專利名稱：具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料及其制備方法和應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的智能環(huán)保型建筑材料，屬于被動室內(nèi)濕度調(diào)節(jié)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
室內(nèi)相對濕度的大小直接影響人體的舒適性、物品的保存以及建筑能耗的多少， 其中涉及化工、醫(yī)藥、食品、文物保存、儀器維護等領(lǐng)域。當室內(nèi)相對濕度低于40%時，會引起木材等的變形、混凝土的開裂、人們皮膚的干燥、灰塵的擴散，這對物品的保存及人體健康產(chǎn)生隱患；當室內(nèi)相對濕度大于70%時，為細菌和微生物的繁殖創(chuàng)造了良好的溫床，食品和藥品會返潮、紙張、皮革、紡織品等會發(fā)霉變形，從而使人類的生活環(huán)境惡化，生活品質(zhì)下降；人們?yōu)榱丝刂剖覂?nèi)相對濕度在一個相對合適的范圍，必須進行除濕和加濕，其中的手段包括冷凝除濕，干燥劑除濕，通風除濕，加濕器加濕等主動的調(diào)節(jié)濕度的方法，其能源消耗量占總的建筑能耗的409Γ50%。在此情況下，一種能夠被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料應運而生。調(diào)濕材料，這一概念是由日本學者西藤宮野等首先提出來的，是指不需要借助任何人工能源和機械設備，依靠自身的吸放濕性能，感應所調(diào)空間空氣溫濕度的變化，從而自動調(diào)節(jié)空氣相對濕度的材料。調(diào)濕材料是無需消耗電力等不可再生能源，具有良好自動調(diào)節(jié)空氣濕度能力的材料，對節(jié)約能源、改善環(huán)境舒適性、促進生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展等具有重要的實際意義。公告日為2011年7月13日，公告號為CN102120175的發(fā)明專利公開了一種提高硅藻土調(diào)濕性的方法，其將硅藻土與一定濃度的無機鹽水溶液在一定條件下反應，抽濾、干燥后得到硅藻土基調(diào)濕材料。但其沒有充分考慮到無機鹽在高濕條件下自身會潮解，在常溫下不穩(wěn)定，易鹽析等。

發(fā)明內(nèi)容
解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是改善硅藻土基調(diào)濕材料的調(diào)濕能力。該硅藻土基調(diào)濕材料為利用可再生資源(木粉)，工業(yè)固體廢料(粉煤灰)的新型的環(huán)境友好型調(diào)濕材料。原材料易得、成本低廉、制作工藝簡單，變能源消耗式的主動調(diào)濕為資源節(jié)約型的被動調(diào)濕的手段。技術(shù)方案一種具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料，調(diào)濕材料的原料組成按重量配比為10份 30份的水泥，30份 50份的粉煤灰，20份 50份的硅藻土，10份 20份的木粉，5份 10份抗菌劑，5份 10份防霉劑，80份 160份水。
所述的水泥型號為32. 5型、32. 5R型、42. 5型或42. 5R型。所述的粉煤灰為燃煤火力發(fā)電廠、燃煤鍋爐或煤燃燒過程中收集的粉塵，細度為 100 目。所述的硅藻土為經(jīng)過500°C 800°C的高溫，lh 8h的煅燒所得，細度為200目。所述的木粉為吸水性木材經(jīng)過干燥粉碎處理所得，所述吸水性木粉為竹木粉或楊木粉，細度為400目。所述的抗菌劑為納米二氧化鈦或銀系抗菌劑。所述的防霉劑為OBPA防霉劑或稻糠粉木塑防霉劑。制備具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料的方法，制備步驟為
(1)對硅藻土進行預處理將硅藻土在500°c、00°C的高溫下煅燒ItTSh；
