專利名稱：一種納米孔復(fù)合調(diào)濕材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功能材料的制備方法，特別涉及一種納米孔復(fù)合調(diào)濕材料的制備方法。
背景技術(shù)：
濕度的調(diào)節(jié)方式有機(jī)械調(diào)節(jié)和非機(jī)械調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)濕度的機(jī)械主要有去濕機(jī)、增濕 機(jī)及恒濕空調(diào)等，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是效率高，缺陷是但每天24小時(shí)連續(xù)開(kāi)機(jī)調(diào)節(jié)濕度能耗 很大；非機(jī)械調(diào)節(jié)是指利用調(diào)濕材料的吸放濕性能自主、自適應(yīng)地調(diào)節(jié)環(huán)境濕度，這種方式 無(wú)需任何機(jī)械設(shè)備和能源消耗，是一種環(huán)境友好型的控制調(diào)節(jié)方式。調(diào)濕材料大致可分為以下幾類特種硅膠、蒙脫土、無(wú)機(jī)鹽類、有機(jī)高分子材料等， 各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中對(duì)硅膠的研究較多也較為成熟，對(duì)其改性或致孔提高比表面積，但仍然存 在放濕滯后和濕含量低的問(wèn)題，還有的產(chǎn)品利用無(wú)機(jī)鹽和高分子復(fù)合制備調(diào)濕材料，但當(dāng) 水分子進(jìn)入高分子內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，由于沒(méi)有疏導(dǎo)孔道，水分子很難快速?gòu)膬?nèi)部釋放，且無(wú)機(jī)鹽在 濕度較高的環(huán)境中，容易發(fā)生融化粘稠的物理變化，其他產(chǎn)品如利用生物質(zhì)或無(wú)機(jī)礦物，雖 然有較快的調(diào)濕速率，但濕含量不高，且使用量很大。復(fù)合調(diào)濕材料可以吸收各類調(diào)濕材料 的優(yōu)點(diǎn)。發(fā)明專利CN200910101489. 0公布了一種調(diào)溫調(diào)濕材料的制備方法，用于微環(huán)境的 濕度調(diào)節(jié)，但其中的聚乙二醇和明膠會(huì)使海泡石自身的孔堵塞，而且水分子進(jìn)入樹(shù)脂內(nèi)部 后不容易釋放，所以材料的吸放濕性能、特別是放濕性能受到限制，容易出現(xiàn)放濕滯后的現(xiàn) 象、濕容量也不夠大。本發(fā)明利用復(fù)合材料提高合成材料本身的濕容量和調(diào)濕性能；通過(guò)合 成過(guò)程在材料上形成大量納米尺寸的孔結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的濕容量和吸放濕性能，較 上述專利具有更高的調(diào)濕速率和更大的濕含量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高效復(fù)合調(diào)濕材料的制備方法，具有吸放濕響應(yīng)速度 快、濕容量大，能再生和重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的技術(shù)方案是將有機(jī)高分子材料、天然高 分子材料、無(wú)機(jī)多孔物質(zhì)通過(guò)合成，復(fù)合成調(diào)濕材料，以吸收各類調(diào)濕材料的優(yōu)點(diǎn)、提高合 成材料本身的濕容量和調(diào)濕性能；并通過(guò)合成過(guò)程在材料上形成大量納米尺寸的孔結(jié)構(gòu)， 以進(jìn)一步提高產(chǎn)品的吸放濕性能。本發(fā)明的材料在館藏文物保護(hù)、字畫(huà)收藏、食品、食品原 料、精密儀器、日用化工、醫(yī)藥、保健品、中藥保存、圖書(shū)檔案保管、紡織品保管等領(lǐng)域具有廣 闊的應(yīng)用前景。一種納米孔復(fù)合調(diào)濕材料的制備方法，其特征在于采用如下步驟A)按質(zhì)量份數(shù)取有機(jī)高分子材料0.5 30份，天然高分子材料2份，粒度為100 目 120目的無(wú)機(jī)多孔物質(zhì)10份，加入到裝有50份水的反應(yīng)釜中，在溫度為60°C 80°C 下攪拌反應(yīng)20分鐘；有機(jī)高分子材料是聚丙烯酰胺，丙烯酰胺，聚丙烯酸鈉中的一種或者 多種，天然高分子材料是纖維素，羧甲基纖維素，乙基纖維素中的一種，無(wú)機(jī)多孔物質(zhì)是海 泡石，硅藻土，蒙脫土，沸石中的一種，有機(jī)高分子材料采用聚丙烯酰胺時(shí)，必須同時(shí)加改性
