本發(fā)明涉及一種復(fù)合調(diào)濕材料，屬于調(diào)濕材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
空氣濕度不僅對空氣質(zhì)量、人體健康及物品的存放有著重要的影響，而且對節(jié)能減排也有著重要的作用。這是由于空氣濕度范圍在40％～60％內(nèi)，細(xì)菌、病毒的數(shù)量最少，各種病癥及對人有害的各種化學(xué)作用發(fā)生的可能性最低，同時(shí)，空氣濕度能衡量主動(dòng)式調(diào)節(jié)濕度的耗能。然而，主動(dòng)式調(diào)節(jié)濕度，要消耗人工能源，污染環(huán)境和破壞生態(tài)，不符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
為了符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，人們研究發(fā)現(xiàn)：一種被動(dòng)式生態(tài)性方法調(diào)節(jié)濕度，且無需消耗不可再生能源—調(diào)濕材料。調(diào)濕材料是指不需要借助任何人工能源和機(jī)械設(shè)備，依靠自身的吸放濕性能，感應(yīng)所調(diào)空間空氣溫濕度的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣相對濕度的材料。一般而言，調(diào)濕材料可分為特種硅膠、無機(jī)鹽類、無機(jī)礦物類、有機(jī)高分子類等4種。硅膠雖然是一種有效的濕度控制材料，但由于其在水的吸附與解吸循環(huán)中呈現(xiàn)較嚴(yán)重的滯后現(xiàn)象，使其應(yīng)用受到很大的限制；無機(jī)鹽類調(diào)濕材料雖然能夠通過選擇適當(dāng)?shù)柠}水飽和溶液來維持空間的濕度，但由于大部分固體無機(jī)鹽隨吸濕量的增加自身將緩慢潮解，且在常溫下不穩(wěn)定、極易產(chǎn)生鹽析，并隨著時(shí)間的延長而日趨嚴(yán)重，從而對保存物品的空間產(chǎn)生污染，使其應(yīng)用受到一定的限制；無機(jī)礦物類調(diào)濕材料雖具有內(nèi)部微孔多、比表面積大、吸附能力強(qiáng)，但是濕容量較小，使其應(yīng)用也受到一定的限制；有機(jī)調(diào)濕材料雖然吸濕量大，吸濕速度快，但放濕量小，放濕速度慢，使其應(yīng)用也受到一定的限制。
單一的調(diào)濕材料不能同時(shí)具備高吸濕容量、較大的吸/放濕速率等特點(diǎn)，很難滿足人們的要求，而復(fù)合調(diào)濕材料因其兼具濕容量大及吸放濕速率高的優(yōu)點(diǎn)，已成為調(diào)濕材料的研究熱點(diǎn)。目前，復(fù)合調(diào)濕材料雖有：無機(jī)鹽/有機(jī)高分子、無機(jī)鹽/無機(jī)礦物、無機(jī)鹽/有機(jī)高分子/無機(jī)礦物復(fù)合調(diào)濕材料，但是這些復(fù)合調(diào)濕材料的濕容量、吸放濕速率不是那么理想。這在某種程度上阻礙了復(fù)合調(diào)濕材料的推廣與應(yīng)用。因此，繼續(xù)探索與研究復(fù)合調(diào)濕材料是非常有價(jià)值的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出了一種濕容量大、吸放濕速率高的復(fù)合調(diào)濕材料。
一種復(fù)合調(diào)濕材料，由以下重量份配比的各組分制成：CaCl2·6H2O 7～9份、ZnSO4·7H2O 3～5份、貝殼粉2～4份、硬硅鈣石1～3份、石榴石3～6份、尖晶石3～6份、羧甲基淀粉鈉4～6份、羧甲基纖維素4～8份、聚丙烯酸鈉5～7份、殼聚糖4～7份、木質(zhì)素磺酸鈉1～3份、海藻酸鈉1～3份、納米二氧化硅0.3～0.7份。
優(yōu)選地，
一種復(fù)合調(diào)濕材料，由以下重量份配比的各組分制成：CaCl2·6H2O 8份、ZnSO4·7H2O 4份、貝殼粉3份、硬硅鈣石2份、石榴石4份、尖晶石4份、羧甲基淀粉鈉5份、羧甲基纖維素6份、聚丙烯酸鈉6份、殼聚糖6份、木質(zhì)素磺酸鈉2份、海藻酸鈉2份、納米二氧化硅0.5份。
其中，所述的貝殼粉、硬硅鈣石、石榴石、尖晶石的目數(shù)為100～200目；所述的納米二氧化硅的粒徑為50～100nm；所述的石榴石為熔鹽法制備Fe3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材料；所述的尖晶石為熔鹽法制備鎂鋁尖晶石多孔陶瓷材料。
