專利名稱：一種具有分子活化功能的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料技術(shù)，具體為一種具有分子活化功能，有益于節(jié)能與環(huán)境保護(hù)的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料及其制造方法，國際專利分類號擬為Int.Cl.C04B35/00(2006.01)。
背景技術(shù)：
目前，大、中城市的空氣污染，已經(jīng)引起全社會的普遍關(guān)注。一方面，燃料不完全燃燒所排放的煙氣造成城市空氣污染，其中，石油產(chǎn)品燃燒的排放物占很大比例，尤其是汽車、燃油鍋爐及工業(yè)爐等；另一方面，原油價格不斷攀升，石油相關(guān)產(chǎn)品的價格也一路飛漲，燃料的燃燒節(jié)能、減廢技術(shù)特別受到人們的高度關(guān)注。
造成燃油無法完全燃燒的主要原因是分子聚集體是流體分子所具有的普遍現(xiàn)象。燃油是一種聚集性較強(qiáng)的流體物質(zhì)。大部分的燃油分子是以雙聚體、三聚體或多聚體的形式存在的，燃燒時燃油分子聚集體不能及時分散，直接以聚合體的形式反應(yīng)，位于聚合體內(nèi)部的燃油分子沒有完全反應(yīng)就被排放出去，導(dǎo)致了油耗高，煙氣排放多，污染大。因此，如何將燃油分子聚集體減小，是提高燃燒效率的重要手段。
針對這個現(xiàn)象，國際上已經(jīng)出現(xiàn)了許多改進(jìn)燃燒，提高燃燒效率的相關(guān)技術(shù)，主要包括一、改進(jìn)燃燒裝置，即通過改善燃油噴射系統(tǒng)，使燃油霧化質(zhì)量提高，燃燒更完全的技術(shù)，如專利CN1388860、CN1388861和CN1388862所公開的幾種燃料噴射閥裝置或改進(jìn)燃燒裝置，可以明顯改善燃燒狀況，然而它只適用于新開發(fā)的設(shè)備，對正在運(yùn)行的燃燒設(shè)備卻無能為力；二、添加劑技術(shù)，即使用燃油添加劑，使燃料聚集性減弱，提高燃燒質(zhì)量，如專利CN1421512和CN1341700所報道的技術(shù)，但燃料添加劑存在的問題是性能單一，實(shí)際節(jié)油率較低，油溶性差。特別是當(dāng)添加劑中存在有機(jī)鹽存在時，燃燒時不僅易使氣缸磨損，而且燃燒后會出現(xiàn)膠狀物和積碳，易使油路堵塞；若溶劑采用二甲苯時，則易出現(xiàn)致癌殘留物，且節(jié)油率低，不便推廣；三、分子活化技術(shù)，即利用磁場效應(yīng)、遠(yuǎn)紅外線或負(fù)離子活化燃油，將燃油分子細(xì)微化，打散燃油分子聚集體，從而提高燃燒效率的技術(shù)。例如中國專利CN1121560A號文獻(xiàn)公開的一種用于內(nèi)燃機(jī)的磁化節(jié)油器，其磁化腔內(nèi)設(shè)有磁極相對的永磁鐵，燃油從永磁鐵之間的間隙流過，在磁場的作用下，燃油分子間的范德華力減弱，從而使燃燒更完全，達(dá)到節(jié)能、降低排污的作用。美國專利USP5271369提出在燃油進(jìn)入燃燒室之前首先流經(jīng)磁場，利用磁場力作用燃油分子產(chǎn)生核磁共振，燃油分子鏈在頻繁振動過程中逐漸變?nèi)踝罱K斷裂，大分子鏈變?yōu)樾》肿?，從而活化燃油，促進(jìn)燃燒。而后針對磁場的引入方法又經(jīng)歷了長時間的變革，從鐵磁體到電磁體，又到CN2522632Y號專利中介紹的具有波動輻射特性的磁能微粒子等等。但是，這種磁化節(jié)油器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝要求高，且磁場可能引發(fā)燃燒設(shè)備的電路故障。
此外，中國專利CN2581708Y公開了一種高效節(jié)能條技術(shù)，該節(jié)能條由二氧化硅、納米碳酸鈣微粒與載體組成，將節(jié)能條直接貼到汽車進(jìn)油管和進(jìn)氣管外表面后，可實(shí)現(xiàn)汽車節(jié)油和減少尾氣污染物排放。中國專利CN1587185A公開了一種具有活化流體燃料分子及助燃功能的陶瓷材料及其制備方法和用途。該材料主要制成節(jié)能貼的形式，貼于汽車發(fā)動機(jī)進(jìn)油管和進(jìn)氣管外表面。上述兩項技術(shù)產(chǎn)品使用時需要通過管壁，減弱了紅外線對燃油和空氣的活化效果，且產(chǎn)品使用時容易開膠脫落。中國專利CN1356287A報道將具有輻射遠(yuǎn)紅外線功能的陶瓷球、陶瓷制品放入到汽車油箱中，可以有效促進(jìn)燃油燃燒，降低有害氣體排放，但是該陶瓷材料須高溫?zé)Y(jié)成型，耗能大，成本高，使用起來，陶瓷表面易受污染，不便清洗和再生，長期使用存在諸多不便。
