阅读说明：本技术 诱生负氧离子的pu面料及其功能粉末和助剂的制作方法 (negative oxygen ion-induced PU fabric and manufacturing method of functional powder and auxiliary agent thereof ) 是由 李潇 于 2019-09-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种诱生负氧离子的PU面料及其功能粉末和助剂的制作方法,其中负氧离子功能粉末的制作方法包括以下步骤：将离子吸附型稀土矿石、富镁纤维状硅酸盐和含水硅酸镁烘焙干燥；利用酸性萃取剂对烘焙干燥后的富镁纤维状硅酸盐和离子吸附型稀土矿石进行萃取,萃取后进行高温烘烤,去除放射性元素；将非晶形的二氧化硅加温,降低其中的可溶性硅酸含量；将含水硅酸镁、富镁纤维状硅酸盐、离子吸附型稀土矿石和二氧化硅,粉碎并混合均匀,得到负氧离子功能粉末。本发明,负氧离子功能助剂的原料成本低,生产出的负氧离子的PU面料,可以源源不断的向空间电离诱生负氧离子,诱生量为2000-5000个/立方厘米,可改善人们的生活空间,净化空气和环境。(The invention discloses a PU fabric capable of inducing negative oxygen ions and a manufacturing method of functional powder and an auxiliary agent thereof, wherein the manufacturing method of the negative oxygen ion functional powder comprises the following steps: baking and drying the ion adsorption type rare earth ore, the magnesium-rich fibrous silicate and the hydrous magnesium silicate; extracting the baked and dried magnesium-rich fibrous silicate and the ion-adsorption type rare earth ore by using an acidic extractant, and then baking at a high temperature to remove radioactive elements; heating amorphous silicon dioxide to reduce the content of soluble silicic acid in the amorphous silicon dioxide; the hydrous magnesium silicate, the magnesium-rich fibrous silicate, the ion adsorption type rare earth ore and the silicon dioxide are crushed and uniformly mixed to obtain the negative oxygen ion functional powder. The raw material cost of the negative oxygen ion functional assistant is low, and the produced negative oxygen ion PU fabric can ionize and induce negative oxygen ions into space continuously, the induction amount is 2000-5000 per cubic centimeter, and the PU fabric can improve living space of people and purify air and environment.)

诱生负氧离子的PU面料及其功能粉末和助剂的制作方法

技术领域

本发明涉及功能面料技术领域，具体涉及一种诱生负氧离子的PU面料及其功能粉末和助剂的制作方法。

背景技术

随着世界人口的增长，对皮革的需求倍增，数量有限的天然皮革早已不能满足需求。为此，PU面料大量地取代了资源不足的天然皮革，广泛应用于箱包、服装、鞋、车辆和家具的装饰等领域。

但是，PU面料的主要原料是聚氨酯，是一种通过化学技术合成的材质，特别是其合成的过程中会使用到有毒的异氰酸酯，因此，PU面料在使用中会散发有害物质，影响身体健康。

同时，人们对健康的重视程度越来越高。而研究表明，被誉为“空气维生素”的小粒径负氧离子对人体具有医疗保健作用，它主要是通过人的神经系统及血液循环能对人的机体生理活动产生影响。其中：负氧离子能使人的大脑皮层抑制过程加强和调整大脑皮层的功能，因此能起到镇静、催眠及降血压作用；负氧离子进入人体呼吸道后，使支气管平滑肌松弛，解除其痉挛；负氧离子进入人体血液，可使红血胞沉降率变慢，凝血时间延长，还能使红血胞和血钙含量增加，白细胞、血钙和血糖下降，疲劳肌肉中乳酸的含量也随之减少。负氧离子能使人体的肾、肝、脑等组织的氧化过程加强，其中脑组织对负氧离子最为敏感。

负氧离子还可使脑组织的氧化过程力度加强，使脑组织获得更多的氧。是对心血管系统的影响。据学者观察，负氧离子有明显扩张血管的作用，可解除动脉血管痉挛，达到降低血压的目的，负氧离子对于改善心脏功能和改善心肌营养也大有好处，有利于高血压和心脑血管疾患病人的病情恢复。是对血液系统的影响。研究证实，负氧离子有使血液变慢、延长凝血时间的作用，能使血中含氧量增加，有利于血氧输送、吸收和利用。