3劑0. 2份，改性劑是氯化鈣、氯化鎂、硝酸鎂、硝酸鈣中的一種。B)按步驟A)的質(zhì)量份數(shù)，取0.05份引發(fā)劑，0.003份交聯(lián)劑，0.2 0.8份第一致 孔劑分別加入到上述反應(yīng)釜中，維持溫度不變，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1 2小時(shí)，引發(fā)劑為過(guò)硫酸 鉀、過(guò)硫酸銨、硝酸鈰銨中的一種，交聯(lián)劑為N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙二 醇雙丙烯酸酯中的一種，第一致孔劑為氫氧化鋁，或者氯化鋁；C)按步驟A)的質(zhì)量份數(shù)取0. 5 2份第二致孔劑碳酸氫鈉，或者碳酸鈉加入到上 述反應(yīng)釜中，維持溫度不變，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2 4小時(shí)，得到合成產(chǎn)物；D)將得到的合成產(chǎn)物烘干后，在150 下加熱處理1 2小時(shí)，得到納米孔復(fù)合調(diào) 濕材料。合成過(guò)程在材料上形成大量納米尺寸的孔結(jié)構(gòu)，實(shí)施樣品的比表面積、孔容積和 平均孔徑，見(jiàn)表1 ；調(diào)濕材料上的納米尺寸的孔結(jié)構(gòu)，對(duì)材料的調(diào)濕性能有很大影響在一 立方米空間使用Ikg有納米孔結(jié)構(gòu)的納米孔復(fù)合調(diào)濕材料，能在3. 8h內(nèi)能將空間90%的 初始相對(duì)濕度調(diào)節(jié)到52. 4%的相對(duì)濕度并維持平衡，在3. 4h內(nèi)能將30%的初始相對(duì)濕度 調(diào)節(jié)到57. 3%的相對(duì)濕度并維持平衡；在致孔前相同復(fù)合調(diào)濕材料，需要5. 5小時(shí)才能將 空間90%的初始相對(duì)濕度調(diào)節(jié)到63%的相對(duì)濕度并維持平衡，需要5小時(shí)才能將30%的 初始相對(duì)濕度調(diào)節(jié)到63%的相對(duì)濕度并維持平衡，如見(jiàn)圖1所示；實(shí)施樣品(濕度調(diào)控目 標(biāo)為RH55% 士5% )與進(jìn)口的超級(jí)調(diào)濕劑(濕度調(diào)控目標(biāo)為RH50% )，Im3的密閉空間使用 Ikg調(diào)濕劑，分別在RH90 %的高濕環(huán)境下做吸濕性試驗(yàn)，在RH30 %的低濕環(huán)境中做放濕性 試驗(yàn)，測(cè)試材料調(diào)濕速率，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表2 ；105°C下將材料干燥到恒重，在RH90%的條件下 測(cè)試材料的飽和濕容量，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表3。表1樣品的比表面積、孔容積和平均孔徑 表2實(shí)施樣品與進(jìn)口調(diào)濕劑的吸、放濕性能對(duì)比 表3濕容量對(duì)比(RH90 % ) 同現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1)吸放濕容量大、吸放濕響應(yīng)速度快，可以高 效、快速調(diào)節(jié)微環(huán)境相對(duì)濕度；2)再生、重復(fù)利用非常方便；3)生產(chǎn)工藝、設(shè)備簡(jiǎn)單，易于產(chǎn)業(yè)化；4)生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保。