另外還有一些紅外節(jié)油裝置，例如中國專利CN1066488A、加拿大專利CANP2344583及美國專利USP5632254等，它們需要安裝在汽車油路上，操作復(fù)雜，極不方便，也容易出現(xiàn)故障。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，設(shè)計一種具有分子活化功能的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料及其制造方法。該復(fù)合材料組分簡單，制造容易，具有環(huán)保、節(jié)油功能，主要用于活化燃油，同時，對燃?xì)?、空氣、水等流體分子也具有活化效果，且成本低，使用方便，效果良好。該復(fù)合材料制造方法對無機(jī)功能材料無需高溫?zé)Y(jié)，工藝簡單，成本低廉，節(jié)約能源，有益環(huán)保。
本發(fā)明解決所述復(fù)合材料技術(shù)問題的技術(shù)方案是設(shè)計一種具有分子活化功能的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料，其質(zhì)量百分比配方為遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體30～50％；高分子材料50～70％；所述的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體為ZL200410062705.2號專利中所設(shè)計的陶瓷材料；或者為專利號為ZL02125487.7所規(guī)定的多功能健康陶瓷粉；所述的高分子材料是指樹脂或塑料中的一種。
本發(fā)明解決所述復(fù)合材料制造方法技術(shù)問題的技術(shù)方案是設(shè)計一種具有分子活化功能的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料的制造方法，該方法包括以下工藝步驟1.遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體的制備將本發(fā)明所述的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體材料加入到球磨機(jī)中，再按粉體總質(zhì)量30～45％的比例加水，球磨至料漿細(xì)度400目以下，然后出料，烘干，600～800℃煅燒后出爐，冷卻至室溫，經(jīng)破碎、球磨、超細(xì)磨，制成平均粒徑小于4微米的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體；2.遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體的改性處理將所得的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體在高速混合機(jī)中干燥，干燥溫度控制在100～110℃，干燥時間為0.5～1.0小時，然后將用量為所述遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體重量0.8～1.0％的有機(jī)硅油直接加入到高速混合機(jī)中，高速強(qiáng)烈攪拌15～30分鐘，即可出料；3.具有分子活化功能的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料的制造將所得改性后的遠(yuǎn)紅外多功能陶瓷粉體與所述高分子材料按本發(fā)明所述的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料質(zhì)量百分比配方的比例復(fù)合，即可制成具有活化分子功能的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合材料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述具有分子活化功能的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料，雖然包括有機(jī)/無機(jī)組分，但組分簡單，制造容易，所設(shè)計的復(fù)合材料可直接加入到燃油系統(tǒng)或油箱之中，不用安裝，因此操作簡單，使用方便，且復(fù)合材料表面不易受污染，便于清洗和再生，性能穩(wěn)定，長期使用可仍然保持良好功效等優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明所述的具有分子活化功能的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料制造方法，由于其對遠(yuǎn)紅外材料進(jìn)行的改性處理工藝，可以改善復(fù)合材料的界面結(jié)合狀況，并且無機(jī)與有機(jī)高分子材料系經(jīng)復(fù)合而制備成型的，無需高溫?zé)Y(jié)(即在最后陶瓷粉體與高分子材料復(fù)合時可在常溫下進(jìn)行，不用燒結(jié)成型)，因此能耗小，成本低，工藝簡單，有益環(huán)保。本發(fā)明所述的復(fù)合材料主要用于燃油設(shè)備的燃料供給系統(tǒng)，加入本發(fā)明復(fù)合材料后，燃油設(shè)備的油耗可明顯降低，煙氣中不完全燃燒產(chǎn)物CO、HC和有害產(chǎn)物SO2、NOX也可明顯減少，具有良好的環(huán)保功效。


