一种天然释放负离子纳米材料与涂料

原载：hc360慧聪网涂料行业频道 2004-06-23 08:53:01

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【摘要】本文介绍了在嫩江流域发现的一种新型的天然的纳米级材料-嫩江蛋白石页岩，不仅现了他的奇特的功能-蛋白石页岩的纳米级微孔，具有很强的吸附性，而且应用到油漆、涂料中能够释放负离子，可以用来制备环保型健康涂料。
【关键词】蛋白石，超细粉，涂料，环保型
一种天然释放负离子纳米材料的发现与在涂料中应用

所谓负离子就是带电荷的微粒子，其中在空气中浮游的带电荷的微粒子叫空气离子，离子有正、负之分。带正电荷的离子是空气的质量不断恶化，而负离子则相反。负离子对人的健康、及生态的重大影响已为国内外医学界专家通过临床实践所验证。空气中负离子浓度与环境密切相关，在森林、海滨、瀑布等污染少的地方，含有大量的空气负离子，其浓度为污染严重都市的几百倍，在这里人们会感到呼吸舒畅、心旷神怡。负离子还有优良的杀菌功能，其中负氧离子具有较高的活性，能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，且负离子与细菌结合后，可使细菌病毒产生结构的改变或能量的转换，导致细菌病毒的死亡，不再形成新的菌种，从而达到抗菌杀菌的目的。
空气中的分子或原子失去或得到电子后，便形成了带电荷的粒子，故负离子的来源有：以自然条件(宇宙射线、雷电、水的冲击等)形成；人工离子发生器；负离子发生体。负离子发生体即负离子粉，是自然界中含有稀有元素的矿物质经赔烧、研磨等处理而得，可将空气离子化，将其加入到材料中即可制得功能材料。负离子粉具有热电性和压电性，因此在温度和压力的微小变化下，能够引起负离子晶体之间的电势差，这种静电高压可达100万电子伏特，从而形成电场，高压电是电场中的空气发生电离，被击中的电子附着于附近的水和氧分子，使其转化为空气负离子。
在新材料、功能型涂料快速发展的今天，负离子功能涂料作为一种新型的功能性涂料，可以满足人类对室内的生存环境和生活质量越来越高的要求。
l、一种天然释放负离子的纳米材料的发现
1983年北京大学任磊夫教授在齐嫩地区发现由方英石、磷石英、蛋白石组成的一种天然纳米材料-嫩江轻质页岩。这种轻质页岩类由于质轻而得名，学名为蛋白石页岩又名硅藻岩，是一种稀有矿石，目前仅在我国嫩江流域发现。这种矿岩赋存于上白垩系嫩江组(k2n)泥岩、页岩及粉砂岩地层之中，其中深灰色页岩即为矿体，呈层状近水平分布。矿石呈灰色泥质结构，微层理构造、质地轻、硬度、低、均匀粒状易碎。是一种含水非晶质或胶质的活性二氧化硅。其化学组成为Si02.H20，含水量约为1-14％，还含有少量的Fe203、A1203、Mn、Cu和有机杂质等。矿石有大量毛孔状微孔隙，比表面积特别大，可达277.3cm2/g，吸水率为74.4％，孔径在5-20nm之间。主要矿物有方英石、磷石英和蛋白石，少量的蒙脱石、水云母、石英、长石等。矿石孔隙度高，吸水性强，吸附性好，可吸附氯化物、亚硝酸盐、氰化物、Pb、Hg、As等有毒有害物质或元素，并具有较好的脱色和漂白性能，并且，经过测试，发现其具有独特的性能-可以释放负离子，而且不亚于人在郊外、田野的大自然的环境中，这种环境与人体健康关系十分密切，可起到保健作用，能够增强人体免疫力及抗菌力，

如果将它添加到油漆、涂料中，可以开发出前景看好的绿色、健康的环保型产品，直接在室内，现代的人们就可以轻轻松松领略到大自然的舒适的负离子氛围的环境。因此，蛋白石微粉可直接用于涂料、油墨中，并制成聚合物／蛋白石粉复合材料、或者加人到涂料中，可广泛应用在化工、纺织、医疗保健、环境工程、纳米复合材料等许多领域，是一种天然的绿色环境友好材料。也可以创制健康涂料。
表1  嫩江蛋白石的化学成份