CN115594442B - 一种具有远红外抗菌除味的石英石及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有远红外抗菌除味的石英石及其制备工艺，属于人造石技术领域。该石英石的制备原料包括以下重量份的各组分：不饱和聚酯树脂5‑15份、所述不饱和聚酯树脂0.5‑2％含量的固化剂、石英骨料40‑60份、石英粉15‑30份和能够释放太赫兹电磁波的材料5‑10份。本发明的具有远红外抗菌除味的石英石，不添加金属离子和生物抗菌剂等现有抗菌剂，只添加能够释放太赫兹电磁波的材料，具备抗菌和除甲醛等功能。本发明的具有远红外抗菌除味的石英石，抗菌效果好，无毒性，无放射性，绿色安全。

Description

一种具有远红外抗菌除味的石英石及其制备工艺
技术领域
本发明属于人造石技术领域，特别是涉及一种具有远红外抗菌除味的石英石及其制备工艺。
背景技术
石英石是一种人工合成的功能型材料。目前对石英石的功能需求包括，能有效去除空气中对人体有害以及产生异味的物质，比如致癌物质甲醛和苯，以及卫生间臭味物质硫化氢和氨气等气体，能够快速打散有害气体的分子链，持续将这些有害气体分解为无害的二氧化碳和水，净化空气，减少污染，改善居家环境等。
2014年3月底，15位两院院士及近百位专家学者聚首成都，研讨太赫兹科学技术战略发展。“太赫兹”为什么能让众多专家学者聚首研讨？中国科学院院士刘盛纲说，太赫兹是电磁波谱最后处女地，具有独特的优越性及极重要的应用，是新一代产业的科学技术基础。毫米波与红外之间有一段“真空地带”，其频率约为1万亿赫兹，也就是“太赫兹(THz)”，这个极其特殊的波段被认为即将开启“本世纪的又一场科技前沿革命”。太赫兹波在生命科学、材料科学、天文学、大气与环境监测、通讯等多个重要领域会有突破性创新应用。欧美日等先进国家已经将太赫兹技术列为21世纪影响人类的重大技术之一，投入了大量人力物力进行研究，各种创新性成果会陆续公布于世。目前，太赫兹技术应用在监测和通讯等方面的研究较多，也有相应的产品问世，但在抗菌等方面的研究暂时没有，还有待科学工作者加强有关领域的研究。
发明内容
本发明尝试将能够释放太赫兹电磁波的材料添加到石英石中，使得得到的石英石具有持续辐射太赫兹波的能力，具备极好的抗菌和除甲醛等功能，无放射性，绿色安全。
本发明的第一方面在于公开一种具有远红外抗菌除味的石英石，制备原料包括以下重量份的各组分：
不饱和聚酯树脂5-15份、占所述不饱和聚酯树脂0.5-2％重量含量的固化剂、石英骨料40-60份、石英粉15-30份和能够释放太赫兹电磁波的材料5-10份。
在本发明的一些实施方式中，所述能够释放太赫兹电磁波的材料为复合镧系元素氧化物，包括氧化镧、氧化铈和三氧化二镝中的至少两种。
在本发明的一些实施方式中，所述能够释放太赫兹电磁波的材料包括氧化镧、氧化铈和三氧化二镝。
在本发明的一些实施方式中，所述氧化镧、氧化铈和三氧化二镝的重量比例为(1-5)：(1-2)：(1-2)。
在本发明的一些实施方式中，所述氧化镧、氧化铈和三氧化二镝的重量比例为3：2：2。
在本发明的一些实施方式中，所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂、对苯型不饱和聚酯树脂和间苯型不饱和聚酯树脂中的至少一种，可以为晨宝树脂996A-6、晨宝树脂968D和华砻树脂HL-7121-1。
在本发明的一些实施方式中，所述不饱和聚酯树脂为E-44不饱和聚酯树脂，所述固化剂为过氧化-2-乙基已酸叔丁酯。
在本发明的一些实施方式中，所述石英骨料为20-40目的石英颗粒，所述石英粉为300-400目的石英颗粒。
本发明的第二方面在于公开第一方面的具有远红外抗菌除味的石英石的制备工艺，包括以下步骤：
S01，取能够释放太赫兹电磁波的材料，与不饱和聚酯树脂混合；
S02，与石英骨料和石英粉混合；
S03，与固化剂混合；
S04，压制成型，干燥。
在本发明的一些实施方式中，S03中，边搅拌边滴加固化剂。
在本发明的一些实施方式中，S03中，滴加速度为1-2mL/min。