圖1為本發(fā)明復(fù)合材料的一種實(shí)施例實(shí)心本體結(jié)構(gòu)(包括a球形、b橢圓型、c紡錘型和d啞鈴型)示意圖；圖2為本發(fā)明復(fù)合材料的一種實(shí)施例本體中心通孔球形結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明復(fù)合材料的一種實(shí)施例本體中心通孔橢圓形結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明復(fù)合材料功能檢測——去離子水表面張力隨時間變化的對比曲線圖。圖4中A表示目前市售產(chǎn)品活化水；B表示本發(fā)明復(fù)合材料活化水；C表示未經(jīng)活化的普通水。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步敘述本發(fā)明本發(fā)明設(shè)計的一種具有分子活化功能有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料(以下簡稱復(fù)合材料)，其質(zhì)量百分比配方為遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體30～50％；高分子材料50～70％；所述的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體為ZL200410062705.2號專利中所設(shè)計的陶瓷材料；或者由專利申請?zhí)枮?2125487.7所規(guī)定的多功能健康陶瓷粉；所述的高分子材料是指樹脂或塑料中的一種。
本發(fā)明所述的復(fù)合材料配方中的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體具有常溫自發(fā)產(chǎn)生紅外線，能夠活化燃油、燃?xì)夥肿?、促進(jìn)燃燒、節(jié)能和減廢的功能，也可以活化空氣分子、水分子等流體分子。其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用壽命長、效果明顯。本發(fā)明所述的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體可以采用發(fā)明人在先設(shè)計的一種陶瓷材料。該陶瓷材料由90～98％的鐵電氣石、鎂電氣石、鋰電氣石、鐵鎂電氣石中的一種或幾種，添加2～10％稀土礦物材料，經(jīng)表面改性工藝處理所得，具體技術(shù)適用于名稱為“具有活化流體燃料分子及助燃功能的陶瓷材料及其制備方法和用途”的ZL200410062705.2號專利技術(shù)。利用其自輻射的遠(yuǎn)紅外線可活化燃油分子，使燃油分子的振動、轉(zhuǎn)動程度加強(qiáng)，分子間力減小，團(tuán)簇微細(xì)化，燃燒更完全、減少污染。相對于申請人的在先專利申請，本發(fā)明是原活化流體燃料分子及助燃功能的陶瓷材料的進(jìn)一步完善和改進(jìn)，使其在具有更明顯的活化效果基礎(chǔ)上，組方更簡單，制備更容易，能耗更低，使用更加方便。
本發(fā)明所述的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體也可以采用發(fā)明人在先另一設(shè)計的陶瓷粉體。該陶瓷粉體的具體技術(shù)適用于名稱為“多功能健康陶瓷材料及其制備方法和用途”的ZL02125487.7號專利技術(shù)。該陶瓷粉已由共同專利權(quán)人山東淄博博納科技發(fā)展有限公司投入實(shí)際生產(chǎn)，市購可得。
本發(fā)明所述復(fù)合材料的制造方法采用如下工藝步驟1.遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體的制備將權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體材料加入到球磨機(jī)中，再按粉體總質(zhì)量30～45％的比例加水，球磨2～2.5小時至料漿細(xì)度400目以下，然后出料，烘干，600～800℃煅燒3～5小時后出爐，冷卻至室溫，經(jīng)破碎、球磨、超細(xì)磨，制成平均粒徑小于4微米的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體；本發(fā)明實(shí)施例所述的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體的平均粒徑優(yōu)選0.1～2.0微米，這主要考慮到此粒徑范圍的陶瓷粉體材料加工難度不大、成本較低，并且陶瓷粉體的紅外輻射率也較高。