鉴于负氧离子有利于人体的身心健康，因此，负氧离子功能面料的研究也越来越受到重视。如中国发明专利CN 105330893 A公开了一种负氧离子粉及利用其制备慢弹回记忆棉和PU合成革的方法，其中利用负氧离子粉制备PU合成革的制备方法，包括如下步骤：以起毛布为底基，在涂料中加入质量占涂料3％-6％的负氧离子粉混匀后，将所述底基用所述涂料浸渍、涂覆，经凝固、磨面，得到PU合成革。该方案声称负氧离子粉通过铝、硅、硼、铁、钠、钾等元素的合理配比，使得粉释放的负氧离子含量高，远红外线的辐射强度符合国家标准，从而具有优异的保健功能。但是，该方案具有以下缺陷：

(1)负氧离子粉由多种化工原料制备而成，选料复杂，放射性高，造价高，加工工艺繁琐；

(2)并且没有相应的实验数据证明其粉释放的负氧离子含量以及粒径大小，因为只有小粒径的负氧离子才易于透过人体的血脑屏障，发挥其生物效应。

由此可见，该方案存在造价高，小粒径的负氧离子诱生量不足的缺点。

有鉴于此，需要对现有的负氧离子的PU面料及其功能粉末和助剂的制作方法进行改进，以降低负氧离子功能助剂的制造成本，提高小粒径的负氧离子的诱生量，改善人们的生活空间，净化空气和环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的负氧离子的PU面料及其功能和助剂造价高，小粒径的负氧离子诱生量不足的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种负氧离子功能粉末的制作方法，包括以下步骤：

将离子吸附型稀土矿石、富镁纤维状硅酸盐和含水硅酸镁烘焙干燥；

利用酸性萃取剂对烘焙干燥后的富镁纤维状硅酸盐和离子吸附型稀土矿石进行萃取，萃取后进行高温烘烤，去除放射性元素；

将非晶形的二氧化硅加温，降低其中的可溶性硅酸含量；

将所述烘焙干燥后的含水硅酸镁、去除放射性元素后的富镁纤维状硅酸盐和离子吸附型稀土矿石以及二氧化硅，粉碎并混合均匀，得到负氧离子功能粉末。

在上述方法中，所述含水硅酸镁、富镁纤维状硅酸盐、离子吸附型稀土矿石和二氧化硅的重量份数比为3：(3-6):(4-8):(1-2.5)。

在上述方法中，所述含水硅酸镁、富镁纤维状硅酸盐、离子吸附型稀土矿石和二氧化硅的重量份数比为3：6：5：1。

在上述方法中，将所述负氧离子功能粉末与中性水溶性助剂和树脂混合、搅拌，使三者充分混合成为白色胶状物，获得负氧离子功能助剂，三者的重量份数比为(3-5)：(20-30)：(80-92)。

在上述方法中，晶体状的二氧化硅中，可溶性硅酸含量为30％以下。

在上述方法中，利用酸性萃取剂对烘焙干燥后的富镁纤维状硅酸盐和离子吸附型稀土矿石进行萃取时，所用酸性萃取剂的质量为富镁纤维状硅酸盐和离子吸附型稀土矿石质量之和的3-5倍，且酸性萃取剂的浓度为5-15wt％。

在上述方法中，萃取后，富镁纤维状硅酸盐和离子吸附型稀土矿石中的放射性元素的去除率在80％以上。

本发明还提供了一种诱生负氧离子的PU面料的制作方法，包括以下步骤：

选用湿式生产线获得PU材料；

将所述PU材料在清水中充分浸泡，浸泡完毕后，进行第一次蒸汽烘干；

将第一次蒸汽烘干后的PU材料，在负氧离子定型溶液中进行二次浸泡，浸泡完毕后进行第二次蒸汽烘干，得到PU面料，所述负氧离子定型溶液中各组分的重量份数比如下：

中性定型浆液：100；

上述方法制备的负氧离子功能助剂：3-5；

水溶性树脂原液：10-15；

分散剂：2-4；

中性附着剂：3-7；

中性固化剂：4-8。

在上述方法中，第一次蒸汽烘干后，PU材料具备20％的湿度。

在上述方法中，第二次蒸汽烘干时，烘干温度为220度，烘干时长为1分钟，在热压轮表面温度超过200摄氏度的状态下，将压纹轮表面的纹路印制在PU材料的表面上。

与现有技术相比，本发明提供的方案，负氧离子功能助剂的原料成本低，加工工艺简单，生产出的负氧离子的PU面料，可以源源不断的向空间电离诱生负氧离子，诱生量为2000-5000个/立方厘米，可改善人们的生活空间，净化空气和环境。

