專利名稱：一種多孔球型復(fù)合調(diào)濕劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多孔球型復(fù)合調(diào)濕劑的制備方法，主要適用于文物保存環(huán)境的濕度調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)：
調(diào)濕材料作為一種被動(dòng)調(diào)濕手段，無需消耗任何能源，對(duì)于能源節(jié)約性社會(huì)建設(shè)、促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展并改善室內(nèi)空氣質(zhì)量、提高環(huán)境舒適度等具有重要的實(shí)際意義，因而越來越多的研究者開始對(duì)調(diào)濕材料展開各種研究工作。調(diào)濕材料大致可分為以下幾類特種硅膠、蒙脫土、無機(jī)鹽類、有機(jī)高分子材料等，各有優(yōu)缺點(diǎn)。復(fù)合調(diào)濕材料是將不同類型的調(diào)濕材料與其它輔助材料混合反應(yīng)后制得的，最常見的是高吸水性樹脂與無機(jī)填料復(fù)合制備而成的調(diào)濕材料。用于復(fù)合的高分子材料通 常具有較高吸濕容量，但由于其分子的規(guī)整，被吸附的水分難以解析，放濕性能差，通過高分子材料與無機(jī)填料的復(fù)合(通常為電解質(zhì)或多孔載體)，不僅能充分利用高分子聚合物優(yōu)越的吸水性，與無機(jī)填料復(fù)合后，使聚合物內(nèi)部離子濃度提高，進(jìn)而增大聚合物內(nèi)外表面的滲透壓，加速聚合物外表面水分進(jìn)入內(nèi)部，復(fù)合調(diào)濕材料不僅吸濕速度增大，而且放濕速度也得到很大的提高。羧甲基纖維素鈉是一種可再生的天然高分子材料，突出的優(yōu)點(diǎn)就是資源豐富、價(jià)格低廉，具有生物可降解性；分子內(nèi)含有許多親水性的羥基基團(tuán)，由于分子鏈上大量活性高的羥基存在，能夠形成分子內(nèi)和分子間的氫鍵，對(duì)水分子的吸附和脫附非常有利，而且通過改性得到的纖維素衍生物，增加了反應(yīng)性官能團(tuán)，纖維素鏈形態(tài)發(fā)生改變，結(jié)晶度降低，對(duì)于水分子的捕捉和引導(dǎo)起到很大作用；從物理結(jié)構(gòu)來看，內(nèi)部含有大量的纖維狀多毛細(xì)管，具有多孔和大表面積，具有一定的親和吸附性。沸石是一種多孔性的無機(jī)礦物材料，具有微孔結(jié)構(gòu)的大的比表面積，表面吸附性能強(qiáng)。將有機(jī)高分子材料聚丙烯酸鈉與羧甲基纖維素鈉及沸石復(fù)合可以制備出一種天然復(fù)合調(diào)濕劑。有機(jī)高分子材料濕容量大，但其放濕性能相對(duì)滯后，礦物材料相對(duì)于有機(jī)高分子材料濕容量小。將有機(jī)高分子材料與多孔性礦物及天然高分子材料復(fù)合可提高調(diào)濕材料內(nèi)部孔隙率，改善放濕性能，濕容量大，并且具有環(huán)保功效。專利號(hào)為201010268170. X的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種高效復(fù)合調(diào)濕劑的制備方法，將丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、羧甲基纖維素、海泡石等原料通過合成，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；利用合成過程在材料上形成大量孔徑在2到50納米之間的孔結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步提高產(chǎn)品的吸放濕性能。