2.遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體的改性處理主要工藝是將陶瓷粉體在高速混合機(jī)中干燥除去水分，干燥溫度控制在100～110℃，干燥時間0.5～1.0小時，視陶瓷粉體含水情況而定；然后將有機(jī)硅油直接加入到高速混合機(jī)中，用量為遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體重量的0.8～1.0％，高速強(qiáng)烈攪拌15～30分鐘，即可出料。表面改性主要目的是激發(fā)材料在有機(jī)物波段的吸收峰，以及降低粉體的表面能，有利于后面制備過程中與有機(jī)高分子材料的復(fù)合。
3.具有分子活化功能的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料的制造將所得改性后的遠(yuǎn)紅外多功能陶瓷粉體與所述的樹脂或塑料等高分子材料按本發(fā)明所述的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料質(zhì)量百分比配方的比例復(fù)合，即可制成具有活化分子功能的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合材料。所述的樹脂或塑料等高分子材料均為市購產(chǎn)品。樹脂可以選用鄰苯型樹脂、不飽和聚酯型樹脂或鄰苯型改性不飽和聚酯型樹脂中的任一種，沒有特殊要求。塑料也為常規(guī)工業(yè)塑料。所述有機(jī)/無機(jī)材料的復(fù)合也為現(xiàn)有的工藝方法。
所述的具有活化分子功能的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合材料最后成型的產(chǎn)品是具有一定形狀的單個產(chǎn)品，稱為復(fù)合材料本體。本發(fā)明所述的復(fù)合材料的本體形狀結(jié)構(gòu)實(shí)施例主要包括實(shí)心的球形、橢圓形、紡錘形和啞鈴型等，也包括中心通孔球形結(jié)構(gòu)和中心通孔橢圓形結(jié)構(gòu)等(參加圖1-3)；當(dāng)然，所列復(fù)合材料本體的形狀和大小并不受實(shí)施例的限制，完全可根據(jù)客戶的需要定制。復(fù)合材料本體的形狀和大小由使用條件來決定。
本發(fā)明針對現(xiàn)在存在的問題所研制的復(fù)合材料，選擇優(yōu)質(zhì)天然遠(yuǎn)紅外礦物材料，經(jīng)選料、配料、混料、熱處理、表面改性等工藝，然后與高分子材料復(fù)合而成，無需高溫?zé)Y(jié)，能耗小，制造工藝本身就有益于環(huán)保，而將該復(fù)合材料直接加入到燃燒設(shè)備的油箱或氣箱中，其輻射的遠(yuǎn)紅外射線被燃油或燃?xì)夥肿庸舱裎?，從而可提高燃油或燃?xì)獾撵F化質(zhì)量，燃燒更充分，可實(shí)現(xiàn)在節(jié)能的同時降低廢氣排放，進(jìn)一步有利于環(huán)保。
本發(fā)明所述復(fù)合材料的用途之一是在汽油車、柴油車等機(jī)動車的燃料供給系統(tǒng)的油箱中，直接加入本發(fā)明復(fù)合材料本體，或者串在金屬線上加入到所述的油箱中；添加量約占燃油重量的3.0～4.0％，具有活化汽油、柴油作用，通過遠(yuǎn)紅外線使大分子團(tuán)微細(xì)化，增大燃油與氧氣的接觸幾率，促進(jìn)燃燒完全，節(jié)省燃油、降低CO和炭煙顆粒的排放量。
本發(fā)明所述復(fù)合材料的用途之二是在以各種石油產(chǎn)品為燃料的燃燒設(shè)備如燒柴油，重柴油或重油的鍋爐、工業(yè)爐等供給系統(tǒng)的油箱中，直接加入本發(fā)明復(fù)合材料本體；添加量約占燃油重量的4.0～6.0％，具有活化燃油分子，促進(jìn)燃燒完全，節(jié)能減廢的作用。
本發(fā)明所述復(fù)合材料的用途之三是在以天然氣、煤氣等氣體為燃料的供給系統(tǒng)以及各種燃燒設(shè)備的空氣供給系統(tǒng)中，直接加入本發(fā)明復(fù)合材料本體；添加量約占燃?xì)庵亓康?.0～3.0％，具有活化氣體分子的功能，從而使燃燒更完全，降低有害氣體的排放，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。
本發(fā)明所述復(fù)合材料的用途之四是在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和民用供水系統(tǒng)中，直接加入本發(fā)明復(fù)合材料本體；添加量約占水重量的3.0～5.0％，可以活化水分子，減小水的團(tuán)簇，降低水的締合度，使水有利于人體健康和植物生長。
本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