附图说明

图1为本发明中负氧离子功能助剂的制作方法流程图；

图2为本发明中诱生负氧离子的PU面料的制作方法流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种诱生负氧离子的PU面料及其功能粉末和助剂的制作方法，生产出的负氧离子的PU面料，可以源源不断的向空间电离诱生负氧离子，改善人们的生活空间，净化空气和环境。下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细说明。

为了对本发明的技术方案和实现方式做出更清楚地解释和说明，以下介绍实现本发明技术方案的几个优选的具体实施例。显然，以下所描述的具体实施例仅为本发明的一部分实施例，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做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。

负氧离子功能助剂是负氧离子PU面料生产的先决条件，负氧离子功能助剂的质量决定了PU面料是否可以满足国家对负氧离子PU面料的检测测试，尤其是关于辐射计量的监测要求。

本发明提供的负氧离子功能粉末和助剂的制作方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤110：将离子吸附型稀土矿石、富镁纤维状硅酸盐(如海泡石)和含水硅酸镁(如滑石)进行烘焙干燥处理。

具体作法是：将上述三种原料放入烘干炉或烘烘干机中进行烘焙干燥处理，烘焙温度为60度，烘培时间不低于24小时，使三种原料彻底干燥。

步骤120：利用酸性萃取剂对烘焙干燥后的富镁纤维状硅酸盐和离子吸附型稀土矿石进行萃取，萃取后进行高温烘烤，去除放射性元素，如镭、钍、钾等放射性元素。

具体方法是：采用中强酸性萃取剂(离解常数(Ka≈10))对步骤110得到的富镁纤维状硅酸盐和离子吸附型稀土矿石进行萃取，所用酸性萃取剂的质量为富镁纤维状硅酸盐和离子吸附型稀土矿石质量之和的3-5倍，酸的浓度为5-15wt％(Weight percent，质量百分比)，萃取时间不低于5小时，使得富镁纤维状硅酸盐和离子吸附型稀土矿石在溶液中分散成为颗粒状，待其他杂质沉淀后，再将纯净的富镁纤维状硅酸盐和离子吸附型稀土矿石取出，进行高温烘烤，温度不低于180度，烘烤时间不少于24小时，使其成为灰白色。

通过上述萃取处理，可使镭、钍、钾等放射性元素的去除率达到80％以上。

步骤130：将非晶形的二氧化硅加温，降低二氧化硅中可溶性硅酸的含量。

具体作法是：将非晶形二氧化硅加温，例如加温到300度或350度，此时的二氧化硅具有PH值中性、无毒，悬浮性能好，吸附性能强等优点，同时对α射线的放射性射线具有良好的综合性，增加其半衰期45％。

步骤140：将烘焙干燥后的含水硅酸镁、去除放射性元素后的富镁纤维状硅酸盐和离子吸附型稀土矿石以及二氧化硅，粉碎并混合均匀，得到负氧离子功能粉末。负氧离子功能粉末的粒度不低于1500目。