(2)制備的硅藻土基調(diào)濕材料，按各組分的規(guī)定量充分混合、制漿、注模、成型、拆模、養(yǎng)護，最終得到成品將水泥、粉煤灰、預處理過的硅藻土、木粉、抗菌劑、防霉劑分別倒入攪拌容器中進行充分均勻混合，一邊攪拌一邊加入水，帶原料呈漿狀，將其倒入模具內(nèi)， 在模具表面覆蓋保鮮膜，靜置1天后拆模，放入養(yǎng)護箱養(yǎng)護觀天，即制得硅藻土基調(diào)濕材料。具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料的應用，將硅藻土基調(diào)濕材料貼于承重墻或非承重墻的內(nèi)側(cè)，在409Γ70%的范圍內(nèi)對室內(nèi)相對濕度進行調(diào)節(jié)。有益效果本發(fā)明摻混的輔料中有400目的木粉，木頭的纖維結(jié)構(gòu)本身具有調(diào)節(jié)濕度的作用，木頭磨成400目的粉狀顆粒表面面積和孔隙率大大增加，因此制成的硅藻土基調(diào)濕材料相比沒有摻混木粉的硅藻土基調(diào)濕材料，其濕容量提高10% 50%，調(diào)濕性能也相應得到提高。本發(fā)明是通過不同的煅燒時間(ItTSh)和不同的煅燒溫度(500°C ^SOO0C )來調(diào)節(jié)硅藻土的孔隙大小、孔隙結(jié)構(gòu)，從煅燒前后的掃描電鏡圖可以清楚的看出，煅燒后的硅藻土的圓餅結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂痕和破損，孔隙更加細小，數(shù)量亦隨之增加，從而有助于調(diào)濕材料的調(diào)濕作用。硅藻土的粒度為200目，硅藻土因其具有良好的表面吸附解吸能，其本身就可以作為一種調(diào)濕材料，本發(fā)明以硅藻土為基礎通過不同材料之間的粒度配比和摻混量來調(diào)節(jié)硅藻土基調(diào)濕材料的調(diào)濕性能。本發(fā)明摻混的粉煤灰是工業(yè)生產(chǎn)，尤其是電力生產(chǎn)中的主要固體廢料之一，調(diào)濕材料中加入100目的粉煤灰，相同條件下能夠節(jié)約水泥的用量，減少了用水量，改善了調(diào)濕材料的和易性，真正做到廢物再利用。本發(fā)明中將400目的木粉作為超細料，200目的硅藻土作為中細料，100目的粉煤灰和水泥作為細料，這種孔徑和粒度的階梯式分布和相互填充的作用，體現(xiàn)在調(diào)濕性能上就是調(diào)濕范圍相應拓寬，因為水分在調(diào)濕材料中凝結(jié)或者吸附時填充孔徑的大小都是從小到大依次填充的，相反，水分在調(diào)濕材料中蒸發(fā)或者脫附的發(fā)生時的孔徑都是從大到小依次發(fā)生的。超細料具有較中細料和細料更大的比表面積和孔隙率，因此超細料的加入可以使室內(nèi)的相對濕度維持在相對低的水平并且可以通過調(diào)節(jié)超細料加入量來調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的下限；中細料硅藻土具有很強的表面吸附解吸能，能夠快速吸附水蒸氣；細料粉煤灰和水泥具有相對大的粒徑，加入有助于水分的脫附。超細料、中細料和細料的充分混合， 可以使調(diào)濕材料更加緊實，從而有助于調(diào)濕材料強度的提高和它們各自不同功效的發(fā)揮，
4有助于濕容量的增加和調(diào)濕速度的加快。本發(fā)明摻混的輔料中有抗菌劑和防霉劑，將其用于硅藻土基調(diào)濕材料中，在調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的同時有利于室內(nèi)的空氣品質(zhì)的提高，從而有益于人們身體的健康。


圖1未經(jīng)處理的硅藻土掃描電鏡圖2在800°C煅燒Ih后的硅藻土掃描電鏡圖。
具體實施例方式本發(fā)明以經(jīng)過不同溫度和不同時長煅燒后的硅藻土，細木粉作為起主要調(diào)濕作用的原材料，以水泥作為主要膠結(jié)和強度來源，以粉煤灰作為輔料來節(jié)約水泥用量，從而起到利廢和降低成本之功效，以抗菌劑來殺菌使其具有人類友好性。各種原材料的用量(質(zhì)量百分比)范圍如下
