨效果，有利于板材的长久使用。
另外，泡沫铜作为一种新型多孔功能材料，其具有膨胀消音和微孔消音的作用，将其用于板材涂料中可以有效降低板材踩踏等过程中的使用噪音。此外，本发明在实施过程中，人造石板材的涂覆、压光整饰、表面固化、切边除毛刺、检验入库等技术参数与普通石板材的涂覆加工过程相同。本发明制备的板材一方面结构密实，强度优越，另一方面还可释放负离子，有效改善空气的质量，属于新材料行业中具有高附加值的板材。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种负离子板材的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
（1）将麦饭石、氧化锆研磨粉碎之后，与稀土元素在有机溶剂中进行混合，并在6.5kw的超声波环境下处理60min，使用稀土对麦饭石及氧化锆中的负离子进行激活，以得到组合物a；其中所述稀土的使用量为15wt%，所述麦饭石的添加量为30wt%，所述氧化锆的添加量为5wt%，有机溶剂为50wt%；
（2）将摩尔比为5:1的多羟基羧酸酯与不饱和型聚酯在有机溶剂中混合后，加入10wt%的萤石粉、8wt%的磷酸锌、5wt%的黑胶粉，以及2wt%的分散剂、3wt%的消泡剂、8wt%的乳化剂，搅拌均匀后制得固含量为42%的预涂料b；所述多羟基羧酸酯为乙酸乙烯酯与丙烯酸羟乙酯的混合物，所述不饱和型聚酯的结构中含有间苯二甲酸；
（3）将步骤（1）制备得到的组合物a以1：10的质量比加入步骤（2）中的预涂料b中，并加入5wt%的耐热剂，1wt%的泡沫铜，搅拌均匀制备得到涂料组合物c；
（4）将步骤（3）中的涂料组合物c均匀布料于表面清理干净、抛光平整的人造石板材表面上，经常规的压光整饰、表面固化、切边除毛刺之后检验入库，即得到负离子板材；所述涂料组合物c的施涂量为120g/m2，涂覆厚度为1mm。
所述负离子板材的密度为4.5×103kg/m3，硬度为8h，热膨胀系数为4.5×10-5，负离子释放量约为4000个/cm3。
实施例二
一种负离子板材的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
（1）将麦饭石、氧化锆研磨粉碎之后，与稀土元素在有机溶剂中进行混合，并在功率为7kw的超声波环境下处理45min，使用稀土对麦饭石及氧化锆中的负离子进行激活，以得到组合物a；其中所述稀土的使用量为20wt%，所述麦饭石的添加量为20wt%，所述氧化锆的添加量为10wt%，有机溶剂为50wt%；
（2）将摩尔比为5:1.5的多羟基羧酸酯与不饱和型聚酯在有机溶剂中混合后，加入15wt%的萤石粉、3wt%的磷酸锌、3wt%的黑胶粉，以及5wt%的分散剂、1wt%的消泡剂、5wt%的乳化剂，搅拌均匀后制得固含量为45%的预涂料b；所述多羟基羧酸酯为乙酸乙烯酯与丙烯酸羟乙酯的混合物，所述不饱和型聚酯的结构中含有间苯二甲酸；
（3）将步骤（1）制备得到的组合物a以1：15的质量比加入步骤（2）中的预涂料b中，并加入2wt%的耐热剂，3wt%的泡沫铜，搅拌均匀制备得到涂料组合物c；
（4）将步骤（3）中的涂料组合物c均匀布料于表面清理干净、抛光平整的人造石板材表面上，经常规的压光整饰、表面固化、切边除毛刺之后检验入库，即得到负离子板材；所述涂料组合物c的施涂量为140g/m2，涂覆厚度为3mm。
所述负离子板材的密度为4.0×103kg/m3，硬度为8h，热膨胀系数为4.0×10-5，负离子释放量约为3800个/cm3。
实施例三
一种负离子板材的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
（1）将麦饭石、氧化锆研磨粉碎之后，与稀土元素在有机溶剂中进行混合，并在7.5kw的超声波环境下处理30min，使用稀土对麦饭石及氧化锆中的负离子进行激活，以得到组合物a；其中所述稀土的使用量为25wt%，所述麦饭石的添加量为25wt%，所述氧化锆的添加量为9wt%，有机溶剂为41wt%；
（2）将摩尔比为5:1.2的多羟基羧酸酯与不饱和型聚酯在有机溶剂中混合后，加入12wt%的萤石粉、7wt%的磷酸锌、4wt%的黑胶粉，以及4wt%的分散剂、3wt%的消泡剂、6wt%的乳化剂，搅拌均匀后制得固含量为44%的预涂料b；所述多羟基羧酸酯为乙酸乙烯酯与丙烯酸羟乙酯的混合物，所述不饱和型聚酯的结构中含有间苯二甲酸；
（3）将步骤（1）制备得到的组合物a以1：14的质量比加入步骤（2）中的预涂料b中，并加入4wt%的耐热剂，2wt%的泡沫铜，搅拌均匀制备得到涂料组合物c；
（4）将步骤（3）中的涂料组合物c均匀布料于表面清理干净、抛光平整的人造石板材表面上，经常规的压光整饰、表面固化、切边除毛刺之后检验入库，即得到负离子板材；所述涂料组合物c的施涂量为160g/m2，涂覆厚度为4mm。
所述负离子板材的密度为4.8×103kg/m3，硬度为8h，热膨胀系数为4.7×10-5，负离子释放量约为3500个/cm3。