本發(fā)明的復(fù)合調(diào)濕材料的原理如下：
首先，把具有強(qiáng)親水性基團(tuán)和三維交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的羧甲基淀粉鈉、羧甲基纖維素、聚丙烯酸鈉、殼聚糖進(jìn)行復(fù)合，降低了調(diào)濕材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)連續(xù)度，同時(shí)不同的親水基團(tuán)相互協(xié)同作用，從而使提高吸濕速率，進(jìn)而增大調(diào)濕材料的濕容量；其次，為了改善調(diào)濕材料的放濕性能，加入貝殼粉和硬硅鈣石，這樣不僅能將自身的孔隙結(jié)構(gòu)嵌入三維交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，而且它們相互結(jié)合處可形成縫隙，從而提高調(diào)濕材料的放濕性能；再次，將CaCl2·6H2O和ZnSO4·7H2O進(jìn)行復(fù)合，擴(kuò)寬了調(diào)濕蒸汽壓和相對濕度的范圍，一方面增大了調(diào)濕材料的放濕推動(dòng)力，提高放濕速率，另一方面，它們本身可以發(fā)生吸濕潮解，形成飽和鹽溶液，從而增大調(diào)濕材料的濕容量；最后，多孔石榴石和尖晶石的加入，擴(kuò)寬調(diào)濕材料的孔徑范圍，能大幅度地提高調(diào)濕材料的調(diào)濕作用，同時(shí)，海藻酸鈉修飾的作用，能使調(diào)濕材料進(jìn)一步地提高濕容量。此外，納米二氧化硅在木質(zhì)素磺酸鈉的分散作用下，不僅擴(kuò)寬調(diào)濕材料的孔徑范圍、改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、增加比表面積和吸附能力，從而提高調(diào)濕材料的調(diào)濕作用，而且還使調(diào)濕材料具有抗菌作用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
首先，本發(fā)明采用多種材料進(jìn)行復(fù)合：采用高分子/高分子復(fù)合、無機(jī)礦物/無機(jī)礦物復(fù)合、無機(jī)鹽/無機(jī)鹽復(fù)合和多孔陶瓷/多孔陶瓷復(fù)合；然后，把這些復(fù)合材料在整體復(fù)合，充分利用各種材料的優(yōu)點(diǎn)，克服單一復(fù)合材料的缺陷，提高調(diào)濕材料的濕容量和吸放濕速率；最后，海藻酸鈉修飾的作用，能使調(diào)濕材料進(jìn)一步地提高濕容量。此外，在納米二氧化硅的作用下，不僅擴(kuò)寬調(diào)濕材料的孔徑范圍、改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、增加比表面積和吸附能力，從而提高調(diào)濕材料的調(diào)濕作用，而且還能使調(diào)濕材料具有抗菌作用。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種復(fù)合調(diào)濕材料，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
一種復(fù)合調(diào)濕材料，由以下重量份配比的各組分制成：CaCl2·6H2O 7～9份、ZnSO4·7H2O 3～5份、貝殼粉2～4份、硬硅鈣石1～3份、石榴石3～6份、尖晶石3～6份、羧甲基淀粉鈉4～6份、羧甲基纖維素4～8份、聚丙烯酸鈉5～7份、殼聚糖4～7份、木質(zhì)素磺酸鈉1～3份、海藻酸鈉1～3份、納米二氧化硅0.3～0.7份。
其中，所述的貝殼粉、硬硅鈣石、石榴石、尖晶石的目數(shù)為100～200目；所述的納米二氧化硅的粒徑為50～100nm；所述的石榴石為熔鹽法制備Fe3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材料；所述的尖晶石為熔鹽法制備鎂鋁尖晶石多孔陶瓷材料。
實(shí)施例1
在本實(shí)施例中，貝殼粉、硬硅鈣石、石榴石、尖晶石的目數(shù)為150目；納米二氧化硅的粒徑為80nm；石榴石為熔鹽法制備Fe3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材料；尖晶石為熔鹽法制備鎂鋁尖晶石多孔陶瓷材料。
一種復(fù)合調(diào)濕材料，由以下重量份配比的各組分制成：CaCl2·6H2O 8份、ZnSO4·7H2O 4份、貝殼粉3份、硬硅鈣石2份、石榴石4份、尖晶石4份、羧甲基淀粉鈉5份、羧甲基纖維素6份、聚丙烯酸鈉6份、殼聚糖6份、木質(zhì)素磺酸鈉2份、海藻酸鈉2份、納米二氧化硅0.5份。