下面給出本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明不受實(shí)施例的限制。
實(shí)施例1(1).復(fù)合材料配方(質(zhì)量％，下同)為遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體50％，樹脂50％。所述的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體配方為鎂電氣石60％、鐵電氣石35％、獨(dú)居石5％。
(2).復(fù)合材料的制造方法采用ZL200410062705.2號專利方法所設(shè)計的陶瓷材料制備方法制造，即將優(yōu)選的原料鎂電氣石、鐵電氣石、獨(dú)居石按配比混合，加入到球磨機(jī)中，然后按粉體總重量30％的比例加水，濕磨3.5小時，出料烘干，在還原氣氛下600℃熱處理5小時，冷卻后，破碎，用球磨機(jī)干磨1小時，制成遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體。接著用有機(jī)硅油對遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體進(jìn)行表面改性，主要步驟是將陶瓷粉體在高速混合機(jī)中干燥除去水分，干燥溫度控制為100℃，時間1小時，然后將有機(jī)硅油直接加入到高速混合機(jī)中，用量為陶瓷粉體重量的1.0％，高速強(qiáng)烈攪拌30分鐘，出料。然后將改性了的陶瓷粉體和熔融樹脂按比例1∶1混合，加入1％的樹脂固化劑(市售產(chǎn)品，下同)，2％的樹脂促進(jìn)劑(市售產(chǎn)品，下同)，攪拌后在球形模具中注型，制成球形的復(fù)合材料本體，再在真空干燥箱內(nèi)加熱到40℃，時間1.5小時，排除復(fù)合材料本體內(nèi)的氣泡即得。
(3).復(fù)合材料的應(yīng)用，將本實(shí)施例所制備球形復(fù)合材料本體4g加入到100g的0#柴油中，測試其表面張力、閃點(diǎn)及粘度的變化。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，柴油表面張力從原始狀態(tài)的27.198mN/m降到了26.524mN/m，閃點(diǎn)從原始狀態(tài)的65.5℃降到64.0℃，粘度由原始狀態(tài)的2.4827mm2/s降到了2.3907mm2/s。
實(shí)施例2
(1).復(fù)合材料配方為遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體30％，樹脂70％。所述的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體配方為鎂電氣石60％、鐵電氣石35％、獨(dú)居石5％。
(2).復(fù)合材料的制造方法采用ZL200410062705.2號專利方法所設(shè)計的陶瓷材料制備方法制造，即將優(yōu)選的原料鎂電氣石、鐵電氣石、獨(dú)居石按配比混合，加入到球磨機(jī)中，然后按粉體總重量35％的比例加水，濕磨3小時，出料烘干，在還原氣氛下650℃熱處理4.5小時，冷卻后，破碎，用球磨機(jī)干磨1小時，制成遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體。接著用有機(jī)硅油對遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體進(jìn)行表面改性，主要步驟是將陶瓷粉體在高速混合機(jī)中干燥除去水分，干燥溫度控制為105℃，時間0.8小時，然后將有機(jī)硅油直接加入到高速混合機(jī)中，用量為陶瓷粉體重量的0.9％，高速強(qiáng)烈攪拌20分鐘，出料。然后將改性了的陶瓷粉體和熔融樹脂按比例3∶7混合，加入1.5％的樹脂固化劑，2％的樹脂促進(jìn)劑，攪拌后在15mm的球形中孔模具中注型，制成球形的復(fù)合材料本體，再在真空干燥箱內(nèi)加熱到45℃，時間1.3小時，排除復(fù)合材料本體內(nèi)的氣泡即得。
(3).復(fù)合材料的應(yīng)用，將本實(shí)施例所制備的15mm球形復(fù)合材料本體35粒，用金屬線串在一起，固定，并加入到容積為15L的鍋爐油箱中，以活化柴油，通過輻射遠(yuǎn)紅外線使柴油霧化質(zhì)量提高，促進(jìn)燃燒完全，節(jié)省燃油，降低污染物。
多次對比試驗(yàn)表明節(jié)油率為0.66～2.41％，煙氣中CO、NO含量分別降低了15.9～21.9％、3.4～8.0％。低成本下節(jié)能和環(huán)保效果明顯。
實(shí)施例3(1).復(fù)合材料配方為遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體50％，樹脂50％。所述的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體配方為鎂電氣石50％、鐵電氣石40％、鈉長石10％。