其中，优选的实施例中，含水硅酸镁、富镁纤维状硅酸盐、离子吸附型稀土矿石和二氧化硅的重量份数比为3:(3-6):(4-8):(1-2.5)。

以下为典型的具体实施例：

具体实施例1。

水硅酸镁，3；

富镁纤维状硅酸盐，5.5；

离子吸附型稀土矿石，4；

二氧化硅，2.5。

具体实施例2。

水硅酸镁，3；

富镁纤维状硅酸盐，3；

离子吸附型稀土矿石，8；

二氧化硅，1。

具体实施例3。

水硅酸镁，3；

富镁纤维状硅酸盐，3.5；

离子吸附型稀土矿石，7；

二氧化硅，1.5。

具体实施例4。

水硅酸镁，3；

富镁纤维状硅酸盐，4；

离子吸附型稀土矿石，6；

二氧化硅，2。

具体实施例5。

水硅酸镁，3；

富镁纤维状硅酸盐，6；

离子吸附型稀土矿石，5；

二氧化硅，1。

优选地，步骤150：将负氧离子功能粉末、中性水溶性助剂与树脂混合、搅拌，使三者充分混合成为白色胶状物，获得负氧离子功能助剂。

该步骤中，搅拌时间不低于1小时，搅拌速率800转/分钟，静止24小时没有沉淀物为合格。

负氧离子功能粉末、中性水溶性助剂和树脂三者的重份数比为(3-5)：(20-30)：(80-92)。

以下为典型的具体实施例：

具体实施例1。

负氧离子功能粉末，5；

中性水溶性助剂，30；

树脂，80。

具体实施例2。

负氧离子功能粉末，5；

中性水溶性助剂，30；

树脂，80。

具体实施例3。

负氧离子功能粉末，4；

中性水溶性助剂，26；

树脂，85。

具体实施例4。

负氧离子功能粉末，4；

中性水溶性助剂，28；

树脂，83。

具体实施例5。

负氧离子功能粉末，3；

中性水溶性助剂，20；

树脂，92。

具体实施例6。

负氧离子功能粉末，5；

中性水溶性助剂，22；

树脂，88。

在上述方案中，离子吸附型稀土矿石又称风化壳残余型稀土矿，是含稀土花岗岩或火山岩经多年风化形成黏土矿物，解离出的稀土离子以水合离子或羟基水合离子吸附在黏土矿物上。矿石多在丘陵地带，为松散的沙黏土，颜色有白色、灰色、红色、黄色。密度为2.0～2.5g/cm³。在矿石中的稀土元素80％～90％呈离子状态吸附在高岭土、埃洛石和水云母等粘土矿物上；吸附在粘土矿物上的稀土阳离子不溶于水或乙醇，但在强电解质溶液中能发生离子交换并进入溶液和具有可逆反应。主要分布在我国江西、广东、湖南、广西、福建等地。

离子吸附型稀土矿石含有稀土元素，稀土元素由于自身具有较高的能量，在与空气接触时，可以诱发空气负离子。另外，稀土中的复合盐也具有将空气中的分子电离的功能，从而增加空气中负离子的浓度。然而，稀土元素同时也具有较强的放射性，会对人体造成一定的伤害。因此，现有技术中的负氧离子发生源都是将电气石、托玛琳石等加入少量的稀土进行复合改性，但是，放射性辐射超标的问题始终无法有效地解决。

本申请中，通过采用中强酸性萃取剂对离子吸附型稀土矿石进行萃取，使射性元素的去除率达到80％以上，因而，本申请方案，可以直接利用稀土诱生负氧离子，无须再使用电气石、托玛琳石等其他原料，减少了原料的选型和用量，简化了生产工艺，降低了成本。

本发明还提供了一种诱生负氧离子的PU面料的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤210：选用湿式生产线获得PU材料。

具体作法是：将聚氨酯树脂的DMF溶液添加各种助剂制成浆料，浸渍或涂覆于基布上，然后放入于溶剂DMF具有亲和性而聚氨酯树脂不亲和的液体中(如水)，溶剂(DMF)被水置换，聚氨酯树脂则因失去溶剂DMF而逐渐凝固，从而形成多孔性的皮膜，即微孔聚氨酯粒面层。

该步骤与现有PU材料的生产方式相同。

步骤220：将从生产线上生产的PU材料在清水池中充分浸泡，浸泡完毕后，进行第一次蒸汽烘干。

具体作法是：将待压纹的PU面料在清水浸泡池中滚动浸泡，浸泡完毕后进行第一次蒸汽烘干，烘干温度100度，烘干时长30秒内，并让此时的PU面料具备20％的湿度，从而不改变PU面料的本身特性。

步骤230：在负氧离子定型溶液中进行二次浸泡，浸泡完毕后压水，并进行第二次蒸汽烘干，烘干温度为220度，烘干时长为1分钟，在热压轮表面温度超过200摄氏度的状态下，将压纹轮表面的纹路印制在PU材料的表面上，得到PU面料。