圖1實(shí)施樣品致孔前和致孔后的濕度調(diào)節(jié)曲線圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 一種納米孔復(fù)合調(diào)濕材料的制備方法，其特征在于采用如下步驟A)按質(zhì)量份數(shù)取有機(jī)高分子材料0. 5份，天然高分子材料2份，粒度為120目的無(wú) 機(jī)多孔物質(zhì)10份，加入到裝有50份水的反應(yīng)釜中，在溫度為80°C下攪拌反應(yīng)20分鐘；有 機(jī)高分子材料是聚丙烯酰胺，丙烯酰胺，聚丙烯酸鈉的一種或者多種，天然高分子材料是纖 維素，羧甲基纖維素，乙基纖維素的一種，無(wú)機(jī)多孔物質(zhì)是海泡石，硅藻土，蒙脫土，沸石的 一種，有機(jī)高分子材料采用聚丙烯酰胺時(shí)，必須同時(shí)加改性劑0. 2份，改性劑是氯化鈣、氯 化鎂、硝酸鎂、硝酸鈣中的一種。B)按步驟A)的質(zhì)量份數(shù)，取0. 05份引發(fā)劑，0. 003份交聯(lián)劑，0. 8份第一致孔劑分 別加入到上述反應(yīng)釜中，維持溫度不變，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1 2小時(shí)，引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫 酸銨、硝酸鈰銨中的一種，交聯(lián)劑為N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙二醇雙丙烯 酸酯中的一種，第一致孔劑為氫氧化鋁，或者氯化鋁；C)按步驟A)的質(zhì)量份數(shù)取0. 5份第二致孔劑碳酸氫鈉，或者碳酸鈉加入到上述反 應(yīng)釜中，維持溫度不變，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4小時(shí)，得到合成產(chǎn)物；D)將得到的合成產(chǎn)物烘干后，在150°C下加熱處理2小時(shí)，得到納米孔復(fù)合調(diào)濕材 料。實(shí)施例2 一種納米孔復(fù)合調(diào)濕材料的制備方法，其特征在于采用如下步驟A)按質(zhì)量份數(shù)取有機(jī)高分子材料15份，天然高分子材料2份，粒度為110目的無(wú) 機(jī)多孔物質(zhì)10份，加入到裝有50份水的反應(yīng)釜中，在溫度為70°C下攪拌反應(yīng)20分鐘；有 機(jī)高分子材料是聚丙烯酰胺，丙烯酰胺，聚丙烯酸鈉的一種或者多種，天然高分子材料是纖 維素，羧甲基纖維素，乙基纖維素的一種，無(wú)機(jī)多孔物質(zhì)是海泡石，硅藻土，蒙脫土，沸石的 一種，有機(jī)高分子材料采用聚丙烯酰胺時(shí)，必須同時(shí)加改性劑0. 5份，改性劑是氯化鈣、氯 化鎂、硝酸鎂、硝酸鈣中的一種。B)按步驟A)的質(zhì)量份數(shù)，取0. 05份引發(fā)劑，0. 003份交聯(lián)劑，0. 5份第一致孔劑分 別加入到上述反應(yīng)釜中，維持溫度不變，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1 2小時(shí)，引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫 酸銨、硝酸鈰銨中的一種，交聯(lián)劑為N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙二醇雙丙烯 酸酯中的一種，第一致孔劑為氫氧化鋁，或者氯化鋁；C)按步驟A)的質(zhì)量份數(shù)取1. 5份第二致孔劑碳酸氫鈉，或者碳酸鈉加入到上述反 應(yīng)釜中，維持溫度不變，繼續(xù)攪拌反應(yīng)3小時(shí)，得到合成產(chǎn)物；D)將得到的合成產(chǎn)物烘干后，在150°C下加熱處理1. 5小時(shí)，得到納米孔復(fù)合調(diào)濕 材料。實(shí)施例3:
一種納米孔復(fù)合調(diào)濕材料的制備方法，其特征在于采用如下步驟A)按質(zhì)量份數(shù)取有機(jī)高分子材料30份，天然高分子材料2份，粒度為100目的無(wú) 機(jī)多孔物質(zhì)10份，加入到裝有50份水的反應(yīng)釜中，在溫度為60°C下攪拌反應(yīng)20分鐘；有 機(jī)高分子材料是聚丙烯酰胺，丙烯酰胺，聚丙烯酸鈉的一種或者多種，天然高分子材料是纖 維素，羧甲基纖維素，乙基纖維素的一種，無(wú)機(jī)多孔物質(zhì)是海泡石，硅藻土，蒙脫土，沸石的 一種，有機(jī)高分子材料采用聚丙烯酰胺時(shí)，必須同時(shí)加改性劑0. 8份，改性劑是氯化鈣、氯 化鎂、硝酸鎂、硝酸鈣中的一種。B)按步驟A)的質(zhì)量份數(shù)，取0. 05份引發(fā)劑，0. 