[发明专利]一种聚丙烯酰胺高分子吸湿材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机高分子吸湿材料，具体涉及一种聚丙烯酰胺高分子吸湿材料的制备方法。

背景技术

湿度是影响空气环境品质的重要因素，空气中相对湿度的大小会对环境中的人员以及物质产生相当影响，由于人们对湿度的变化不敏感，在意识到湿度变化时，即使微妙的变化，也会对上业材料、工艺流程产生影响，产生许多质量问题。过高的湿度，会引起金属锈蚀，机器损坏，粮食、种子、食品、水果、茶叶、药品等变质和霉烂，电器绝缘性能降级，给国民经济造成重大损失。在精密机械、计量仪器、电子、纺织和化工等生产工程中，如不对湿度进行控制，会严重影响产品质量。对湿度进行准确的控制不仅能保证空调环境中的生气质量达到工艺性或舒适性要求，保证人的身体健康，而且能节约能量，减少损失。因此室内空气的湿度控制问题成为人们关注的焦点。

有机高分子吸湿材料，具备优异的保湿、吸湿性能，是经过物理和化学方法改性的水性树脂，依靠高分子中的亲水性基团来吸收空气中的水份。有机高分子吸湿材料的吸湿性能优于传统的无机吸湿材料(硅胶或活性炭等)，其吸湿速率可达2mg/g.min，饱和吸湿量能达自身重量的70﹪以上，并且不产生污染、无腐蚀性和能够再生使用。尤其在高湿度范围内，其吸湿量增加的比例显著增大，因此有机高分子树脂是最有效的吸湿剂。除此之外，有机高分子吸湿材料的产品形状(颗粒状、粉末状、透明薄膜或条状)的多样化，满足各种条件下对吸湿材料的使用要求，这些都是无机吸湿材料所无法比拟的。

目前，国内研究人员对有机高分子吸湿材料展开了大量研究，但大多数工作是集中在聚丙烯酸类的高分子吸湿材料上，如中国专利文献CN101003598公开了一种聚丙烯酸钠吸水树脂的制备方法，以丙烯酸为主要原料，在交联剂和引发剂的作用下进行聚合，然后造粒、烘干、粉碎得到吸湿材料，在相对湿度为90﹪，温度为30℃的条件下，所得吸湿材料的吸湿容量>200﹪，吸湿速率>2.5g/g.min。中国专利文献CN101735377B公开了一种膜状吸湿材料的制备方法，以甲基丙烯酸为主要原料，加入交联剂，之后再加入抗坏血酸和双氧水，倒入模具中聚合得到聚甲基丙烯酸树脂，在相对湿度为90﹪，温度为30℃的条件下，所得吸湿材料的吸湿容量>130﹪，吸湿速率>3.2g/g.min。但尚未有人研究聚丙烯酰胺高分子吸湿材料。而丙烯酰胺聚合物分子链上具有与丙烯酰胺单元数相同的侧基—酰氨基，酰氨基具有高极性、易形成氢键和高反应活性。酰胺基极易与水形成氢键，产生很强的吸附作用，故而聚丙烯酰胺具有较强吸湿性，因此被作为有机高分子吸湿材料的一大类。开发出高效吸湿并能循环利用的聚丙烯酰胺高分子吸湿材料，既节省能源又符合环保要求，是一种非常有潜力的技术。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种工艺简单、成本低廉、能源消耗低和高效吸湿的聚丙烯酰胺高分子吸湿材料的制备方法。该吸湿材料适用于除湿系统、建筑涂料、日用化工、食品、医药、精密仪器、密封材料等专业领域。

本发明方法包括以下步骤：

步骤(1).将丙烯酰胺、氢氧化钠加入水中，制成水解度为5～20﹪的丙烯酰胺溶液；

所述的丙烯酰胺的加入量为丙烯酰胺溶液、交联剂水溶液、氧化还原引发剂和热敏引发剂总质量的20～30﹪，优选为23～30﹪，更优选为26～30﹪；

作为优选，丙烯酰胺溶液的水解度为10～20﹪，更优选为15～20﹪；

氢氧化钠和水的加入量可通过丙烯酰胺被氢氧化钠水解的程度进行判定；

步骤(2).在步骤(1)丙烯酰胺溶液中加入氧化还原引发剂，混合均匀；

所述的氧化还原引发剂由亚硫酸氢钠与过硫酸铵组成，其中亚硫酸氢钠的质量百分含量为30～50﹪，过硫酸铵的质量百分含量为70～50﹪；

氧化还原引发剂的加入量为丙烯酰胺溶液、交联剂水溶液、氧化还原引发剂和热敏引发剂总质量的0.05～0.2﹪，优选为0.1～0.2﹪，更优选为0.15～0.2﹪；

步骤(3).在步骤(2)所得的溶液中加入热敏引发剂，混合均匀，得到混合溶液；

所述的热敏引发剂为过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化十二酰和偶氮二异庚腈中的一种，优选为过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁腈，更优选为过氧化二苯甲酰；

所述的热敏引发剂的加入量为丙烯酰胺溶液、交联剂水溶液、氧化还原引发剂和热敏引发剂总质量的0.05～0.15﹪，优选为0.08～0.15﹪，更优选为0.1～0.15﹪；