其中，负氧离子定型溶液中各组分的重量份数配比如下：

中性定型浆液，100；

步骤150制得的负氧离子功能助剂，3-5；

水溶性树脂原液：10-15；

分散剂：2-4；

中性附着剂：3-7；

中性固化剂：4-8。

以上原料中，中性定型浆液、水溶性树脂原液、中性附着剂、中性固化剂是PU产品定型中使用的常规基础原料。

分散剂的添加是为了让以上五种原材料在合成过程中更匀称。

几个典型的具体实施例如下：

具体实施例1。

中性定型浆液，100；

负氧离子功能助剂，3；

水溶性树脂原液：15；

分散剂：2；

中性附着剂：3；

中性固化剂：8。

具体实施例2。

中性定型浆液，100；

负氧离子功能助剂，3.5；

水溶性树脂原液：14；

分散剂：2.5；

中性附着剂：4；

中性固化剂：7。

具体实施例3。

中性定型浆液，100；

负氧离子功能助剂，5；

水溶性树脂原液：13；

分散剂：3；

中性附着剂：5；

中性固化剂：5。

具体实施例4。

中性定型浆液，100；

负氧离子功能助剂，4.5；

水溶性树脂原液：12；

分散剂：3.5；

中性附着剂：6；

中性固化剂：5。

具体实施例5。

中性定型浆液，100；

负氧离子功能助剂，4；

水溶性树脂原液：10；

分散剂：4；

中性附着剂：7；

中性固化剂：6。

现有的诱生负氧离子的材料或面料生产工艺，通常都是将负氧离子功能粉末直接添加使用，这样的使用方式，负氧离子功能粉末的浸润性和附着性较低，因此，生产出的产品，负氧离子的诱生量也较低。

本申请方案中，首先将负氧离子功能粉末、中性水溶性助剂与树脂混合、搅拌，使三者充分混合成为白色胶状物，获得负氧离子功能助剂。然后在后续的生产工艺中，使用负氧离子功能助剂，而不是直接使用负氧离子功能粉末，由于经过了与中性水溶性助剂和树脂和混合处理，负氧离子功能助剂的粘度增加，负氧离子功能粉末的分散性和悬浮性更好，因此在产品上的浸润性和附着性大大提高，从而大大提高了负氧离子的诱生量和使用寿命。

另外，现有技术中所使用的二氧化硅，通常是未经处理的非晶化二氧化硅，这种二氧化硅原料，无论是沉降法制备获得，还是气相法制备获得，其产品都会呈弱酸性，含有少量的可溶性硅酸。这样，制备获得的负氧离子功能粉末，在添加到溶液中后，会使溶液呈弱酸性，而无论是材料生产工艺还是面料生产工艺，弱酸性都会对产品质量产生一定的影响，并且会降低材料成品的电离作用，减少负氧离子的诱生量。

而本申请方案，对于原料二氧化硅首先进行了加温处理，降低了二氧化硅中可溶性硅酸的含量，保证助剂呈中性，从而提高了负氧离子功能助剂的质量，保证了产品可以稳定地源源不断地向空间电离诱生负氧离子。

本发明提供的诱生负氧离子的PU面料的制作方法，具有以下突出的优点：

(1)以硅酸镁、富镁硅酸盐、离子吸附型稀土矿石和二氧化硅为主要原料，原料成本低，负氧离子的诱生量大，辐射计量低。

(2)制作工艺简单，简化了原料种类，降低了生产成本。

(3)采用本发明方法生产出的负氧离子PU面料，可以源源不断地向空间电离诱生负氧离子，诱生量为1200-2500个/cm³，可改善人们的生活空间，净化空气和环境。

根据国家室内车内及环保产品质量监督检验中心的检测结果(检测报告编码：GHHJ-JB-Q-2017-142)，采用本发明方法生产出的负氧离子PU面料，24小时甲醛去除率为69％，测试点距离样品20cm，负氧离子释放量为2.78×10³个/cm³；测试点距离样品60cm，负氧离子释放量为2.66×10³个/cm³。

本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。