其缺點(diǎn)在于合成過程中形成的孔數(shù)量不夠多，濕容量和吸放濕性能有待進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種多孔球型復(fù)合調(diào)濕劑的制備方法，以達(dá)到進(jìn)一步提高產(chǎn)品吸放濕性能目的。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種多孔球型復(fù)合調(diào)濕劑的制備方法，其特征在于步驟如下a、將沸石在450°C下活化2 3小時(shí)，得到活化后的沸石；b、按質(zhì)量份數(shù)取30份聚丙烯酸，加入到由15份氫氧化鈉和100份蒸餾水配成的氫氧化鈉溶液中中和；然后將O. 9 2. 7份羧甲基纖維素鈉、3 6份活化后的沸石、O. 3份過硫酸鉀加入盛有上述溶液的反應(yīng)器中，在溫度為70 80°C下，攪拌反應(yīng)，30分鐘后將O. 3份氯化鋁溶入10份蒸餾水中配成溶液，加入上述反應(yīng)器中；再加入O. 3份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌反應(yīng)O. 5 I小時(shí)，出現(xiàn)凝膠效應(yīng)；C、按質(zhì)量份數(shù)取O. 9份碳酸氫鈉加入到上述反應(yīng)器中，產(chǎn)生氫氧化鋁和二氧化碳，進(jìn)行第一次發(fā)泡，攪拌反應(yīng)O. 5 I小時(shí)，得到合成產(chǎn)物；
d、將合成產(chǎn)物烘干后，在80°C下干燥I 2小時(shí)，然后將塊狀合成產(chǎn)物剪成IXlcm的立方體小塊；e、在150°C下加熱處理I 2小時(shí)，使氫氧化鋁分解、水分蒸發(fā)，進(jìn)行二次發(fā)泡、干燥，得到所需的多孔球型復(fù)合調(diào)濕劑。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明創(chuàng)造性的將調(diào)濕劑制作為空心多孔球型材料，有力的解決了粉狀材料吸濕后粘連成塊的問題，且空心多孔球型結(jié)構(gòu)增加了比表面積，在吸濕時(shí)更加有利于對(duì)水分的吸附，在放濕時(shí)有利于對(duì)水分的脫附；2、本發(fā)明將有機(jī)高分子材料，無機(jī)礦物材料，天然高分子材料接枝聚合、復(fù)合在一起，形成多孔性調(diào)濕材料，以吸收各類調(diào)濕材料的優(yōu)點(diǎn)。特別是沸石擁有多孔疏松結(jié)構(gòu)，它的加入，增加了吸附性，提高了合成材料本身的濕容量和調(diào)濕性能，同時(shí)還可以吸附一些有害氣體，如NH3, HCl等；用于館藏文物保護(hù)、食品、藥品、圖書檔案的保管等領(lǐng)域，具有吸放濕響應(yīng)速度快、濕容量大，可再生、重復(fù)利用方便等優(yōu)點(diǎn)。3、兼顧了無機(jī)和有機(jī)調(diào)濕劑的優(yōu)點(diǎn)。4、有較快的調(diào)濕響應(yīng)速度，較高的濕含量和濕容量。5、調(diào)節(jié)穩(wěn)定性好。6、制備簡(jiǎn)便，成本低，效果好。6、環(huán)保，無污染。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明克服單一調(diào)濕材料調(diào)濕性能的缺陷，將聚丙烯酸鈉(通過聚丙烯酸與氫氧化鈉中和得到)、沸石、羧甲基纖維素鈉等有機(jī)高分子材料、無機(jī)礦物材料、天然高分子材料接枝聚合復(fù)合在一起，形成多孔性調(diào)濕材料，以吸收各類調(diào)濕材料的優(yōu)點(diǎn)，從而提高了合成材料本身的濕容量和調(diào)濕性能；并通過二次發(fā)泡，在材料上形成大量納米尺寸的孔結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的吸放濕性能。用于館藏文物保護(hù)、食品、藥品、圖書檔案的保管等領(lǐng)域，具有吸放濕響應(yīng)速度快、濕容量大，可再生、重復(fù)利用方便等優(yōu)點(diǎn)。