[发明专利]一种新型表面接枝改性无机纳米调湿材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于改性无机材料的制备技术领域，尤其是涉及一种新型表面接枝改性无机纳米调湿材料的制备方法，

背景技术

空气湿度是一个与人们生活和生产有密切关系的重要环境参数。湿度对人体舒适度、室内空气质量、物品的保护都有重要意义。目前温度的控制已经比较简单有效，但对空气湿度的控制还是比较困难，尤其对文物、药品、高档珠宝等来说，环境相对湿度波动造成的损害比温度造成的损害大。因此对湿度进行有效控制显得更为重要和迫切。调湿材料是无需消耗电力等不可再生能源、具有良好自动调节空气湿度能力的生态环境材料，对节约能源、改善环境舒适性、促进生态环境的可持续发展等具有重要意义。

纳米管埃洛石是一种铝硅酸盐矿物，具有纳米中空管状结构，管径在10～30nm之间，管长在10～30um之间，表面和层间含有活泼羟基。其化学组成与高岭石相同，但比高岭石含有更高的水分，具有比表面积较大，热稳定性优良的特征。其在催化剂、功能材料、陶瓷材料、纳米复合材料、环境保护等方面具有广泛的应用前景，如在化学工业上可合成分子筛和作催化剂的载体，在塑料、橡胶和油漆工业中用作填料等。事实上，纳米管埃洛石所具有的特殊纳米管道结构及其表面和层间存在活泼羟基的结构特性为其具有调湿性能提供了理论基础，而且这种结构特性有利于其吸放湿性的进一步改进。

在纳米管埃洛石表面接枝上具有一定聚合度的亲水性高分子，一方面能使其湿容量得到提高，另一方面利于纳米管埃洛石进一步与别的有机调湿材料复合，制备性能更优的有机/无机复合调湿材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型表面接枝改性无机纳米调湿材料的制备方法。为此，本发明采用的技术方案是这样的：

A)将粉状纳米管埃洛石(200-500目)以重量比1∶10～100加入到水中，离心分离10～30min，将矿浆中悬浮的埃洛石过滤，干燥，制得纯化纳米管埃洛石；

B)将纯化后的纳米管埃洛石以重量比1∶10～20加入到质量百分比浓度为3～10％的盐酸溶液中，在20～30℃温度下，搅拌2～3小时，干燥，制得酸化纳米管埃洛石；

C)取酸化后的纳米管埃洛石以重量比1∶5～15加入到质量百分比浓度5～10％的乙醇溶液中，超声波分散10～30min，加入纯埃洛石量2～8％(质量百分比)的硅烷偶联剂KH-590溶液，超声波分散40～60min，过滤并干燥，制得有机改性纳米管埃洛石；

D)将有机改性纳米管埃洛石加入到乙醇的水溶液中，再在其中加入过氧化苯甲酰和亲水性单体，其中乙醇水溶液的比例为乙醇1份、水50～300份，有机改性纳米管埃洛石和乙醇水溶液的比例为1∶10～30；过氧化苯甲酰的用量为有机改性纳米管埃洛石的0.2～3％；亲水性单体为丙烯酸或丙烯酰胺，其用量为有机改性纳米管埃洛石的50～300％；混合后在50～80℃下，搅拌2～3小时，过滤并干燥，制得新型表面接枝改性无机纳米调湿材料。

本发明制备的表面接枝改性无机纳米调湿材料，具有湿度响应速度快的特点，同时由于在纳米管埃洛石表面接枝上具有一定聚合度的亲水性高分子，一方面能使其湿容量得到提高，另一方面利于纳米管埃洛石进一步与别的有机调湿材料复合，制备性能更佳的有机/无机复合调湿材料。

具体实施方式

A)将粉状纳米管埃洛石以200目和500目两次过筛，取粒径在200-500目的粉状纳米管埃洛石，称取1kg，加入到50kg水中，离心分离30min，将矿浆中悬浮的埃洛石过滤，干燥，制得纯化纳米管埃洛石；

B)将纯化后的纳米管埃洛石700g加入到10kg质量百分比浓度为10％的盐酸溶液中，在20～30℃温度下，搅拌2小时，干燥，制得酸化纳米管埃洛石；

C)取酸化后的纳米管埃洛石700g，加入到10L质量百分比浓度5％的乙醇溶液中，超声波分散20min，加入400g硅烷偶联剂KH-590溶液，超声波分散40～60min，过滤并干燥，制得有机改性纳米管埃洛石；

D)取有机改性纳米管埃洛石500g加入到10L质量百分比浓度2％的乙醇溶液中，再在其中加入过氧化苯甲酰5g和丙烯酰胺400g；混合后在50～80℃下，搅拌2～3小时，过滤并干燥，制得新型表面接枝改性无机纳米调湿材料。