(2).復(fù)合材料的制造方法采用ZL02125487.7號專利方法所設(shè)計的陶瓷材料制備方法制造，即將優(yōu)選的原料鎂電氣石、鐵電氣石、鈉長石按配比混合，加入到球磨機(jī)中，然后按粉體總重量40％的比例加水，濕磨3小時，出料烘干，在還原氣氛下700℃熱處理4小時，冷卻后，破碎，用球磨機(jī)干磨1小時，制成遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體。接著用有機(jī)硅油對遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體進(jìn)行表面改性，主要步驟是將陶瓷粉體在高速混合機(jī)中干燥除去水分，干燥溫度控制為110℃，時間0.5小時，然后將有機(jī)硅油直接加入到高速混合機(jī)中，用量為陶瓷粉體重量的0.8％，高速強(qiáng)烈攪拌15分鐘，出料。然后將改性了的陶瓷粉體和熔融樹脂按比例1∶1混合，加入1％的樹脂固化劑，2％的樹脂促進(jìn)劑，攪拌后在15mm的球形中孔模具中注型。制成球形的復(fù)合材料本體，再在真空干燥箱內(nèi)加熱到50℃，時間1.2小時，排除復(fù)合材料本體內(nèi)的氣泡即得。
(3).本實(shí)施例應(yīng)用同于實(shí)施例2。
多次對比試驗(yàn)表明節(jié)油率為1.83～4.00％，煙氣中CO、NO排放量分別降低了7.0～11.7％、18.3～34.3％。
實(shí)施例4(1).復(fù)合材料配方為遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體40％，樹脂60％。所述的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體配方為鎂電氣石60％、鐵電氣石35％、獨(dú)居石5％。
(2).復(fù)合材料的制造方法采用ZL200410062705.2號專利方法所設(shè)計的陶瓷材料制備方法制造，即將優(yōu)選的原料鎂電氣石、鐵電氣石、獨(dú)居石按配比混合，加入到球磨機(jī)中，然后按粉體總重45％的比例加水，濕磨3.5小時，出料烘干，在還原氣氛下750℃熱處理3.5小時，冷卻后，破碎，用球磨機(jī)干磨1小時，制成遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體。接著用有機(jī)硅油對遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體進(jìn)行表面改性，主要步驟是將陶瓷粉體在高速混合機(jī)中干燥除去水分，干燥溫度控制為110℃，時間0.5小時，然后將有機(jī)硅油直接加入到高速混合機(jī)中，用量為陶瓷粉體重量的0.8％，高速強(qiáng)烈攪拌30分鐘，出料。然后將改性了的陶瓷粉體和熔融樹脂按比例4∶6混合，加入1％的樹脂固化劑，2％的樹脂促進(jìn)劑，攪拌后在15mm的球形中孔模具中注型。制成球形的復(fù)合材料本體，再在真空干燥箱內(nèi)加熱到55℃，時間1小時，排除復(fù)合材料本體內(nèi)的氣泡即得。
(3).本實(shí)施例應(yīng)用同于實(shí)施例2。
多次對比試驗(yàn)表明節(jié)油率為2.87～4.94％，煙氣中CO、NO的含量分別降低了15.0～31.8％和14.0～19.9％。低成本下節(jié)能和環(huán)保效果明顯。
實(shí)施例5(1).復(fù)合材料配方為多功能健康陶瓷粉40％，塑料60％。所述的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體配方為鎂電氣石50％、鐵電氣石40％、蒙托石10％。
(2).復(fù)合材料的制造方法采用ZL02125487.7號專利方法所設(shè)計的陶瓷材料制備方法制造，即將優(yōu)選的原料鎂電氣石、鐵電氣石、蒙托石按配比混合，加入到球磨機(jī)中，然后按粉體總重量40％的比例加水，濕磨3小時，出料烘干，在還原氣氛下800℃熱處理3小時，冷卻后，破碎，用球磨機(jī)干磨1小時，制成遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體。接著用有機(jī)硅油對遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體進(jìn)行表面改性，主要步驟是將陶瓷粉體在高速混合機(jī)中干燥除去水分，干燥溫度控制為105℃，時間0.8小時，然后將有機(jī)硅油直接加入到高速混合機(jī)中，用量為陶瓷粉體重量的1.0％，高速強(qiáng)烈攪拌30分鐘，出料。然后將改性后的陶瓷粉體和熔融塑料按比例4∶6混合，攪拌均勻，制成具有活化功能的母粒，最后將熔融塑料和母?；旌蠑嚢?，注塑成型為球形復(fù)合材料本體。