对比例一
一种负离子板材的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
（1）将麦饭石、氧化锆研磨粉碎之后，与稀土元素在有机溶剂中进行混合，以得到组合物a；其中所述稀土的使用量为15wt%，所述麦饭石的添加量为30wt%，所述氧化锆的添加量为5wt%，有机溶剂为50wt%；
（2）将摩尔比为5:1的多羟基羧酸酯与不饱和型聚酯在有机溶剂中混合后，加入10wt%的萤石粉、8wt%的磷酸锌、5wt%的黑胶粉，以及2wt%的分散剂、3wt%的消泡剂、8wt%的乳化剂，搅拌均匀后制得固含量为42%的预涂料b；所述多羟基羧酸酯为乙酸乙烯酯与丙烯酸羟乙酯的混合物，所述不饱和型聚酯的结构中含有间苯二甲酸；
（3）将步骤（1）制备得到的组合物a以1：10的质量比加入步骤（2）中的预涂料b中，并加入5wt%的耐热剂，1wt%的泡沫铜，搅拌均匀制备得到涂料组合物c；
（4）将步骤（3）中的涂料组合物c均匀布料于表面清理干净、抛光平整的人造石板材表面上，经常规的压光整饰、表面固化、切边除毛刺之后检验入库，即得到负离子板材；所述涂料组合物c的施涂量为120g/m2，涂覆厚度为1mm。
所述负离子板材的密度为4.5×103kg/m3，硬度为8h，热膨胀系数为4.5×10-5，负离子释放量约为800个/cm3。
对比例二
一种负离子板材的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
（1）将麦饭石、氧化锆研磨粉碎之后，与稀土元素在有机溶剂中进行混合，并在功率为7kw的超声波环境下处理45min，使用稀土对麦饭石及氧化锆中的负离子进行激活，以得到组合物a；其中所述稀土的使用量为20wt%，所述麦饭石的添加量为20wt%，所述氧化锆的添加量为10wt%，有机溶剂为50wt%；
（2）将摩尔比为5:1.5的多羟基羧酸酯与不饱和型聚酯在有机溶剂中混合后，加入5wt%的分散剂、1wt%的消泡剂、5wt%的乳化剂，搅拌均匀后制得固含量为45%的预涂料b；所述多羟基羧酸酯为乙酸乙烯酯与丙烯酸羟乙酯的混合物，所述不饱和型聚酯的结构中含有间苯二甲酸；
（3）将步骤（1）制备得到的组合物a以1：15的质量比加入步骤（2）中的预涂料b中，并加入2wt%的耐热剂，3wt%的泡沫铜，搅拌均匀制备得到涂料组合物c；
（4）将步骤（3）中的涂料组合物c均匀布料于表面清理干净、抛光平整的人造石板材表面上，经常规的压光整饰、表面固化、切边除毛刺之后检验入库，即得到负离子板材；所述涂料组合物c的施涂量为140g/m2，涂覆厚度为3mm。
所述负离子板材的密度为4.0×103kg/m3，硬度为5h，热膨胀系数为7.8×10-5，负离子释放量约为3500个/cm3。
对比例三
一种负离子板材的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
（1）将麦饭石、氧化锆研磨粉碎之后，与稀土元素在有机溶剂中进行混合，并在7.5kw的超声波环境下处理30min，使用稀土对麦饭石及氧化锆中的负离子进行激活，以得到组合物a；其中所述稀土的使用量为25wt%，所述麦饭石的添加量为25wt%，所述氧化锆的添加量为9wt%，有机溶剂为41wt%；
（2）将多羟基羧酸酯与有机溶剂中混合后，加入12wt%的萤石粉、7wt%的磷酸锌、4wt%的黑胶粉，以及4wt%的分散剂、3wt%的消泡剂、6wt%的乳化剂，搅拌均匀后制得固含量为44%的预涂料b；所述多羟基羧酸酯为乙酸乙烯酯与丙烯酸羟乙酯的混合物，所述不饱和型聚酯的结构中含有间苯二甲酸；
（3）将步骤（1）制备得到的组合物a以1：14的质量比加入步骤（2）中的预涂料b中，并加入4wt%的耐热剂，2wt%的泡沫铜，搅拌均匀制备得到涂料组合物c；
（4）将步骤（3）中的涂料组合物c均匀布料于表面清理干净、抛光平整的人造石板材表面上，经常规的压光整饰、表面固化、切边除毛刺之后检验入库，即得到负离子板材；所述涂料组合物c的施涂量为160g/m2，涂覆厚度为4mm。
所述负离子板材的密度为4.8×103kg/m3，硬度为7h，热膨胀系数为6.3×10-5，负离子释放量约为2500个/cm3。
由上述实施例1-3和对比例1-3可知，本发明中的板材为了达到卓越的物理硬度、较低的膨胀系数以及高效的负离子释放量，通过超声波环境下激活处理，添加萤石粉、磷酸锌、黑胶粉等硬化料，以及添加了不饱和型聚酯，最终使得板材综合性能较强，满足理化强度的同时，具有较佳的稳定性和抗菌保健效果。
通过上述本发明实施例制得人造板材，一方面结构密实，强度优越，另一方面还可释放负离子，有效改善空气的质量，属于新材料行业中具有高附加值的板材，可广泛用于地板材料、楼梯台阶、地面铺设等等材料领域。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。