[发明专利]一种能够高效调湿的高分子调湿剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环保建筑材料领域，具体涉及一种能够高效调湿的高分子调湿剂的制备方法。

背景技术

    我国南方降雨量多，尤其是每年6月中下旬至7月上半月之间持续天阴有雨的梅雨季节，空气湿度大、气温高，衣物等容易发霉。例如，现代的建造房屋多是镶板、预制板(或顶制品)、钢筋混凝土、金属框格窗等材料，故气密性高，结露的问题多。其原因是房屋气密性好，通风差，生活水平提高，用水增加，使用石油气炉、煤气炉等暖房器具等，造成结露观象严重。特别是厨房、洗澡房、洗脸间、大型室内澡堂等潮湿房屋在壁面、房顶、地面的结露更是严重。

调湿材料是指不需要借助任何人工能源和机械设备,依靠自身的吸放湿特性感应所调空间空气的湿度变化,自动调节湿度的功能材料。当湿度较高时,调湿材料能够吸附环境中的水蒸气,使空间的湿度降低；当湿度较低时,材料将释放出自身吸附的水蒸气,增加空间的相对湿度,从而保持环境空间湿度的相对恒定。例如添加了调湿剂的壁纸可以防结露，调节房间的湿度；将添加物与调湿剂混合制备调湿涂料，用于建筑物的内壁、储存设备内壁的表面涂饰，从而达到调湿的目的；将橡胶与高分子调湿剂并用做成止水（隔水）材料，常用在建筑物建造隙的填充、密封、止水及各类机器的气密、防水等土木建筑工程领域中。

利用调湿材料的吸放湿特性来调节湿度, 虽然是一种被动的控制措施, 但它无需任何机械设备和能源消耗, 因而是一种生态性的控制调节方法。这对于改善人居环境、植物( 花卉、农作物等) 的健康生长、提高物品( 食品、药品、文物) 的保存质量、仪器的正常运行、维持生态环境的可持续发展, 无疑都具有重要的应用价值和社会意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低廉、能源消耗低和高效调湿的高分子调湿剂的制备方法，使之适合于除湿系统、止水（隔水）材料和调湿涂料等需要调节湿度的场合。

    本发明方法包括以下步骤：

步骤(1).将丙烯酸加入到装有搅拌器的反应器中，边搅拌边加入浓度为14～20﹪的NaOH溶液，得到丙烯酸溶液；

其中，氢氧化钠的质量=（丙烯酸+甲基丙烯酸）×（65﹪～85﹪）×40，丙烯酸和甲基丙烯酸均为物质的量，单位为mol，40为氢氧化钠的分子量，65﹪～85﹪为中和度。

步骤(1)在冰水浴中进行，防止氢氧化钠溶液发热会导致丙烯酸的挥发。

步骤(2).在调PH值后的丙烯酸溶液中，边搅拌边加入甲基丙烯酸、丙烯酰胺，混合均匀后得到混合溶液；其中，甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酰胺的质量比为（2～18）：（1～3）：1；

步骤(3).将步骤(2)配制的混合溶液，置于温度为22～25℃的温水中进行充氮排氧0.5～2小时，然后加入交联剂、引发剂，充分搅拌均匀后，最终形成反应溶液。

其中，交联剂的质量=（丙烯酸+丙烯酰胺+甲基丙烯酸）×（0.2﹪～2﹪），其中丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酸均为质量，单位为g；引发剂的质量=（丙烯酸+丙烯酰胺+甲基丙烯酸）×（0.2﹪～2﹪），其中丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酸均为质量，单位为g。

所述的交联剂为N-羟甲基丙烯酰胺、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺或双丙酮丙烯酰胺；

所述的引发剂为过硫酸钾、亚硫酸氢钠/过硫酸铵、双氧水、过硫酸铵/硫酸亚铁或过硫酸钠；

步骤(4).将步骤(3)得到的反应溶液置于温度为50～70℃的恒温水浴中加热，让其充分反应3～6小时，获得凝胶状聚合产物。

步骤(5).将步骤(4)得到的凝胶状聚合产物经切片、造粒、烘干处理、粉碎、过筛后，即得到本发明制备的能够高效调湿的高分子调湿剂。

所述经切片后的凝胶状聚合产物的厚度为0.5～1.5cm；

所述的烘干处理为80～120℃温度下烘干4～6小时，至凝胶状聚合产物的质量不发生变化；

所述的过筛选择45～60目。

    本发明采用丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酸等为单体，通过共聚物中羧酸基团、酰胺基团等多种基团的相互协同作用，明显地提高高分子调湿剂的调湿性能，且产品的形状多样化可适用不同的场合。相比无机类调湿材料，本发明具有如下优点：

1.硅胶和分子筛类等无机类调湿剂几十分钟内便达到吸湿饱和，不再发挥作用；而该高分子调湿剂7天后仍未达到吸湿饱和且调湿容量大，最高吸湿量可达0.95g/g，体现了长效调湿的优越性。 

2.制备工艺简单，采用“一锅法”即可实现。

3.再生能耗低，再生后的调湿性能下降不超过2﹪。