(3).本實(shí)施例做如下對比應(yīng)用將本實(shí)施例所制備球形復(fù)合材料2g加入到50g的去離子水中，同時取市售同類產(chǎn)品2g加入到50g的去離子水中，用德國Data physics公司生產(chǎn)的DCAT21型表面/界面張力儀測試水的表面張力。
測試結(jié)果表明，加入本發(fā)明材料后，水的表面張力由71.427mN/m降到了68.033mN/m，與市售同類產(chǎn)品比較，具有明顯的效果(參見附圖4)。
實(shí)施例6(1).復(fù)合材料配方為遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體40％，樹脂60％。所述的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體配方為鎂電氣石60％、鐵電氣石35％、獨(dú)居石3％、鈉閃石2％。
(2).復(fù)合材料的制造方法采用ZL200410062705.2號專利方法所設(shè)計的陶瓷材料制備方法制造，即將優(yōu)選的原料鎂電氣石、鐵電氣石、獨(dú)居石、鈉閃石按配比混合，加入到球磨機(jī)中，然后按粉體總重40％的比例加水，濕磨3小時，出料烘干，在還原氣氛下750℃熱處理3.5小時，冷卻后，破碎，用球磨機(jī)干磨1小時，制成遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體。接著用有機(jī)硅油對遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體進(jìn)行表面改性，主要步驟是將陶瓷粉體在高速混合機(jī)中干燥除去水分，干燥溫度控制為110℃，時間0.5小時，然后將有機(jī)硅油直接加入到高速混合機(jī)中，用量為陶瓷粉體重量的1.0％，高速強(qiáng)烈攪拌30分鐘，出料。然后將改性了的陶瓷粉體和熔融樹脂按比例4∶6混合，加入1％的樹脂固化劑，2％的樹脂促進(jìn)劑，攪拌后在20mm的球形中孔模具中注型。制成球形的復(fù)合材料本體，再在真空干燥箱內(nèi)加熱到55℃，時間1小時，排除復(fù)合材料本體內(nèi)的氣泡即得。
(3).復(fù)合材料的應(yīng)用，把復(fù)合材料本體35粒，用金屬線串在一起，固定，加入到容積為20L的臺架發(fā)動機(jī)油箱中(燃料為90#汽油)，同時在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管中也加入10粒所述復(fù)合材料本體。進(jìn)行發(fā)動機(jī)負(fù)荷特性對比試驗(yàn)和怠速排放對比試驗(yàn)，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速分別為2000r/min、2500r/min和3000r/min；怠速時轉(zhuǎn)速分別為650r/min和1500r/min。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，通過對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速2000r/min、2500r/min和3000r/min轉(zhuǎn)速下各工況點(diǎn)加裝試樣前后燃油消耗值的累計求和，所得到的在上述轉(zhuǎn)速下的燃油消耗率分別降低2.8％、3.1％和3.7％。650r/min怠速轉(zhuǎn)速下，CO降低率20％，HC降低率28％；1500r/min怠速轉(zhuǎn)速下，CO降低率25％，HC降低率30％。低成本下節(jié)能和環(huán)保效果明顯。
實(shí)施例7(1).復(fù)合材料配方為所述多功能健康陶瓷粉35％，樹脂65％。所述的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體配方為鎂電氣石60％、鐵電氣石35％、蒙托石3％、鈉閃石2％。
(2).復(fù)合材料的制造方法采用ZL02125487.7號專利方法所設(shè)計的陶瓷材料制備方法制造，即將優(yōu)選的原料鎂電氣石、鐵電氣石、蒙托石、鈉閃石按配比混合，加入到球磨機(jī)中，然后按粉體總重40％的比例加水，濕磨3小時，出料烘干，在還原氣氛下750℃熱處理3.5小時，冷卻后，破碎，用球磨機(jī)干磨1小時，制成遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體。接著用有機(jī)硅油對遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體進(jìn)行表面改性，主要步驟是將陶瓷粉體在高速混合機(jī)中干燥除去水分，干燥溫度控制為100℃，時間1小時，然后將有機(jī)硅油直接加入到高速混合機(jī)中，用量為陶瓷粉體重量的1.0％，高速強(qiáng)烈攪拌30分鐘，出料。然后將改性了的陶瓷粉體和熔融樹脂按比例4∶6混合，加入1％的樹脂固化劑，2％的樹脂促進(jìn)劑，攪拌后在10mm的球形模具中注型。制成球形的復(fù)合材料本體，再在真空干燥箱內(nèi)加熱到55℃，時間1小時，排除復(fù)合材料本體內(nèi)的氣泡即得。