實(shí)施例2
在本實(shí)施例中，貝殼粉、硬硅鈣石、石榴石、尖晶石的目數(shù)為100目；納米二氧化硅的粒徑為50nm；石榴石為熔鹽法制備Fe3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材料；尖晶石為熔鹽法制備鎂鋁尖晶石多孔陶瓷材料。
一種復(fù)合調(diào)濕材料，由以下重量份配比的各組分制成：CaCl2·6H2O 7份、ZnSO4·7H2O 3份、貝殼粉2份、硬硅鈣石1份、石榴石3份、尖晶石3份、羧甲基淀粉鈉4份、羧甲基纖維素4份、聚丙烯酸鈉5份、殼聚糖4份、木質(zhì)素磺酸鈉1份、海藻酸鈉1份、納米二氧化硅0.3份。
實(shí)施例3
在本實(shí)施例中，貝殼粉、硬硅鈣石、石榴石、尖晶石的目數(shù)為200目；納米二氧化硅的粒徑為100nm；石榴石為熔鹽法制備Fe3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材料；尖晶石為熔鹽法制備鎂鋁尖晶石多孔陶瓷材料。
一種復(fù)合調(diào)濕材料，由以下重量份配比的各組分制成：CaCl2·6H2O 9份、ZnSO4·7H2O 5份、貝殼粉4份、硬硅鈣石3份、石榴石6份、尖晶石6份、羧甲基淀粉鈉6份、羧甲基纖維素8份、聚丙烯酸鈉7份、殼聚糖7份、木質(zhì)素磺酸鈉3份、海藻酸鈉3份、納米二氧化硅0.7份。
對比例1
在本實(shí)施例中，貝殼粉、硬硅鈣石、石榴石、尖晶石的目數(shù)為150目；納米二氧化硅的粒徑為80nm；石榴石為熔鹽法制備Fe3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材料；尖晶石為熔鹽法制備鎂鋁尖晶石多孔陶瓷材料。
一種復(fù)合調(diào)濕材料，由以下重量份配比的各組分制成：CaCl2·6H2O 8份、貝殼粉3份、硬硅鈣石2份、石榴石4份、尖晶石4份、羧甲基淀粉鈉5份、羧甲基纖維素6份、聚丙烯酸鈉6份、殼聚糖6份、木質(zhì)素磺酸鈉2份、海藻酸鈉2份、納米二氧化硅0.5份。
對比例2
在本實(shí)施例中，硬硅鈣石、石榴石的目數(shù)為150目；納米二氧化硅的粒徑為80nm；石榴石為熔鹽法制備Fe3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材料。
一種復(fù)合調(diào)濕材料，由以下重量份配比的各組分制成：CaCl2·6H2O 8份、ZnSO4·7H2O 4份、硬硅鈣石2份、石榴石4份、羧甲基淀粉鈉5份、羧甲基纖維素6份、聚丙烯酸鈉6份、殼聚糖6份、木質(zhì)素磺酸鈉2份、海藻酸鈉2份、納米二氧化硅0.5份。
對比例3
在本實(shí)施例中，貝殼粉、硬硅鈣石、石榴石、尖晶石的目數(shù)為150目；納米二氧化硅的粒徑為80nm；石榴石為熔鹽法制備Fe3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材料；尖晶石為熔鹽法制備鎂鋁尖晶石多孔陶瓷材料。
一種復(fù)合調(diào)濕材料，由以下重量份配比的各組分制成：CaCl2·6H2O 8份、ZnSO4·7H2O 4份、貝殼粉3份、硬硅鈣石2份、石榴石4份、尖晶石4份、羧甲基淀粉鈉5份、殼聚糖6份、木質(zhì)素磺酸鈉2份、海藻酸鈉2份、納米二氧化硅0.5份。
對比例4
在本實(shí)施例中，貝殼粉、硬硅鈣石、石榴石、尖晶石的目數(shù)為150目；石榴石為熔鹽法制備Fe3Al2(SO4)3石榴石多孔陶瓷材料；尖晶石為熔鹽法制備鎂鋁尖晶石多孔陶瓷材料。
一種復(fù)合調(diào)濕材料，由以下重量份配比的各組分制成：CaCl2·6H2O 8份、ZnSO4·7H2O 4份、貝殼粉3份、硬硅鈣石2份、石榴石4份、尖晶石4份、羧甲基淀粉鈉5份、羧甲基纖維素6份、聚丙烯酸鈉6份、殼聚糖6份、木質(zhì)素磺酸鈉2份、海藻酸鈉2份。
另外，為了說明本發(fā)明復(fù)合調(diào)濕材料的調(diào)濕效果，申請人進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示：
表1復(fù)合調(diào)濕材料的調(diào)濕效果
當(dāng)然，上面只是本發(fā)明優(yōu)選的具體實(shí)施方式作了詳細(xì)描述，并非以此限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，凡依本發(fā)明的原理、構(gòu)造以及結(jié)構(gòu)所作的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。