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明實(shí)施例I :一種多孔球型復(fù)合調(diào)濕劑的制備方法，其特征在于步驟如下a、將沸石在450°C下活化2小時(shí)，得到活化后的沸石；b、按質(zhì)量份數(shù)取30份聚丙烯酸，加入到115份氫氧化鈉溶液(將15份氫氧化鈉溶于100份蒸餾水)中中和；然后將O. 9份羧甲基纖維素鈉、3份活化后的沸石、O. 3份過硫酸鉀加入盛有上述溶液(聚丙烯酸與氫氧化鈉溶液中和后得到的溶液)的反應(yīng)器中，在溫度為70°C下，攪拌反應(yīng)，反應(yīng)約30分鐘后，將O. 3份氯化鋁溶于10份蒸餾水中配成溶液加入上述反應(yīng)器中，再加入O. 3份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌反應(yīng)O. 5小時(shí)，出現(xiàn)凝膠效應(yīng)；C、出現(xiàn)凝膠效應(yīng)時(shí)，按質(zhì)量份數(shù)取O. 9份碳酸氫鈉加入到上述反應(yīng)器中，產(chǎn)生氫氧化鋁和二氧化碳，進(jìn)行第一次發(fā)泡，攪拌反應(yīng)O. 5小時(shí)，得到合成產(chǎn)物；d、將合成產(chǎn)物烘干后，在80°C下干燥I小時(shí)，然后將塊狀合成產(chǎn)物剪成I X Icm的立方體小塊；e、在150°C下加熱處理I小時(shí)，使氫氧化鋁分解、水分蒸發(fā)，進(jìn)行二次發(fā)泡、干燥，得到所需的多孔球型復(fù)合調(diào)濕材劑。實(shí)施例2 :—種多孔球型復(fù)合調(diào)濕劑的制備方法，其特征在于步驟如下a、將沸石在450°C下活化2. 5小時(shí)，得到活化后的沸石； b、按質(zhì)量份數(shù)取30份聚丙烯酸，加入到115份氫氧化鈉溶液(將15份氫氧化鈉溶于100份蒸餾水)中中和；然后將I. 8份羧甲基纖維素鈉、4. 5份活化后的沸石、O. 3份過硫酸鉀加入盛有上述溶液(聚丙烯酸與氫氧化鈉溶液中和后得到的溶液)的反應(yīng)器中，在溫度為75°C下，攪拌反應(yīng)，反應(yīng)約30分鐘后，將O. 3份氯化鋁溶于10份蒸餾水中配成溶液加入上述反應(yīng)器中，再加入O. 3份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌反應(yīng)O. 75小時(shí)，出現(xiàn)凝膠效應(yīng)；C、出現(xiàn)凝膠效應(yīng)時(shí)，按質(zhì)量份數(shù)取O. 9份碳酸氫鈉加入到上述反應(yīng)器中，產(chǎn)生氫氧化鋁和二氧化碳，進(jìn)行第一次發(fā)泡，攪拌反應(yīng)O. 75小時(shí)，得到合成產(chǎn)物；d、將合成產(chǎn)物烘干后，在80°C下干燥I. 5小時(shí)，然后將塊狀合成產(chǎn)物剪成IX Icm的立方體小塊；e、在150°C下加熱處理I. 5小時(shí)，使氫氧化鋁分解、水蒸氣蒸發(fā)，進(jìn)行二次發(fā)泡、干燥，得到所需的多孔球型復(fù)合調(diào)濕材劑。實(shí)施例3 :—種多孔球型復(fù)合調(diào)濕劑的制備方法，其特征在于步驟如下a、將沸石在450°C下活化3小時(shí)，得到活化后的沸石；b、按質(zhì)量份數(shù)取30份聚丙烯酸，加入到115份氫氧化鈉溶液(將15份氫氧化鈉溶于100份蒸餾水)中中和；然后將2. 