在本发明的一些实施方式中，通过桨叶搅拌器进行混合，通过以下算法进行PID速度控制：
其中，Δu(c)为两次测试速度时间间隔内流速的变化量；Kc为常数，8-12； f(C)为第C次采样时偏差，f(C-1)为第C-1次采样时偏差，f(C-2)为第 C-2次采样时偏差；TI为积分时间，1.0-2.0min；TD为微分时间，1.5-2.0min； TS为采样周期，1.5-2.0s。
通过上述PID速度控制，可以精准的控制搅拌速度，保证混合程度的充分、均一，消除了批次间的***误差。
本发明的有益效果：
本发明的具有远红外抗菌除味的石英石，不添加金属离子和生物抗菌剂等现有抗菌剂，只添加能够释放太赫兹电磁波的材料，具备抗菌和除甲醛等功能。
现有的纳米抗菌粉体等产品由于团聚、表面污染等因素，随着时间的延长，抗菌效果下降甚至消失，而本产品经过测试，可以在产品的寿命周期内都可以保持良好的抗菌效果。
本发明的具有远红外抗菌除味的石英石，抗菌效果好，无毒性，无放射性，绿色安全。
附图说明
图1为本发明的实施例2的抗菌情况。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
若非特别指出，实施例和对比例为组分、组分含量、制备步骤、制备参数相同的平行试验。所述石英骨料为20-40目的石英颗粒，所述石英粉为300-400 目的石英颗粒。所述不饱和聚酯树脂为晨宝树脂996A-6，所述固化剂为过氧化 -2-乙基已酸叔丁酯。
实施例1
一种具有远红外抗菌除味的石英石，制备原料包括以下重量份的各组分：
不饱和聚酯树脂10份、固化剂0.1份、石英骨料50份、石英粉20份、氧化镧5份、氧化铈1份、三氧化二镝1份。
制备工艺：
取氧化镧、氧化铈和三氧化二镝，加入不饱和聚酯树脂，搅拌均匀，加入石英骨料和石英粉，搅拌均匀。边搅拌边滴加固化剂，滴加速度为1.5mL/min，继续搅拌30min。压制成型，干燥。
实施例2
一种具有远红外抗菌除味的石英石，制备原料包括以下重量份的各组分：
不饱和聚酯树脂10份、固化剂0.1份、石英骨料50份、石英粉20份、氧化镧3份、氧化铈2份、三氧化二镝2份。
制备工艺：
取氧化镧、氧化铈和三氧化二镝，加入不饱和聚酯树脂，搅拌均匀，加入石英骨料和石英粉，搅拌均匀。边搅拌边滴加固化剂，滴加速度为1.5mL/min，继续搅拌30min。压制成型，干燥。
实施例3
一种具有远红外抗菌除味的石英石，制备原料包括以下重量份的各组分：
不饱和聚酯树脂10份、固化剂0.1份、石英骨料50份、石英粉20份、氧化镧1份、氧化铈2份、三氧化二镝2份。
制备工艺：
取氧化镧、氧化铈和三氧化二镝，加入不饱和聚酯树脂，搅拌均匀，加入石英骨料和石英粉，搅拌均匀。边搅拌边滴加固化剂，滴加速度为1.5mL/min，继续搅拌30min。压制成型，干燥。
实施例4
一种具有远红外抗菌除味的石英石，制备原料包括以下重量份的各组分：
不饱和聚酯树脂10份、固化剂0.1份、石英骨料50份、石英粉20份、氧化镧5份、氧化铈2份。
制备工艺：
取氧化镧和氧化铈，加入不饱和聚酯树脂，搅拌均匀，加入石英骨料和石英粉，搅拌均匀。边搅拌边滴加固化剂，继续搅拌30min。压制成型，干燥。
实施例5
一种具有远红外抗菌除味的石英石，制备原料包括以下重量份的各组分：
不饱和聚酯树脂10份、固化剂0.1份、石英骨料50份、石英粉20份、氧化镧5份、三氧化二镝2份。
制备工艺：
取氧化镧和三氧化二镝，加入不饱和聚酯树脂，搅拌均匀，加入石英骨料和石英粉，搅拌均匀。边搅拌边滴加固化剂，滴加速度为1.5mL/min，继续搅拌 30min。压制成型，干燥。
实施例6
一种具有远红外抗菌除味的石英石，制备原料包括以下重量份的各组分：
不饱和聚酯树脂10份、固化剂0.1份、石英骨料50份、石英粉20份、氧化铈3.5份、三氧化二镝3.5份。
制备工艺：
取氧化铈和三氧化二镝，加入不饱和聚酯树脂，搅拌均匀，加入石英骨料和石英粉，搅拌均匀。边搅拌边滴加固化剂，滴加速度为1.5mL/min，继续搅拌 30min。压制成型，干燥。
对比例1
与实施例1的区别在于，用氧化银替代三氧化二镝。
实验例1
1.1