10份 30份的水泥，30份 50份的粉煤灰，20份 50份的硅藻土，10份 20份的木粉， 5份 10份抗菌劑，5份 10份防霉劑，80份 160份水。實施例中制備方法參照將配料加入小型攪拌機中攪拌3 5分鐘，加入水再攪拌5 10分鐘后，倒入模具中，覆蓋保鮮膜以防止水分流失，靜置1天，然后拆模，放入養(yǎng)護箱進行為期20 觀天左右的養(yǎng)護。以下是本發(fā)明的具體應用實例，通過實例可以進一步了解本發(fā)明。其中各原材料的來源為水泥安徽海螺水泥股份有限公司；粉煤灰河北石家莊天昊礦產(chǎn)品加工；硅藻土 天津市科密歐化學試劑有限公司；木粉江蘇常熟龍騰機械有限公司；TiO2:北京王用科技有限公司；銀系抗菌劑桂林艾特利新型材料有限責任公司；稻糠粉木塑防霉劑上海潤河納米材料科技有限公司；OBPA防霉劑山東愛普化學有限公司。實施例1
制備具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料的方法，步驟為
(1)對硅藻土進行預處理將硅藻土在800°c的高溫下煅燒Ih；
(2)制備的硅藻土基調(diào)濕材料，按各組分的規(guī)定量充分混合、制漿、注模、成型、拆模、 養(yǎng)護，最終得到成品將水泥(32. 5R型)、粉煤灰、預處理過的硅藻土、木粉(為吸水性木材經(jīng)過干燥粉碎處理所得，所述吸水性木粉為竹木粉，細度為400目)、納米二氧化鈦抗菌劑、 OBPA防霉劑分別倒入攪拌容器中進行充分均勻混合，一邊攪拌一邊加入水，帶原料呈漿狀， 將其倒入模具內(nèi)，在模具表面覆蓋保鮮膜，靜置1天后拆模，放入養(yǎng)護箱養(yǎng)護觀天，即制得硅藻土基調(diào)濕材料。其中成分配比為25份的水泥，25份的粉煤灰，30份的硅藻土，10份的木粉，3份抗菌劑，3份防霉劑，100份水，1份為1. 5g。具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料的應用，將硅藻土基調(diào)濕材料貼于承重墻或非承重墻的內(nèi)側(cè)，在409Γ70%的范圍內(nèi)對室內(nèi)相對濕度進行調(diào)節(jié)。 調(diào)濕能力在20 °C，80%RH的恒溫恒濕調(diào)節(jié)下，飽和吸濕率為27. 6% ；在20°C， 20%RH的恒溫恒濕調(diào)節(jié)下，飽和放濕率為4. 4%。
本發(fā)明適宜制成板材貼敷于住宅內(nèi)的墻體自動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度。
實施例2
制備具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料的方法，步驟為
(1)對硅藻土進行預處理將硅藻土在800°C的高溫下煅燒2h；
(2)制備的硅藻土基調(diào)濕材料，按各組分的規(guī)定量充分混合、制漿、注模、成型、拆模、 養(yǎng)護，最終得到成品將水泥(32.5型)、粉煤灰、預處理過的硅藻土、木粉(為吸水性木材經(jīng)過干燥粉碎處理所得，所述吸水性木粉為竹木粉，細度為400目)、納米二氧化鈦抗菌劑、 OBPA防霉劑分別倒入攪拌容器中進行充分均勻混合，一邊攪拌一邊加入水，帶原料呈漿狀， 將其倒入模具內(nèi)，在模具表面覆蓋保鮮膜，靜置1天后拆模，放入養(yǎng)護箱養(yǎng)護觀天，即制得硅藻土基調(diào)濕材料。其中成分配比為15份的水泥，20份的粉煤灰，35份的硅藻土，20份的木粉，2份抗菌劑，8份防霉劑，120份水，1份為1. 5g。具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料的應用，將硅藻土基調(diào)濕材料貼于承重墻或非承重墻的內(nèi)側(cè)，在409Γ70%的范圍內(nèi)對室內(nèi)相對濕度進行調(diào)節(jié)。調(diào)濕能力在20 V，80%RH的恒溫恒濕調(diào)節(jié)下，飽和吸濕率為35. 2% ；在20°C， 20%RH的恒溫恒濕調(diào)節(jié)下，飽和放濕率為4. 6%。本發(fā)明適宜制成板材貼敷于博物館內(nèi)的墻體自動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度。 實施例3:
制備具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料的方法，步驟為
(1)對硅藻土進行預處理將硅藻土在700°C的高溫下煅燒3h；