7份羧甲基纖維素鈉、6份活化后的沸石、O. 3份過硫酸鉀加入盛有上述溶液(聚丙烯酸與氫氧化鈉溶液中和后得到的溶液)的反應(yīng)器中，在溫度為80°C下，攪拌反應(yīng)，反應(yīng)約30分鐘后，將O. 3份氯化鋁溶于10份蒸餾水中配成溶液加入上述反應(yīng)器中，再加入O. 3份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌反應(yīng)I小時(shí)，出現(xiàn)凝膠效應(yīng)；C、出現(xiàn)凝膠效應(yīng)時(shí)，按質(zhì)量份數(shù)取O. 9份碳酸氫鈉加入到上述反應(yīng)器中，產(chǎn)生氫氧化鋁和二氧化碳，進(jìn)行第一次發(fā)泡，攪拌反應(yīng)I小時(shí)，得到合成產(chǎn)物；d、將合成產(chǎn)物烘干后，在80°C下干燥2小時(shí)，然后將塊狀合成產(chǎn)物剪成IX Icm的立方體小塊；e、在150°C下加熱處理2小時(shí)，使氫氧化鋁分解、水分蒸發(fā)，進(jìn)行二次發(fā)泡、干燥，得到所需的多孔球型復(fù)合調(diào)濕材劑。上述各實(shí)施例中原料均按質(zhì)量份數(shù)稱取。
權(quán)利要求
1.一種多孔球型復(fù)合調(diào)濕劑的制備方法，其特征在于步驟如下 a、將沸石在450°C下活化2 3小時(shí)，得到活化后的沸石； b、按質(zhì)量份數(shù)取30份聚丙烯酸，加入到由15份氫氧化鈉和100份蒸餾水配成的氫氧化鈉溶液中中和；然后將O. 9 2. 7份羧甲基纖維素鈉、3 6份活化后的沸石、O. 3份過硫酸鉀加入盛有上述溶液的反應(yīng)器中，在溫度為70 80°C下，攪拌反應(yīng)，30分鐘后，將O. 3份氯化鋁溶入10份蒸餾水中配成溶液，加入上述反應(yīng)器中；再加入O. 3份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌反應(yīng)O. 5 I小時(shí)，出現(xiàn)凝膠效應(yīng)； C、按質(zhì)量份數(shù)取O. 9份碳酸氫鈉加入到上述反應(yīng)器中，產(chǎn)生氫氧化鋁和二氧化碳，進(jìn)行第一次發(fā)泡，攪拌反應(yīng)O. 5 I小時(shí)，得到合成產(chǎn)物； d、將合成產(chǎn)物烘干后，在80°C下干燥I 2小時(shí)，然后將塊狀合成產(chǎn)物剪成IXIcm的 立方體小塊； e、在150°C下加熱處理I 2小時(shí)，使氫氧化鋁分解、水分蒸發(fā)，進(jìn)行二次發(fā)泡、干燥，得到所需的多孔球型復(fù)合調(diào)濕劑。
全文摘要
一種多孔球型復(fù)合調(diào)濕劑的制備方法，步驟如下a、將沸石在450℃下活化2～3小時(shí)，得到活化后的沸石；b、按質(zhì)量份數(shù)取30份聚丙烯酸，加入到由15份氫氧化鈉和100份蒸餾水配成的氫氧化鈉溶液中中和；然后將0.9～2.7份羧甲基纖維素鈉、3～6份活化后的沸石、0.3份過硫酸鉀加入盛有上述溶液的反應(yīng)器中，在溫度為70～80℃下，攪拌反應(yīng)，30分鐘后，將0.3份氯化鋁溶入10份蒸餾水中配成溶液，加入上述反應(yīng)器中；再加入0.3份N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌反應(yīng)0.5～1小時(shí)，出現(xiàn)凝膠效應(yīng)；c、按質(zhì)量份數(shù)取0.9份碳酸氫鈉加入到上述反應(yīng)器中，產(chǎn)生氫氧化鋁和二氧化碳，進(jìn)行第一次發(fā)泡，攪拌反應(yīng)0.5～1小時(shí)，得到合成產(chǎn)物；在150℃下加熱處理1～2小時(shí)，使氫氧化鋁分解、水分蒸發(fā)，進(jìn)行二次發(fā)泡、干燥，得到所需的多孔球型復(fù)合調(diào)濕劑；它具有較快的調(diào)濕響應(yīng)速度，較高的濕含量和濕容量；調(diào)節(jié)穩(wěn)定性好；制備簡(jiǎn)便，成本低，效果好；環(huán)保，無污染。
文檔編號(hào)C08J9/08GK102964618SQ20121047357
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者徐鵬飛, 彭志勤, 王秉 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)