[發明專利]一種可變色、高效復合調濕劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201110249630.9
• 申請日: 2011-08-29
• 公開（公告）號: CN102432969A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 王吉會;郭孟潔;任曙憑
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C08L33/02
• 分類號: C08L33/02;C08L33/26;C08K9/04;C08K3/34;C09K3/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王秀奎

技術領域

本發明涉及一種調濕劑及其制備方法，具體地說，涉及一種可變色、高效復合調濕劑及其制備方法。

背景技術

隨著人們文化遺產保護意識的提升及博物館、美術館、圖書館等行業的發展，改善、控制文物或物品的保存環境，是延緩文物老化和損壞、實施文物保護的重要環節和基本要求。影響文物或物品保護效果的主要環境因素，有溫度、濕度、光照、空氣污染和微生物等。其中除溫度外，濕度是最基本的影響因素。一般情況下，對文物保存環境的相對濕度要求為40％～60％RH，且需盡量減少濕度的上下波動(羅曦蕓、吳來明、張文清、夏瑋、曹嘉洌，館藏文物保存環境調濕材料研究進展，文物保護與考古科學，2009，21(z1)：11-17)。這是因為當文物或物品，尤其是有機質地文物(如木質類、紙類、紡織品類、皮革類、骨質類文物等)處于干燥環境時，會發生收縮、開裂、翹曲和粉化；而處于潮濕環境時，會發生膨脹，并給微生物、霉菌創造生長環境，使物品留下污點、甚至霉爛。此外，濕度的頻繁和大幅度變化，也會加速物品的疲勞、變形和損壞。

目前，濕度調控最常見的方法是加濕器和空調系統的使用；但這兩種方法需要消耗大量的能源，不符合低碳、生態環保的要求。而調濕材料是一種能夠隨環境濕度的變化而自動吸收、放出潮濕水分，進而保持環境空間濕度相對恒定的材料(冉茂宇，日本對調濕材料的研究及應用，材料導報，2002，16(11)：42-44)。由于調濕材料在調濕過程中的自動性和無能耗性，因而其在建筑(蔣正武、孫振平、王培銘，水泥基自調濕建筑材料及其制備方法，中國專利，CN100357210)、紡織(胡智文、張敬、曹曉曄，一種調濕功能織物的制造方法，中國專利，101962852A)、文物保護(羅曦蕓、金鑫榮，文物保護用復合型調濕劑的機理研究，化工新型材料，2000，(12)：15-17，11)、包裝等領域有著重要的應用前景。

按材料成分，調濕材料大致可分為特種硅膠、無機鹽、無機礦物和有機高分子材料等四大類。其中硅膠和高分子材料的濕容量高，但其放濕性能較差；無機鹽類材料雖然能較好地控制環境濕度，但易潮解、鹽析而污染環境；無機礦物類材料能較好地吸附和釋放水蒸氣，但其濕容量較小、不能完全控制濕度的穩定。

另外，由于受材料吸附特性及放濕滯后等因素的限制，經循環吸放濕后調濕材料的含濕量會逐漸增加，進而使調濕材料的調濕能力逐漸降低。調濕材料如果能像變色硅膠那樣通過顏色的變化定性指示含濕量的多少、并在經過加熱等處理后能恢復其調濕能力，從而可使調濕材料再生并反復應用，以保證文物存儲空間濕度的相對穩定。但目前的調濕材料尚無此類特性；而變色硅膠存在放濕性能較差的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種可變色、高效復合調濕劑及其制備方法，從而使制備出的調濕劑不僅具有很高的濕容量和調濕能力，而且能通過外觀顏色變化反映調濕劑含濕量的多少，以達到能及時通過加熱處理調整調濕劑的調濕能力、盡量減少文物存儲空間濕度波動的目標。

本發明的技術目的通過下述技術方案予以實現：

在本發明的技術方案中，以硅藻土、丙烯酸鈉和丙烯酰胺為原料，通過反相懸浮聚合方法制備出具有高濕容量和調濕能力的硅藻土/聚(丙烯酸-丙烯酰胺)復合調濕材料；然后將復合調濕材料浸入到氯化鈷或龍膽紫溶液中吸收至飽和，之后經分離、粉碎、造粒、烘干后即為成品。具體來說，包括下述步驟

(1)對硅藻土進行有機改性，以增強其與有機聚合物之間的結合性。具體來說，可以先將硅藻土原料進行焙燒以去除水份，例如在600-800℃下焙燒60-90min，然后利用酸液對硅藻土原料進行清洗，以去除雜質，例如按固液質量比1∶3的比例放入到質量百分數為70％H₂SO₄水溶液中，在80-100℃下浸泡4-6小時；接著利用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)對硅藻土進行有機改性，例如將硅藻土加入到質量百分數為2％的十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)水溶液中，并在60℃下攪拌2h，冷卻、洗滌、80-100℃真空干燥60-90min及研磨粉碎后即可得到有機改性硅藻土。

(2)配置反應單體溶液，具體來說，配置一定濃度的堿性溶液，然后緩慢滴入丙烯酸中，通過改變堿性溶液的加入量以獲得不同中和度(60％～100％)的丙烯酸-丙烯酸鈉溶液；再按照丙烯酸與丙烯酸鈉之和與丙烯酰胺質量比例為(1∶3)～(3∶1)將所需的丙烯酰胺加入到丙烯酸-丙烯酸鈉溶液中，制得單體溶液；所述一定濃度的堿性溶液可以選擇質量分數為25％的NaOH水溶液、KOH水溶液。