(2)制備的硅藻土基調(diào)濕材料，按各組分的規(guī)定量充分混合、制漿、注模、成型、拆模、 養(yǎng)護，最終得到成品將水泥(42. 5型)、粉煤灰、預處理過的硅藻土、木粉(為吸水性木材經(jīng)過干燥粉碎處理所得，所述吸水性木粉為楊木粉，細度為400目)、銀系抗菌劑、稻糠粉木塑防霉劑分別倒入攪拌容器中進行充分均勻混合，一邊攪拌一邊加入水，帶原料呈漿狀，將其倒入模具內(nèi)，在模具表面覆蓋保鮮膜，靜置1天后拆模，放入養(yǎng)護箱養(yǎng)護28天，即制得硅藻土基調(diào)濕材料。其中成分配比為15份的水泥，10份的粉煤灰，40份的硅藻土，25份的木粉， 8份抗菌劑，8份防霉劑，145份水，1份為1. 5g。具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料的應用， 將硅藻土基調(diào)濕材料貼于承重墻或非承重墻的內(nèi)側(cè)，在409Γ70%的范圍內(nèi)對室內(nèi)相對濕度進行調(diào)節(jié)。調(diào)濕能力在20 V，80%RH的恒溫恒濕調(diào)節(jié)下，飽和吸濕率為46. 5% ；在20°C， 20%RH的恒溫恒濕調(diào)節(jié)下，飽和放濕率為5. 9%。本發(fā)明適宜制成裝飾品懸掛于住宅內(nèi)的墻體自動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度。 實施例4
制備具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料的方法，步驟為
(1)對硅藻土進行預處理將硅藻土在600°C的高溫下煅燒5h；
(2)制備的硅藻土基調(diào)濕材料，按各組分的規(guī)定量充分混合、制漿、注模、成型、拆模、 養(yǎng)護，最終得到成品將水泥(32.5型)、粉煤灰、預處理過的硅藻土、木粉(為吸水性木材經(jīng)過干燥粉碎處理所得，所述吸水性木粉為竹木粉，細度為400目)、納米二氧化鈦抗菌劑、 OBPA防霉劑分別倒入攪拌容器中進行充分均勻混合，一邊攪拌一邊加入水，帶原料呈漿狀， 將其倒入模具內(nèi)，在模具表面覆蓋保鮮膜，靜置1天后拆模，放入養(yǎng)護箱養(yǎng)護觀天，即制得硅藻土基調(diào)濕材料。其中成分配比為10份的水泥，10份的粉煤灰，40份的硅藻土，30份的木粉，10份抗菌劑，10份防霉劑，160份水，1份為1. 5g。具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料的應用，將硅藻土基調(diào)濕材料貼于承重墻或非承重墻的內(nèi)側(cè)，在409Γ70%的范圍內(nèi)對室內(nèi)相對濕度進行調(diào)節(jié)。調(diào)濕能力在20 V，80%RH的恒溫恒濕調(diào)節(jié)下，飽和吸濕率為57. 2% ；在20°C， 20%RH的恒溫恒濕調(diào)節(jié)下，飽和放濕率為11. 8%。本發(fā)明適宜制成板材貼敷于儲藏室內(nèi)(室內(nèi)相對濕度相對低的水平)的墻體自動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度。 實施例5:
制備具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料的方法，步驟為
(1)對硅藻土進行預處理將硅藻土在500°C的高溫下煅燒8h；
(2)制備的硅藻土基調(diào)濕材料，按各組分的規(guī)定量充分混合、制漿、注模、成型、拆模、 養(yǎng)護，最終得到成品將水泥(32. 5R型)、粉煤灰、預處理過的硅藻土、木粉(為吸水性木材經(jīng)過干燥粉碎處理所得，所述吸水性木粉為竹木粉，細度為400目)、納米二氧化鈦抗菌劑、 稻糠粉木塑防霉劑分別倒入攪拌容器中進行充分均勻混合，一邊攪拌一邊加入水，帶原料呈漿狀，將其倒入模具內(nèi)，在模具表面覆蓋保鮮膜，靜置1天后拆模，放入養(yǎng)護箱養(yǎng)護觀天， 即制得硅藻土基調(diào)濕材料。其中成分配比為15份的水泥，10份的粉煤灰，30份的硅藻土，25份的木粉，10份抗菌劑，8份防霉劑，130份水，1份為1.5g。具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料的應用，將硅藻土基調(diào)濕材料貼于承重墻或非承重墻的內(nèi)側(cè)，在409Γ70%的范圍內(nèi)對室內(nèi)相對濕度進行調(diào)節(jié)。調(diào)濕能力在20 V，80%RH的恒溫恒濕調(diào)節(jié)下，飽和吸濕率為42. 8% ；在20°C， 20%RH的恒溫恒濕調(diào)節(jié)下，飽和放濕率為8. 5%。本發(fā)明適宜制成板材貼敷于醫(yī)院內(nèi)的墻體自動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度。
