[发明专利]一种生物智能可降解的控湿材料及其制作方法

说明书

本发明公开了一种生物智能可降解的控湿材料及其制作方法，由如下重量百分比的原料制成：5～30％的丙烯酸壳聚糖接枝物，0.1～30％的纤维素，1～35％的无机盐，余量为水。本发明通过以壳聚糖接枝丙烯酸官能团形成的可降解丙烯酸壳聚糖接枝物复合多孔水凝胶为载体，然后与纤维素及无机盐类共混制成调湿性能优异、且生物智能可降解可循环利用的控湿材料。本发明的主要原料来源于海洋生物，来源广泛，价格低廉，可自然降解且循环利用率高，由此制得的控湿材料无毒无害，稳定性好，是一种环境友好型控湿材料，可规模化生产；且本发明合成温度低，大大节约了复杂设备及高温带来的生产制备成本。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种生物智能可降解的控湿材料及其制作方法。

背景技术

空气相对湿度是衡量室内环境的一项重要参数，合适的湿度对人体健康、工农业生产都具有十分重要的作用。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，自动调节空气相对湿度的功能材料。当空间湿度较高时，调湿材料能够吸附环境中的水蒸气，使空间的湿度降低；当空间的湿度较低时，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。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。

传统调湿材料主要包括天然调湿材料、有机高分子调湿材料、无机矿物调湿材料等。其中，有机高分子调湿材料主要为人造发泡塑料产品或聚酯纤维产品，该类调湿材料无论在低湿度还是高湿度下其含湿率变化都远小于1％(质量比)，因此对室内空气基本都不具备调湿功能。同时上述产品的原材料和生产过程中都需要使用大量不可再生的资源和能源，且制备复杂、成本高，吸放湿可逆性差，限制了调湿材料的大规模推广。此外，部分产品在使用过程中还会长期释放甲醛等有毒有害气体，而且这些产品在使用后均不能循环使用且难以自然降解，遗弃后将对人类生活环境(土壤和地下水)造成严重的二次污染。无机矿物调湿材料多以硅胶类产品为主，该类控湿材料的吸放湿性能不稳定和控温效果差。天然调湿材料以木浆纤维为载体，虽然木浆可降解，但造浆过程会对生态环境造成毁坏并对水体造成严重污染。

因此，亟需提供一种生物智能可降解的控湿材料、且制备工艺简便、成本低的控湿材料具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种生物智能可降解的控湿材料及其制作方法，该材料以壳聚糖接枝丙烯酸官能团形成可降解的丙烯酸壳聚糖接枝物为载体，然后与纤维素及无机盐类共混制成调湿性能优异、且生物智能可降解可循环利用的控湿材料。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种生物智能可降解的控湿材料，由如下重量百分比的原料制成：5～30％的丙烯酸壳聚糖接枝物，0.1～30％的纤维素，1～35％的无机盐，余量为水。

作为上述方案的进一步限定，所述丙烯酸壳聚糖接枝物的制备方法，包括如下步骤：

S1、惰性气体保护条件下，将壳聚糖溶解于乙酸中，然后向溶液中添加十二烷基硫酸钠溶液，混合均匀后备用；

S2、搅拌条件下，将丙烯酸单体、交联剂N，N’-亚甲基双丙烯酰胺溶液加入到步骤S1的反应液中并混合均匀，再缓慢滴加引发剂，引发丙烯酸与壳聚糖接枝聚合反应，并持续反应；

S3、将步骤S2所得产物用氢氧化钠调整溶液pH至中性，以制得丙烯酸壳聚糖接枝物复合多孔水凝胶。

作为上述方案的进一步限定，所述丙烯酸单体与壳聚糖的质量比为(1～10)：(0.1～1.5)。

作为上述方案的进一步限定，所述十二烷基硫酸钠溶液的浓度为1～3mmol/L。