[發明專利]一種碧璽的表面活化方法

有效

• 申請號: 201410308424.4
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN105218149B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 袁暾
• 申請（專利權）人: 袁暾;四川三泰醫藥科技有限公司
• 主分類號: C04B41/50
• 分類號: C04B41/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于醫學保健材料領域，尤其涉及一種對碧璽進行活化處理，在其表面構建豐富孔隙的方法。獲得的活化碧璽可用于美容養顏及醫療養生保健。

背景技術

碧璽又名“電氣石”，“托瑪琳”等，在古代又被稱作“碧洗”，“碧霞璽”及“碧霞玭”等。碧璽作為裝飾性寶石至少始于古羅馬帝國，近年來因為其具有的顯著靜電場電極作用、負離子產生作用、發射遠紅外線作用，電磁屏蔽作用以及表面吸附性能等而被認為是優良的環境友好材料，更在醫療保健領域得到了廣泛的重視。以碧璽塊進行飲用水活化，以碧璽粉作為添加劑制備日化保健用品等均已有較多報道。但是，由于對碧璽發揮以上功能的理解程度及現有加工手段的限制，這些碧璽基制品均未形成規模，使用時醫療保健效果尚不夠明顯，社會認同度尚低。

目前碧璽的工業利用方式主要是將非寶石級的碧璽進行粉碎，在盡量降低其粒度的前題下利用其粉體高比表面積及表面能，以達到增強作用效果，更好的添加與分散于待制備產品中的目的。碧璽三方晶系具有異極對稱結構，在物理性質上表現出自發電極性，以及與之相伴的熱電性與壓電性是其具有以上多種有益人體保健功能的基礎。當碧璽晶粒產生電極時，其外部會形成電場，而當晶粒破碎時，外部電場強度及效果電極數可呈指數級增長，因此理論上粉碎處理確實可以有效的提升單位質量碧璽的表觀效果。但是，受限于現有粉碎手段的局限，很難直接得到粒度足夠小且分布均勻的粉體。更糟糕的是，由于碧璽微粒強大的自發電極性，微細化到一定程度的粉末會有極強烈的團聚傾向，從而形成二次團塊且電極性發生相互間干擾，反而降低了其效果，這被認為是持續微粒化碧璽至一定程度后其表觀效應不再上升的重要原因。另外，寶石級碧璽極佳的觀賞性及高昂的價格，決定了不大可能使用諸如粉碎的方法來提升其養生保健效果。因此，為拓展，深化碧璽在保健醫療制品中的應用，增強其效果，提升人群認同性，尋找粉碎之外的其他處理方式非常重要。

表面處理也是常用的無機固體礦物活化改性方式之一。尤其是，通過構建特定的孔隙結構，可以有效的改變固體的表面層性質，提升其有效表面積及表面自由能。在孔隙達到一定微納米尺度后，固體礦物表面可以表現出明顯的小尺度效應，提供迥異的性能。對許多硅酸鹽材料，鈣磷陶瓷材料等的表面造孔賦予了許多有趣的生物學性質，相應的產品在化妝品，保健品及醫療器械中均得到了應用。一些方法，比如表面層的受控腐蝕可以達到無機固體表面造孔的目的。比如，光蝕刻技術已經是半導體晶片產業的基礎。與碧璽相類似的玉及玉石表面活化造孔研究提示，經過適當控制的混合腐蝕液可以有效的重塑表面層，構建豐富的孔隙結構。因此，選擇適當的腐蝕條件進行表面層孔隙化不失為除了粉碎處理之外的活化碧璽，提高其有益效能的另一手段。對碧璽而言，表面造孔其實尤其適用，因為粉碎處理時，由于大塊晶體破碎后形成的微小子晶取向完全隨機，直接導致其電極化方向相互干擾，而如果通過腐蝕造孔，由于大晶體初始取向方向的固定，造孔后的子晶方向具有了取向性，可以降低相互抵消。表面造孔活化，還能夠在提供相似性能的前提下不必將碧璽過于微小化，間接的降低了解決二次團聚這個問題的困難。而且，不需將其破碎即可提升效能，使得寶石級碧璽也可循此方法活化。并且，由于光在微尺度結構上的干涉與衍射，適當的表面處理實際上還可以增進寶石級產品的光澤度。另外，碧璽也被稱為“吸灰石”，是因為其自發電極致電場對微小粉粒具有顯著的吸附作用。在當下我國各大城市空氣污染嚴重的環境下，碧璽制品的此性能當可大有用武之地。表面造孔活化，通過表面層改性提供更強的自發電極，能夠更好的吸附空氣中的微小粒子，并且避免了過渡粉碎帶來更多微粒污染物的矛盾。

碧璽實質上是含有多種金屬離子及硼和氟成分的環狀硅酸鹽。常見的天然碧璽因其良好的結晶形態，具有了較高的硬度（摩氏硬度7-8）及較強的抗化學腐蝕的能力。因此，對用于腐蝕表面層的腐蝕劑需要進行慎重的選擇，過弱的腐蝕劑不能有效的破壞晶粒結構，而過強的腐蝕劑對表面層的破壞過于劇烈，難于形成富含孔隙的結構。另外，如果著眼于將活化后的碧璽產品用于醫療保健，則必須考慮此類應用強調的“安全性”要求。一些雖具有良好腐蝕效果，但難于去除或帶來殘留的腐蝕劑需要慎重考慮。小分子有機酸腐蝕劑，以及序連的多步腐蝕可能更加適于進行碧璽制品的表面活化。對于天然碧璽，其表面微結構尺度常可觀察到多種雜質共生礦晶粒，如石英、云母及透閃石等。這些雜質晶粒與碧璽主晶粒的鍵合不強，且對活性作用的貢獻較小，甚至于，某些雜質晶粒還會帶入有害于“安全性”的成分。因此，造孔操作可以從這些雜質晶粒入手，通過將其去除，暴露碧璽晶群的晶間區域，并通過將腐蝕劑引入這些區域以達到更好的構建孔隙的目的。