[发明专利]一种有机—无机复合调湿纸及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种调湿纸及其制备方法，具体地说，涉及一种有机-无机复合调湿纸及其制备方法。 

背景技术

随着人们对生活舒适度要求的提高，湿度的作用和危害日益受到关注。过高的湿度(潮湿环境)会使人呼吸不畅，并诱发胃病、皮疹和风湿性关节炎等疾病(刘兆华，潮湿环境与人体健康，健康，1995，(08)：31)，且有利于细菌的生长并使物品发生霉烂；湿度过低(干燥环境)时，物品易发生脆化、开裂；而当湿度交替变化时，物品因含湿量的变化会加速其疲劳变形和损坏。因此，适宜的湿度环境(40％～60％RH)对人体健康、农作物生长、物品(食品、文物等)保存及精密仪器的运行都具有十分重要的作用。目前，最常见的湿度调控方法是加湿器和空调的使用；但这两种方法需要消耗大量的能源，且会引起室内空气质量的下降，不符合低碳、生态环保的要求。 

调湿材料是一种能够随环境湿度的变化而自动吸收、放出潮湿水分，进而保持环境空间湿度相对恒定的材料(冉茂宇，日本对调湿材料的研究及应用，材料导报，2002，16(11)：42-44)。调湿材料，大致可分成无机调湿材料(硅胶、无机盐、无机矿物等)、有机高分子调湿材料、生物质调湿材料和复合调湿材料等4大类。由于调湿过程的自动性和无能耗性，因而调湿材料在建筑、纺织、文物保护、包装等领域有着重要的应用前景，并相继开发出调湿建筑材料(蒋正武、孙振平、王培铭，水泥基自调湿建筑材料及其制备方法，中国专利，CN100357210)、调湿功能织物(胡智文、张敬、曹晓晔，一种调湿功能织物的制造方法，中国专利，101962852A)、文物调湿剂([1]罗曦云、金鑫荣，文物保护用复合型调湿剂的机理研究.化工新型材料，2000，(12)：15-17，11；[2]徐方圆、解玉林、吴来明，文物保存微环境用调湿材料调湿性能研究，文物保护与考古科学，2009，21(z1)：18-23)等调湿产品。 

纸和纸类产品如壁纸、包装纸等，是在建筑装饰、文物保护和包装行业中有着广泛应用的一类重要材料。传统的纸类材料和纸品，虽然具有一定的吸放湿能力，但调湿能力却不理想。针对此现状，日本特种纸公司的中野修等于上世纪90年代先后开发了酸、碱性吸湿纸及SHC(Super Humidity Controlling paper)调湿纸(中野修，Evolution and development of humidity controlling paper，机能材料，1999，19(3)：20-27)。这种SHC调湿纸是由少量木质纤维和无机吸湿粉体混合并加入一定的粘接剂、经压紧脱水成型而制成的，且其调湿效果优于桐木。天津科技大学的王爱萍等将10％～40％的海泡石加入到 针叶木浆中，并添加少量的羧甲基纤维素经过抄造制成海泡石吸附型的薄页纸(王爱萍，高玉杰，海泡石吸附型薄页纸的研制，中华纸业，2006，27(1)：73-74)。但由于受海泡石等无机矿物材料湿容量不高的限制，这两类调湿材料的湿容量和调湿功能仍有待提高。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种以硅藻土为无机调湿成分、聚丙烯酸(钠)为有机调湿成分，并通过硅藻土/聚丙烯酸(钠)复合调湿组分与木浆复合来合成调湿纸的制备方法。该方法具有制备工艺简单、易操作控制，且制备出的复合调湿纸具有湿容量高、调湿速率快和较高抗张强度的特点。 

本发明的目的通过下述技术方案予以实现： 

本发明的技术方案通过反相悬浮聚合方法制备出具有高湿容量和调湿能力的硅藻土/聚丙烯酸(钠)复合调湿组分；然后将调湿组分加入到针叶木浆中，经充分搅拌混合、抄纸机抄造、干燥后即可制成复合调湿纸。 

首先制备本发明技术方案使用的调湿组分，即硅藻土/聚丙烯酸(钠)复合调湿组分，其中： 

(1)对硅藻土进行有机改性，以增强其与有机聚合物之间的结合性。具体来说，可以先将硅藻土原料进行焙烧以去除水份，例如在600-800℃下焙烧60-90min，然后利用酸液对硅藻土原料进行清洗，以去除杂质，例如按固液质量比1∶3的比例放入到质量百分数为70％H₂SO₄水溶液中，在80-100℃下浸泡4-6小时；接着利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对硅藻土进行有机改性，例如将硅藻土加入到质量百分数为2％的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)水溶液中，并在60℃下搅拌2h，冷却、洗涤、80-100℃真空干燥60-90min及研磨粉碎后即可得到有机改性硅藻土。