一种高分子调湿材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高分子调湿材料，由以下重量份配比的各组分制成：CaCl2·6H2O 4～7份、Zn(NO3)2·6H2O 1～3份、ZnSO4·7H2O 1～3份、贝壳粉3～5份、膨润土2～4份、石榴石4～6份、尖晶石4～6份、羧甲基淀粉钠5～7份、羟乙基纤维素4～8份、壳聚糖4～8份、十二烷基苯磺酸钠1～3份、海藻酸钠1～3份、纳米二氧化硅0.4～0.7份。本发明所公开的高分子调湿材料具有湿容量大、吸放湿速率高特点，是一种很有发展前景的材料。
【专利说明】
一种高分子调湿材料
技术领域
[0001] 本发明涉及一种高分子调湿材料，属于调湿材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 空气湿度不仅对空气质量、人体健康及物品的存放有着重要的影响，而且对节能 减排也有着重要的作用。这是由于空气湿度范围在40%~60%内，细菌、病毒的数量最少， 各种病症及对人有害的各种化学作用发生的可能性最低，同时，空气湿度能衡量主动式调 节湿度的耗能。然而，主动式调节湿度，要消耗人工能源，污染环境和破坏生态，不符合可持 续发展战略。
[0003] 为了符合可持续发展战略，人们研究发现:一种被动式生态性方法调节湿度，且无 需消耗不可再生能源一调湿材料。调湿材料是指不需要借助任何人工能源和机械设备，依 靠自身的吸放湿性能，感应所调空间空气温湿度的变化，自动调节空气相对湿度的材料。一 般而言，调湿材料可分为特种硅胶、无机盐类、无机矿物类、有机高分子类等4种。硅胶虽然 是一种有效的湿度控制材料，但由于其在水的吸附与解吸循环中呈现较严重的滞后现象， 使其应用受到很大的限制;无机盐类调湿材料虽然能够通过选择适当的盐水饱和溶液来维 持空间的湿度，但由于大部分固体无机盐随吸湿量的增加自身将缓慢潮解，且在常温下不 稳定、极易产生盐析，并随着时间的延长而日趋严重，从而对保存物品的空间产生污染，使 其应用受到一定的限制；无机矿物类调湿材料虽具有内部微孔多、比表面积大、吸附能力 强，但是湿容量较小，使其应用也受到一定的限制；有机调湿材料虽然吸湿量大，吸湿速度 快，但放湿量小，放湿速度慢，使其应用也受到一定的限制。
[0004] 单一的调湿材料不能同时具备高吸湿容量、较大的吸/放湿速率等特点，很难满足 人们的要求，而复合调湿材料因其兼具湿容量大及吸放湿速率高的优点，已成为调湿材料 的研究热点。目前，复合调湿材料虽有:无机盐/有机高分子、无机盐/无机矿物、无机盐/有 机高分子/无机矿物复合调湿材料，但是这些复合调湿材料的湿容量、吸放湿速率不是那么 理想。这在某种程度上阻碍了复合调湿材料的推广与应用。因此，继续探索与研究复合调湿 材料是非常有价值的。
【发明内容】
[0005] 针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出了一种湿容量大、 吸放湿速率高的高分子调湿材料。
[0006] 一种高分子调湿材料，由以下重量份配比的各组分制成= CaCl2 · 6H20 4~7份、Zn (Ν〇3)2 · 6H2O 1~3份、ZnSCU · 7H2〇 1~3份、贝壳粉3~5份、膨润土2~4份、石植石4~6份、 尖晶石4~6份、羧甲基淀粉钠5~7份、羟乙基纤维素4~8份、壳聚糖4~8份、十二烷基苯磺 酸钠 1~3份、海藻酸钠 1~3份、纳米二氧化硅0.4~0.7份。
[0007] 优选地，
[0008] -种高分子调湿材料，由以下重量份配比的各组分制成= CaCl2 · 6H20 6份、Zn (NO3)2 · 6H20 2份、ZnSO4 · 7H20 2份、贝壳粉4份、膨润土3份、石榴石5份、尖晶石5份、羧甲基 淀粉钠 6份、羟乙基纤维素 6份、壳聚糖6份、十二烷基苯磺酸钠 2份、海藻酸钠 2份、纳米二氧 化硅0.6份。
[0009]其中，所述的贝壳粉、膨润土、石榴石、尖晶石的目数为100~200目；所述的纳米二 氧化硅的粒径为50~IOOnm;所述的石榴石为熔盐法制备Fe3Al2(SO4) 3石榴石多孔陶瓷材 料;所述的尖晶石为熔盐法制备镁铝尖晶石多孔陶瓷材料。
[0010]本发明的高分子调湿材料的原理如下：