(3).復(fù)合材料的應(yīng)用，分別把復(fù)合材料本體10粒，加入到天然氣燃燒裝置的燃料供給和空氣供給管路中，測試其節(jié)能與環(huán)保效果。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明燃料節(jié)約率達(dá)到3.54～5.55％，煙氣中CO含量降低了24％，SO2含量降低了32％。低成本下節(jié)能與環(huán)保效果明顯。
權(quán)利要求
1.一種具有分子活化功能的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料，其質(zhì)量百分比配方為遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體30～50％；高分子材料50～70％；所述的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體為ZL200410062705.2號專利中所設(shè)計的陶瓷材料；或者為專利號為ZL02125487.7所規(guī)定的多功能健康陶瓷粉；所述的高分子材料是指樹脂或塑料中的一種。
2.一種具有分子活化功能的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料的制造方法，該制造方法采用以下工藝步驟(1).遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體的制備將權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體材料加入到球磨機(jī)中，再按粉體總質(zhì)量30～45％的比例加水，球磨至料漿細(xì)度400目以下，然后出料，烘干，600～800℃煅燒后出爐，冷卻至室溫，經(jīng)破碎、球磨、超細(xì)磨，制成平均粒徑小于4微米的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體；(2).遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體的改性處理將所得的遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體在高速混合機(jī)中干燥，干燥溫度控制在100～110℃，干燥時間為0.5～1.0小時，然后將用量為所述遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體重量0.8～1.0％的有機(jī)硅油直接加入到高速混合機(jī)中，高速強(qiáng)烈攪拌15～30分鐘，即可出料；(3).具有分子活化功能的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料的制造將所得改性后的遠(yuǎn)紅外多功能陶瓷粉體與所述高分子材料按權(quán)利要求1所述的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料質(zhì)量百分比配方的比例復(fù)合，即可制成具有活化分子功能的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有分子活化功能的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料及其制造方法。該復(fù)合材料的質(zhì)量百分比配方為遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體30～50％；高分子材料50～70％；遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體為ZL200410062705.2號專利中所設(shè)計的陶瓷材料；或者為專利號為ZL02125487.7所規(guī)定的多功能健康陶瓷粉；高分子材料是指樹脂或塑料中的一種。該方法包括1.遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體的制備2遠(yuǎn)紅外功能陶瓷粉體的改性處理3.具有分子活化功能的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料的復(fù)合制造。本發(fā)明復(fù)合材料組分簡單，制造容易，使用方便，節(jié)能和環(huán)保效果明顯。
文檔編號C04B35/00GK1919930SQ20061001542
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月23日
發(fā)明者梁金生, 孟軍平, 李奮平, 梁廣川 申請人:河北工業(yè)大學(xué)