[發明專利]一種高效吸濕活性炭纖維復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310181994.7
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103406003A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 馬蘭;栗麗;周茅峰;陳宗南;李凱;葉平偉;吳瓊;袁曉華
• 申請（專利權）人: 江蘇同康特種活性炭纖維面料有限公司;中國人民解放軍63971部隊
• 主分類號: B01D53/28
• 分類號: B01D53/28
• 代理公司: 中國人民解放軍防化研究院專利服務中心 11046
• 代理人: 劉永盛;林英

技術領域

本發明涉及一種高效吸濕材料及其制備方法，用于空調設備及密閉空間室內除濕、吸附制冷領域。

背景技術

在悶熱的夏天，有時除濕比降溫更加有效，但壓縮機制冷除濕需要消耗大量的能源。在坑道、礦山避難倉等密閉空間，人員呼吸及皮膚蒸發會產生大量水氣，空氣除濕是提高人員生存質量的重要措施。無耗能的高效吸濕材料是必不可少的。在當今能源短缺、環境污染日益嚴重的情況下，吸附除濕系統具有無污染、可再生、可利用綠色能源等獨特的優點。吸附除濕系統是利用吸濕劑吸收和解吸空氣中的水分的過程，其核心是吸濕劑。因此，開發用于除濕系統的高效吸濕劑有十分重要的意義。

目前，用于除濕系統的吸濕劑，主要有氯化鋰、氯化鈣、硅膠、氧化鋁、分子篩、活性炭等。除濕系統進行除濕、加濕的過程中，更重要的是應對水具有強的吸附能力并方便再生，現有吸濕劑均存在吸水速度慢或吸濕能力低等問題。硅膠系列和氧化鋁系列吸附水氣的效率低，容量小，易破裂等缺點。其中吸濕速度最快的是氯化鋰、氯化鈣等金屬鹽類，但氯化鋰、氯化鈣雖然吸濕快，卻存在腐蝕性高、易潮解的問題。通常在吸收自重90％左右的水氣后即溶解為液態的濃溶液。雖然此濃溶液還有吸水能力，但已不方便使用和再生?；钚蕴侩m然具有很高的比表面積和孔隙率，但它對氣態水的吸附等溫線是S型的，即低水氣分壓下吸附量很小。吸附的速率也比較低。

許多人都在研究復合吸濕材料，如在無機多孔材料上負載聚苯乙烯磺酸鈉或由羥基丁二酸交聯的聚乙烯醇；申請號：93111754.2，以γ-Al₂O₃球為骨架，浸漬由氯化鈷、硫代氰酸鉀配成的水溶液，可以通過變色指示吸濕劑失效；申請號：201110165375.X，將吸濕劑MgSO4·nH2O(0≤n≤3)表示的硫酸鎂吸濕劑分散到熱塑性樹脂中；能夠使平衡濕度保持一定給定的值；申請號：200810199158.0公開了一種具有殼-核結構的高選擇性吸濕劑及其制備方法；該吸濕劑是以表面含羥基的無機多孔材料為內核、親水性聚合物超薄膜為外殼的有機-無機復合吸附劑；申請號：201010245238.2公開了一種一種除濕、除異味的干燥劑及其制備方法，是一種：超高分子量聚乙烯40％～75％；吸水劑20％～55％；活性炭5％～40％的粉末混合物，通過燒結工藝使粉末載體成塊。由于載體材料的水容量有限，這些復合吸濕劑的吸濕量一般在60-80％，不超過100％。許多改性淀粉聚合物類吸水劑，如嬰兒尿褲中使用的材料，其吸收液態水量可以達到自重的幾百倍，但在空氣中幾乎不能吸附氣態水，也不能吸附濃的鹽溶液。

發明內容

本發明的目的是解決空調設備及密閉空間室內除濕等問題，提供一種高效吸濕活性炭纖維復合材料及其制備方法。

本發明的高效吸濕活性炭纖維復合材料質量百分組成如下：

活性炭纖維制品????30％～80％

金屬鹽吸濕劑??????20％～70％

分散劑????????????0.2％～5％

以上各組分之和為100％；活性炭纖維制品為活性炭纖維布、活性炭纖維氈或活性炭纖維制成的成形體，活性炭纖維制品的BET比表面積為1000～2000m²/g，中孔容積為0.2～0.5cm³/g；余屬鹽吸濕劑為Mgso₄、CaCl₂、LiCl、LiBr中一種以上；分散劑為陰離子表面活性劑、陽離于表面活性劑或非離子表面活性劑。

本發明的復合材料制備方法如下：

a)將活性炭纖維制品烘干待用；烘干溫度120～150℃，烘干時間1～3小時；

b)將金屬鹽吸濕劑、分散劑按質量百分比10％～40％∶0.2％～3％配比制成水溶液待用；

c)取1份烘干的活性炭纖維制品，浸漬于10份配好的吸濕劑溶液中，放置2～12小時，取出壓干剩余的溶液；

d)將浸漬好的活性炭纖維制品放到烘箱中烘干，烘干溫度120～150℃，烘干時間2～4小時，得到高效吸濕活性炭纖維復合材料成品；

e)將烘干的活性炭纖維復合材料快速密封包裝，避免吸入空氣中的濕氣。

本發明的高效吸濕活性炭纖維復合材料飽和吸濕容量為活性炭纖維材料自身重量的500％。

本發明的高效吸濕活性炭纖維復合材料吸濕飽和后通過烘干、晾干或曬干方式去除所吸收的水分，恢復原始吸濕性能。