[0011]首先，把具有强亲水性基团和三维交联网状结构的羧甲基淀粉钠、羟乙基纤维素、 壳聚糖进行复合，降低了调湿材料的内部结构连续度，同时不同的亲水基团相互协同作用， 从而使提高吸湿速率，进而增大调湿材料的湿容量;其次，为了改善调湿材料的放湿性能， 加入贝壳粉和膨润土，这样不仅能将自身的孔隙结构嵌入三维交联网状结构中，而且它们 相互结合处可形成缝隙，从而提高调湿材料的放湿性能;再次，将CaCl 2 · 6H20、Zn(N03)2 · 6H20和ZnSO4 · 7H20进行复合，扩宽了调湿蒸汽压和相对湿度的范围，一方面增大了调湿材 料的放湿推动力，提高放湿速率，另一方面，它们本身可以发生吸湿潮解，形成饱和盐溶液， 从而增大调湿材料的湿容量；最后，多孔石榴石和尖晶石的加入，扩宽调湿材料的孔径范 围，能大幅度地提高调湿材料的调湿作用，同时，海藻酸钠修饰的作用，能使调湿材料进一 步地提高湿容量。此外，纳米二氧化硅在十二烷基苯磺酸钠的分散作用下，不仅扩宽调湿材 料的孔径范围、改善网络结构、增加比表面积和吸附能力，从而提高调湿材料的调湿作用， 而且还使调湿材料具有抗菌作用。
[0012] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0013] 首先，本发明采用多种材料进行复合:采用高分子/高分子复合、无机矿物/无机矿 物复合、无机盐/无机盐复合和多孔陶瓷/多孔陶瓷复合;然后，把这些复合材料在整体复 合，充分利用各种材料的优点，克服单一复合材料的缺陷，提高调湿材料的湿容量和吸放湿 速率;最后，海藻酸钠修饰的作用，能使调湿材料进一步地提高湿容量。此外，在纳米二氧化 硅的作用下，不仅扩宽调湿材料的孔径范围、改善网络结构、增加比表面积和吸附能力，从 而提高调湿材料的调湿作用，而且还能使调湿材料具有抗菌作用。
【具体实施方式】
[0014] 本发明提供一种高分子调湿材料，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、 明确，以下对本发明进一步详细说明。
[0015] 一种高分子调湿材料，由以下重量份配比的各组分制成= CaCl2 · 6H20 4~7份、Zn (Ν〇3)2 · 6H2O 1~3份、ZnSCU · 7H2〇 1~3份、贝壳粉3~5份、膨润土2~4份、石植石4~6份、 尖晶石4~6份、羧甲基淀粉钠5~7份、羟乙基纤维素4~8份、壳聚糖4~8份、十二烷基苯磺 酸钠 1~3份、海藻酸钠 1~3份、纳米二氧化硅0.4~0.7份。
[0016] 其中，所述的贝壳粉、膨润土、石榴石、尖晶石的目数为100~200目；所述的纳米二 氧化硅的粒径为50~IOOnm;所述的石榴石为熔盐法制备Fe 3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材 料;所述的尖晶石为熔盐法制备镁铝尖晶石多孔陶瓷材料。
[0017] 实施例！
[0018]在本实施例中，贝壳粉、膨润土、石榴石、尖晶石的目数为150目；纳米二氧化硅的 粒径为80nm;石榴石为熔盐法制备Fe3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材料;尖晶石为熔盐法制备 镁铝尖晶石多孔陶瓷材料。
[0019] -种高分子调湿材料，由以下重量份配比的各组分制成：CaCl2.6H20 6份、Zn (NO3)2 · 6H20 2份、ZnSO4 · 7H20 2份、贝壳粉4份、膨润土3份、石榴石5份、尖晶石5份、羧甲基 淀粉钠6份、羟乙基纤维素6份、壳聚糖6份、十二烷基苯磺酸钠2份、海藻酸钠2份、纳米二氧 化硅0.6份。
[0020] 实施例2
[0021]在本实施例中，贝壳粉、膨润土、石榴石、尖晶石的目数为100目；纳米二氧化硅的 粒径为50nm;石榴石为熔盐法制备Fe3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材料;尖晶石为熔盐法制备 镁铝尖晶石多孔陶瓷材料。
[0022] 一种高分子调湿材料，由以下重量份配比的各组分制成= CaCl2 · 6H20 4份、Zn (NO3)2 · 6H20 1份、ZnSO4 · 7H20 1份、贝壳粉3份、膨润土2份、石榴石4份、尖晶石4份、羧甲基 淀粉钠5份、羟乙基纤维素4份、壳聚糖4份、十二烷基苯磺酸钠1份、海藻酸钠1份、纳米二氧 化硅0.4份。
[0023] 实施例3
[0024]在本实施例中，贝壳粉、膨润土、石榴石、尖晶石的目数为200目；纳米二氧化硅的 粒径为IOOnm;石榴石为熔盐法制备Fe3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材料;尖晶石为熔盐法制 备镁铝尖晶石多孔陶瓷材料。
[0025] -种高分子调湿材料，由以下重量份配比的各组分制成= CaCl2 · 6H20 7份、Zn (NO3)2 · 6H20 3份、ZnSO4 · 7H20 3份、贝壳粉5份、膨润土4份、石榴石6份、尖晶石6份、羧甲基 淀粉钠7份、羟乙基纤维素8份、壳聚糖8份、十二烷基苯磺酸钠3份、海藻酸钠3份、纳米二氧 化硅0.7份。
[0026] 对比例1