003份交聯(lián)劑，0. 2份第一致孔劑分 別加入到上述反應(yīng)釜中，維持溫度不變，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1 2小時(shí)，引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫 酸銨、硝酸鈰銨中的一種，交聯(lián)劑為N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙二醇雙丙烯 酸酯中的一種，第一致孔劑為氫氧化鋁，或者氯化鋁；C)按步驟A)的質(zhì)量份數(shù)取2份第二致孔劑碳酸氫鈉，或者碳酸鈉加入到上述反應(yīng) 釜中，維持溫度不變，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2小時(shí)，得到合成產(chǎn)物；D)將得到的合成產(chǎn)物烘干后，在150°C下加熱處理1小時(shí)，得到納米孔復(fù)合調(diào)濕材 料。
權(quán)利要求
一種納米孔復(fù)合調(diào)濕材料的制備方法，其特征在于采用如下步驟A)按質(zhì)量份數(shù)取有機(jī)高分子材料0.5～30份，天然高分子材料2份，粒度為100目～120目的無(wú)機(jī)多孔物質(zhì)10份，加入到裝有50份水的反應(yīng)釜中，在溫度為60℃～80℃下攪拌反應(yīng)20分鐘；有機(jī)高分子材料是聚丙烯酰胺，丙烯酰胺，聚丙烯酸鈉中的一種或者多種，天然高分子材料是纖維素，羧甲基纖維素，乙基纖維素中的一種，無(wú)機(jī)多孔物質(zhì)是海泡石，硅藻土，蒙脫土，沸石中的一種，有機(jī)高分子材料采用聚丙烯酰胺時(shí)，必須同時(shí)加改性劑0.2份，改性劑是氯化鈣、氯化鎂、硝酸鎂、硝酸鈣中的一種。B)按步驟A)的質(zhì)量份數(shù)，取0.05份引發(fā)劑，0.003份交聯(lián)劑，0.2～0.8份第一致孔劑分別加入到上述反應(yīng)釜中，維持溫度不變，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1～2小時(shí)，引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、硝酸鈰銨中的一種，交聯(lián)劑為N，N′ 亞甲基雙丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙二醇雙丙烯酸酯中的一種，第一致孔劑為氫氧化鋁，或者氯化鋁；C)按步驟A)的質(zhì)量份數(shù)取0.5～2份第二致孔劑碳酸氫鈉，或者碳酸鈉加入到上述反應(yīng)釜中，維持溫度不變，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2～4小時(shí)，得到合成產(chǎn)物；D)將得到的合成產(chǎn)物烘干后，在150℃下加熱處理1～2小時(shí)，得到納米孔復(fù)合調(diào)濕材料。
全文摘要
一種納米孔復(fù)合調(diào)濕材料的制備方法，將有機(jī)高分子材料、天然高分子材料、無(wú)機(jī)多孔材料通過(guò)合成，復(fù)合成調(diào)濕材料，以吸收各類調(diào)濕材料的優(yōu)點(diǎn)、提高合成材料本身的濕容量和調(diào)濕性能；并通過(guò)合成過(guò)程在材料上形成大量納米尺寸的孔結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步提高產(chǎn)品的吸放濕性能。同現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1)該材料吸放濕容量大、吸放濕響應(yīng)速度快，可以高效、快速調(diào)節(jié)微環(huán)境相對(duì)濕度；2)可再生，重復(fù)利用非常方便；3)生產(chǎn)工藝、設(shè)備簡(jiǎn)單，易于產(chǎn)業(yè)化；4)生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保。
文檔編號(hào)C08L51/02GK101928438SQ20101026814
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者楊海亮, 胡智文 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)