權(quán)利要求
1.一種具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料，其特征是調(diào)濕材料的原料組成按重量配比為10份 30份的水泥，30份 50份的粉煤灰，20份 50份的硅藻土，10份 20份的木粉， 5份 10份抗菌劑，5份 10份防霉劑，80份 160份水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料，其特征是所述的水泥型號為32. 5型、32. 5R型、42. 5型或42. 5R型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料，其特征是所述的粉煤灰為燃煤火力發(fā)電廠、燃煤鍋爐或煤燃燒過程中收集的粉塵，細度為100目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料，其特征是所述的硅藻土為經(jīng)過500°C 800°C的高溫，lh 8h的煅燒所得，細度為200目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料，其特征是所述的木粉為吸水性木材經(jīng)過干燥粉碎處理所得，所述吸水性木粉為竹木粉或楊木粉，細度為400目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料，其特征是所述的抗菌劑為納米二氧化鈦或銀系抗菌劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料，其特征是所述的防霉劑為OBPA防霉劑或稻糠粉木塑防霉劑。
8.制備權(quán)利要求1所述具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料的方法，其特征是制備步驟為(1)對硅藻土進行預處理將硅藻土在500°C、00°C的高溫下煅燒ItTSh；(2)制備的硅藻土基調(diào)濕材料，按各組分的規(guī)定量充分混合、制漿、注模、成型、拆模、 養(yǎng)護，最終得到成品將水泥、粉煤灰、預處理過的硅藻土、木粉、抗菌劑、防霉劑分別倒入攪拌容器中進行充分均勻混合，一邊攪拌一邊加入水，帶原料呈漿狀，將其倒入模具內(nèi)，在模具表面覆蓋保鮮膜，靜置1天后拆模，放入養(yǎng)護箱養(yǎng)護觀天，即制得硅藻土基調(diào)濕材料。
9.具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料的應用，其特征是將硅藻土基調(diào)濕材料貼于承重墻或非承重墻的內(nèi)側(cè)，在409Γ70%的范圍內(nèi)對室內(nèi)相對濕度進行調(diào)節(jié)。
全文摘要
具有被動調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度的材料及其制備方法和應用，調(diào)濕材料的原料組成及重量百分比為10份~30份的水泥，30份~50份的粉煤灰，20份~50份的硅藻土，10份~20份的木粉，5份~10份抗菌劑，5份~10份防霉劑，80份~160份水。該硅藻土基調(diào)濕材料為利用可再生資源(木粉)，工業(yè)固體廢料(粉煤灰)的新型的環(huán)境友好型調(diào)濕材料。原材料易得、成本低廉、制作工藝簡單，變能源消耗式的主動調(diào)濕為資源節(jié)約型的被動調(diào)濕的手段。
文檔編號C04B28/04GK102531491SQ20111044584
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者鄭佳宜, 陳振乾 申請人:東南大學