[發(fā)明專利]一種具有調(diào)濕功能材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910186822.2
• 申請日: 2009-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN101711972A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉明泉;劉陽
• 申請（專利權(quán)）人: 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J20/10
• 分類號(hào): B01J20/10;B01J20/30;B01D53/28
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無機(jī)-有機(jī)復(fù)合材料的制備，具體是一種具有調(diào)濕功能材料及其制備方法。

背景技術(shù)

眾所周知，人類生存最適宜環(huán)境的相對濕度在40～70％之間，在這個(gè)空氣濕度范圍內(nèi)細(xì)菌的數(shù)量最少，空氣具有一定的臭氧發(fā)生率，使空氣得到凈化。而室內(nèi)的相對濕度常受外界氣候(如雨季和旱季)的影響而變化，對于室內(nèi)相對濕度的控制，如果采用機(jī)械的方法，如空調(diào)系統(tǒng)來控制相對濕度，必然對整個(gè)系統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的要求提高，并且設(shè)備投資、機(jī)械的日夜運(yùn)轉(zhuǎn)及其能量的消耗等方面花費(fèi)昂貴，既造成大氣污染也不符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，而且其在控制微小空間濕度上也顯得無能為力。因此，研究開發(fā)在不同濕度條件下能夠自動(dòng)對室內(nèi)水蒸汽產(chǎn)生吸附、解吸等性能的調(diào)濕功能材料十分有意義。

目前，作為調(diào)濕材料主要分為兩類：一類是利用調(diào)濕鹽作為調(diào)濕基材，這一類包括無機(jī)鹽類和有機(jī)樹脂類。另一類是利用木材、石膏、沸石粉等多孔介質(zhì)作為調(diào)濕基材，如公告號(hào)CN1834049A中國專利水泥基自調(diào)濕建筑材料及其制備方法等專利。目前，國內(nèi)外開發(fā)和應(yīng)用的比較多的是第二類調(diào)濕材料，但生產(chǎn)工藝過于復(fù)雜，所用材料成本過高，在調(diào)濕容量、調(diào)濕響應(yīng)率等方面性能還不太理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)成本低廉、工藝簡單、無毒環(huán)保的調(diào)濕功能材料及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種具有調(diào)濕功能材料，其組份重量百分比為：云母15～18％、硅溶膠70～75％、高嶺土3～4％、蒙脫石1～2％、交聯(lián)劑5～8％、分散劑0.1～0.2％；

所述硅溶膠中SiO₂含量25～30％；

所述交聯(lián)劑為丙烯酸酯，其含量為20～30％；

所述分散劑為水玻璃或聚丙烯酸鈉。

制備上述一種具有調(diào)濕功能材料的方法為：首先將云母、硅溶膠、高嶺土、蒙脫石、分散劑，按上述組成配料，經(jīng)球磨12～24小時(shí)混均后，添加交聯(lián)劑，攪拌30分鐘，然后按所需產(chǎn)品形狀成型，自然干燥后即可形成具有調(diào)濕功能材料；

所述云母原料過800目篩，高嶺土、蒙脫石原料過325目篩。

硅溶膠中的無定型SiO₂粒子其大小在10～30納米，硅溶膠脫水后，粒子之間形成幾個(gè)納米的空隙，具有巨大的比表面積，因而能吸附大量物理化學(xué)水，而且吸附可逆，是一種有效的濕度調(diào)節(jié)劑；但由于其在水的吸附與解吸循環(huán)中呈現(xiàn)滯后現(xiàn)象，使其受到限制。

云母本身具有一定的吸附性能，由于其特殊的結(jié)構(gòu)，在加工和制備過程中，其層狀結(jié)構(gòu)中會(huì)形成幾個(gè)納米的縫隙，片狀結(jié)構(gòu)的云母堆積后能夠形成100～1000納米的空隙，當(dāng)與硅溶膠相互混合后，這種孔結(jié)構(gòu)就會(huì)調(diào)節(jié)硅溶膠對水的吸附與解吸循環(huán)中呈現(xiàn)滯后現(xiàn)象，使之形成具有吸濕容量大、響應(yīng)速度快的自調(diào)濕功能材料。

高嶺土、蒙脫石粘土均為層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，具有吸附和解吸水蒸氣的特性，雖然他們的吸濕容量小，但對調(diào)節(jié)本發(fā)明的調(diào)濕功能材料的成型性能起到重要作用。丙烯酸酯本身也具有一定的調(diào)濕作用，同時(shí)丙烯酸酯的引入可以提高調(diào)濕功能材料的強(qiáng)度。

制備的調(diào)濕功能材料其空隙大小在5～200納米之間(如圖1所示)，調(diào)濕范圍在35～55％之間。制備的調(diào)濕功能材料采用的原料成本低、來源廣、制備工藝簡單，而且所使用的原料無毒，材料的制備無需煅燒，符合“清潔生產(chǎn)”的要求。

附圖說明

附圖1為采用掃描電鏡測得制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的照片。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1-5：

按以下組成將云母、硅溶膠、高嶺土、蒙脫石、水玻璃或聚丙烯酸鈉配料，經(jīng)球磨使之混合均勻后，添加丙烯酸酯，攪拌30分鐘，然后按所需產(chǎn)品形狀成型，自然干燥后即可形成具有調(diào)濕功能材料。