[0027]在本实施例中，贝壳粉、膨润土、石榴石、尖晶石的目数为150目；纳米二氧化硅的 粒径为80nm;石榴石为熔盐法制备Fe3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材料;尖晶石为熔盐法制备 镁铝尖晶石多孔陶瓷材料。
[0028] 一种高分子调湿材料，由以下重量份配比的各组分制成= CaCl2 · 6H20 6份、贝壳粉 4份、膨润土 3份、石榴石5份、尖晶石5份、羧甲基淀粉钠6份、羟乙基纤维素6份、壳聚糖6份、 十二烷基苯磺酸钠2份、海藻酸钠2份、纳米二氧化硅0.6份。
[0029] 对比例2
[0030]在本实施例中，膨润土、石榴石的目数为150目；纳米二氧化硅的粒径为80nm;石榴 石为熔盐法制备Fe3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材料。
[0031] -种高分子调湿材料，由以下重量份配比的各组分制成= CaCl2 · 6H20 6份、Zn (NO3)2 · 6H20 2份、ZnS〇4 · 7H20 2份、膨润土3份、石榴石5份、羧甲基淀粉钠6份、羟乙基纤维 素6份、壳聚糖6份、十二烷基苯磺酸钠2份、海藻酸钠2份、纳米二氧化硅0.6份。
[0032] 对比例3
[0033]在本实施例中，贝壳粉、膨润土、石榴石、尖晶石的目数为150目；纳米二氧化硅的 粒径为80nm;石榴石为熔盐法制备Fe3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材料;尖晶石为熔盐法制备 镁铝尖晶石多孔陶瓷材料。
[0034] 一种高分子调湿材料，由以下重量份配比的各组分制成= CaCl2 · 6H20 6份、Zn (NO3)2 · 6H20 2份、ZnS〇4 · 7H20 2份、贝壳粉4份、膨润土3份、石榴石5份、尖晶石5份、轻乙基 纤维素6份、壳聚糖6份、十二烷基苯磺酸钠2份、海藻酸钠2份、纳米二氧化硅0.6份。
[0035] 对比例4
[0036]在本实施例中，贝壳粉、膨润土、石榴石、尖晶石的目数为150目；石榴石为熔盐法 制备Fe3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材料;尖晶石为熔盐法制备镁铝尖晶石多孔陶瓷材料。 [0037] 一种高分子调湿材料，由以下重量份配比的各组分制成= CaCl2 · 6H20 6份、Zn (NO3)2 · 6H20 2份、ZnSO4 · 7H20 2份、贝壳粉4份、膨润土3份、石榴石5份、尖晶石5份、羧甲基 淀粉钠6份、羟乙基纤维素6份、壳聚糖6份、十二烷基苯磺酸钠2份、海藻酸钠2份。
[0038]另外，为了说明本发明高分子调湿材料的调湿效果，
【申请人】进行了试验，试验结果 如表1所示：
[0039] 表1高分子调湿材料的调湿效果
[0041]当然，上面只是本发明优选的【具体实施方式】作了详细描述，并非以此限制本发明 的实施范围，凡依本发明的原理、构造以及结构所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护 范围内。
【主权项】
1. 一种高分子调湿材料，其特征在于：由以下重量份配比的各组分制成:CaCl2 · 6H20 4 ~7份、Zn(N〇3)2 · 6H2O 1~3份、ZnS〇4 · 7H2〇 1~3份、贝壳粉3~5份、膨润土2~4份、石植石 4~6份、尖晶石4~6份、羧甲基淀粉钠5~7份、羟乙基纤维素4~8份、壳聚糖4~8份、十二烷 基苯磺酸钠 1~3份、海藻酸钠 1~3份、纳米二氧化硅0.4~0.7份。2. 根据权利要求1所述的高分子调湿材料，其特征在于：由以下重量份配比的各组分制 成：CaCl2 · 6H20 6份、Ζη(Ν03)2 · 6H20 2份、ZnS〇4 · 7H20 2份、贝壳粉4份、膨润土3份、石榴 石5份、尖晶石5份、羧甲基淀粉钠 6份、羟乙基纤维素 6份、壳聚糖6份、十二烷基苯磺酸钠 2 份、海藻酸钠 2份、纳米二氧化硅0.6份。3. 根据权利要求1或2所述的高分子调湿材料，其特征在于:所述的贝壳粉、膨润土、石 榴石、尖晶石的目数为100~200目。4. 根据权利要求1或2所述的高分子调湿材料，其特征在于:所述的纳米二氧化硅的粒 径为50~100nm。5. 根据权利要求1或2所述的高分子调湿材料，其特征在于:所述的石榴石为熔盐法制 备Fe3Al2(S0 4)3石榴石多孔陶瓷材料;所述的尖晶石为熔盐法制备镁铝尖晶石多孔陶瓷材 料。
【文档编号】C08L5/04GK105860150SQ201610462561
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】黄琳
【申请人】黄琳