取实施例和对比例得到的石英石，按照《JCT 897-2014抗菌陶瓷制品抗菌性能》的方法测试抗菌性能，结果如表1所示。
表1抗菌性能
结果表明，实施例1-3的抗菌效果显著优于实施例4-5和对比例1(P＜0.05)。实施例1-3中，又以实施例2为最优(P＜0.05)。
1.2
取实施例和对比例1得到的石英石，按照《GB/T9266》进行抗菌耐久性能，洗涮液为5％浓度的次氯酸钠消毒液，洗刷次数为500次。
结果表明，实施例2的抗菌耐久性能良好，经过500次洗刷后，对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均保持在99.99％以上，实施例1和3抗菌率的没有显著降低(P＞0.05)。实施例4-6对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率下降幅度为3-4％。对比例1则显著下降到了92.3％和90.5％。
实验例2
取实施例2得到的石英石，按照《GB/T 21603-2008化学品急性经口毒性试验方法》进行急性经口毒性试验。
取样品充分研磨成粉末状。称取5g受试物，加入0.5％羧甲定容到20ml混匀供试。
SPF级KM小鼠：雄性10只，雌性10只，体重范围18-22g。
GB/T21603-2008化学品急性经口毒性试验方法，检测环境：环境温度 20-26℃，相对湿度40-70％。剂量水平：根据方法要求，采用一次限量法(即用 20只动物口服5000mg/kg-BW体重剂量)。
试验步骤：试验前，实验动物禁食过夜，不限制饮水。试验时，称量动物体重，随机分组，经口灌胃1次，每次灌胃量为0.2m1/10g体重，灌胃后继续禁食3h，其后给予正常饮食。染毒后对每只动物进行单独全面的记录，观察实验动物的中毒表现和死亡情况，观察期限为14d。于给药D0、D7和D14称量体重。
结果表明，对SPF级KM小鼠急性经口毒性LD50＞5000mg/kg·BW。
实验例3
取实施例2得到的石英石，按照《GB6566-2010建筑材料放射性核素限量》进行放射性核素限定测定。
结果表明，226Ra、232Th和40K均为0.0Bq/kg。
实验例4
取实施例2得到的石英石，在试验舱内进行净味测定，结果见表2。
表2净味功能
结果表明，能大幅度降低甲醛、氨、苯和硫化氢的含量，去除率均高于50％。
以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种具有远红外抗菌除味的石英石，其特征在于，制备原料由以下重量份的各组分组成：
不饱和聚酯树脂5-15份、占所述不饱和聚酯树脂0.5-2％重量含量的固化剂、石英骨料40-60份、石英粉15-30份和能够释放太赫兹电磁波的材料5-10份；
所述能够释放太赫兹电磁波的材料由氧化镧、氧化铈和三氧化二镝组成；
所述氧化镧、氧化铈和三氧化二镝的重量比例为3：2：2。
2.根据权利要求1所述的具有远红外抗菌除味的石英石，其特征在于，所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂、对苯型不饱和聚酯树脂和间苯型不饱和聚酯树脂中的至少一种，所述固化剂为过氧化-2-乙基已酸叔丁酯。
3.根据权利要求1或2所述的具有远红外抗菌除味的石英石，其特征在于，所述石英骨料为20-40目的石英颗粒，所述石英粉为300-400目的石英颗粒。
4.一种根据权利要求1-3任一所述的具有远红外抗菌除味的石英石的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S01，取能够释放太赫兹电磁波的材料，与不饱和聚酯树脂混合；
S02，与石英骨料和石英粉混合；
S03，与固化剂混合；
S04，压制成型，干燥。
5.根据权利要求4所述的具有远红外抗菌除味的石英石的制备工艺，其特征在于，S03中，边搅拌边滴加固化剂。
6.根据权利要求5所述的具有远红外抗菌除味的石英石的制备工艺，其特征在于，S03中，滴加速度为1-2mL/min。
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