[发明专利]一种具有调湿功能材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机-有机复合材料的制备，具体是一种具有调湿功能材料及其制备方法。

背景技术

众所周知，人类生存最适宜环境的相对湿度在40～70％之间，在这个空气湿度范围内细菌的数量最少，空气具有一定的臭氧发生率，使空气得到净化。而室内的相对湿度常受外界气候(如雨季和旱季)的影响而变化，对于室内相对湿度的控制，如果采用机械的方法，如空调系统来控制相对湿度，必然对整个系统建筑结构的要求提高，并且设备投资、机械的日夜运转及其能量的消耗等方面花费昂贵，既造成大气污染也不符合可持续发展战略，而且其在控制微小空间湿度上也显得无能为力。因此，研究开发在不同湿度条件下能够自动对室内水蒸汽产生吸附、解吸等性能的调湿功能材料十分有意义。

目前，作为调湿材料主要分为两类：一类是利用调湿盐作为调湿基材，这一类包括无机盐类和有机树脂类。另一类是利用木材、石膏、沸石粉等多孔介质作为调湿基材，如公告号CN1834049A中国专利水泥基自调湿建筑材料及其制备方法等专利。目前，国内外开发和应用的比较多的是第二类调湿材料，但生产工艺过于复杂，所用材料成本过高，在调湿容量、调湿响应率等方面性能还不太理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种生产成本低廉、工艺简单、无毒环保的调湿功能材料及其制备方法。

本发明的技术方案是：一种具有调湿功能材料，其组份重量百分比为：云母15～18％、硅溶胶70～75％、高岭土3～4％、蒙脱石1～2％、交联剂5～8％、分散剂0.1～0.2％；

所述硅溶胶中SiO₂含量25～30％；

所述交联剂为丙烯酸酯，其含量为20～30％；

所述分散剂为水玻璃或聚丙烯酸钠。

制备上述一种具有调湿功能材料的方法为：首先将云母、硅溶胶、高岭土、蒙脱石、分散剂，按上述组成配料，经球磨12～24小时混均后，添加交联剂，搅拌30分钟，然后按所需产品形状成型，自然干燥后即可形成具有调湿功能材料；

所述云母原料过800目筛，高岭土、蒙脱石原料过325目筛。

硅溶胶中的无定型SiO₂粒子其大小在10～30纳米，硅溶胶脱水后，粒子之间形成几个纳米的空隙，具有巨大的比表面积，因而能吸附大量物理化学水，而且吸附可逆，是一种有效的湿度调节剂；但由于其在水的吸附与解吸循环中呈现滞后现象，使其受到限制。

云母本身具有一定的吸附性能，由于其特殊的结构，在加工和制备过程中，其层状结构中会形成几个纳米的缝隙，片状结构的云母堆积后能够形成100～1000纳米的空隙，当与硅溶胶相互混合后，这种孔结构就会调节硅溶胶对水的吸附与解吸循环中呈现滞后现象，使之形成具有吸湿容量大、响应速度快的自调湿功能材料。

高岭土、蒙脱石粘土均为层状结构的硅酸盐矿物，具有吸附和解吸水蒸气的特性，虽然他们的吸湿容量小，但对调节本发明的调湿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调湿作用，同时丙烯酸酯的引入可以提高调湿功能材料的强度。

制备的调湿功能材料其空隙大小在5～200纳米之间(如图1所示)，调湿范围在35～55％之间。制备的调湿功能材料采用的原料成本低、来源广、制备工艺简单，而且所使用的原料无毒，材料的制备无需煅烧，符合“清洁生产”的要求。

附图说明

附图1为采用扫描电镜测得制品内部结构的照片。

具体实施方式

实施例1-5：

按以下组成将云母、硅溶胶、高岭土、蒙脱石、水玻璃或聚丙烯酸钠配料，经球磨使之混合均匀后，添加丙烯酸酯，搅拌30分钟，然后按所需产品形状成型，自然干燥后即可形成具有调湿功能材料。