CN102966005A - 一种高效复合调湿纸板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高效复合调湿纸板的制备方法，其步骤如下：通过步骤：a~f自制调湿树脂备用；g、按质量份数取0.1份羧甲基纤维素钠，加入5份水中，搅拌至其在水中均匀分散为止，静置，使羧甲基纤维素钠和水相互渗透融合，形成糊状胶液后备用；h、按质量份数取0.5份硅藻土、2.5份L-吡咯烷酮羧酸钠、0.3份氯化钠、2.7份无水碳酸钾，加入到100份水中，搅拌至溶解；i、按质量份数取4.25份干纸浆，然后将该纸浆和步骤g得到的糊状胶液加入到步骤h得到的混合溶液中，打浆2min；j、按质量份数取1.7份步骤f制得的调湿树脂，加入步骤i得到的混合物中，并用搅拌机搅拌；k、抄纸，并在80-100
Description
技术领域
本发明涉及一种高效复合调湿纸板的制备方法，主要适用于文物保存环境的湿度调节。
背景技术
湿度调节方式主要分为主动调湿和被动调湿方式。主动调湿主要依靠机械调节，如去湿机、增湿机及恒湿空调等，这种方式往往需要消耗大量能源，而且占地面积大，需要人员维护，直接或间接地引起大气污染（温室效应）、热污染等；被动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周围环境的湿度变化，将较高的空间湿度通过吸附作用使其降低，也可将较低的空间湿度通过放湿作用使其升高，自动调节相对湿度至一定范围并保持相对恒定。这是一种生态性调节方式，能够改善人类居住环境，保持物理环境的稳定，预防化学反应的自然发生等，尤其是环境感应快的调湿材料，特别适用于文物保存环境，如文物展柜、储藏柜等文物保存环境的湿度调节。
调湿材料大致可归纳为以下4类：无机调湿材料、有机高分子调湿材料、生物质调湿材料和复合调湿材料。前三者各有优缺点，复合调湿材料吸收了各类调湿材料的优点，提高了湿容量和调湿性能。
专利号为201010268154.0的中国发明专利公开了一种高效复合调湿纸的制备方法，其特征是利用聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素、海泡石、丙烯酰胺和纸浆发生共聚反应，得到复合纸浆，然后直接将其抄成纸张。由于受海泡石湿容量不高，导致调湿材料的湿容量和调湿功能仍有待提高。
发明内容
本发明是要克服上述现有技术中存在的不足，提供一种高效复合调湿纸板的制备方法，将有机高分子材料、无机盐、无机多孔物质通过纸浆的介质作用进行物理混合，以吸收各类调湿材料的优点，提高合成材料本身的湿容量和调湿性能；并通过加入自制的具有大量纳米尺寸孔结构的调湿树脂，以进一步提高产品的吸放湿性能。本发明用于馆藏文物保护、食品、药品、图书档案的保管等领域，具有吸放湿响应速度快、湿容量大，可再生、重复利用方便等优点。
本发明所采用的技术方案是：一种高效复合调湿纸板的制备方法，其特征在于步骤如下：
a、按质量份数取33份氢氧化钠，加入100-120份水中，搅拌至溶解；
b、按质量份数取30份丙烯酸单体，加入步骤a得到的氢氧化钠溶液中，在60-65℃下搅拌均匀；
c、按质量份数取10份粒度为100目的埃洛石，在450℃下焙烧2-2.5小时，得到活化后的埃洛石，备用；
d、按质量份数取0.18份过硫酸钾、1-5份活化后的埃洛石，1份魔芋葡甘聚糖依次加入到盛有步骤b所得溶液的反应器中，在60-65℃下反应5min；
e、按质量份数取3.3份氯化铝，加入上述反应器中，20-30min后加入0.03份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，反应至出现凝胶现象时，加大搅拌速率，并向反应器中加入6.6份碳酸氢钠；
f、将合成产物烘干后，在150℃下加热处理2.5-3h，用粉碎机粉碎2-3min，制得自制调湿树脂，备用；
g、按质量份数取0.1份羧甲基纤维素钠，加入5份水中，搅拌至其在水中均匀分散为止，静置，使羧甲基纤维素钠和水相互渗透融合，形成糊状胶液后备用；
h、按质量份数取0.5份硅藻土、2.5份L-吡咯烷酮羧酸钠、0.3份氯化钠、2.7份无水碳酸钾，加入到100份水中，搅拌至溶解；
i、按质量份数取4.25份干纸浆，然后将该纸浆和步骤g得到的糊状胶液加入到步骤h得到的混合溶液中，打浆2min；
j、按质量份数取1.7份步骤f制得的调湿树脂，加入步骤i得到的混合物中，并用搅拌机搅拌至树脂完全溶于纸浆溶液中；
k、抄纸，并在80-100℃干燥5-7小时，得到所需的高效复合调湿纸板。
本发明的有益效果是：1、本发明将羧甲基纤维素钠、硅藻土、L-吡咯烷酮羧酸钠、氯化钠、无水碳酸钾通过纸浆的介质作用进行物理混合，以吸收各类调湿材料的优点，从而提高了合成材料本身的湿容量和调湿性能。2、自制调湿树脂主要原料是埃洛石、魔芋葡甘聚糖、丙烯酸、氯化铝，在合成过程形成了大量纳米尺寸的孔结构，从而进一步提高了纸板的吸放湿性能。3、吸放湿响应速度快，可以高效、快速调节微环境相对湿度。4、再生、重复利用非常方便。5、生产工艺、设备简单，易于产业化。6、生产过程不产生有害物质。
本发明的产品应用于馆藏文物保护，字画收藏，食品，食品原料，精密仪器，日用化工，医药，保健品，中药保存，图书档案保管，纺织品保管等领域，最佳的湿度调控目标为RH55%±5%。将实施样品与由上海衡元高分子材料有限公司生产、上海博物馆投入使用的环境调控材料进行实验比较，其中实施样品湿度调控目标为53±3%，后者的湿度调控目标则明显高于60%，前者在以上这些应用上明显优于后者。除此之外，在湿容量、湿含量以及吸放湿速率方面都明显的优于后者的性能。
具体实施方式
本发明将羧甲基纤维素钠、硅藻土、L-吡咯烷酮羧酸钠、氯化钠、无水碳酸钾以及自制的调湿树脂通过纸浆的介质作用进行物理混合，从而吸收各类调湿材料的优点，提高纸板的湿容量和调湿性能；另外，自制调湿树脂主要原料是埃洛石、魔芋葡甘聚糖、丙烯酸、氯化铝，在合成过程形成了大量纳米尺寸孔结构，从而进一步提高了纸板的吸放湿性能。
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：一种高效复合调湿纸板的制备方法，其特征在于步骤如下：
a、按质量份数取33份氢氧化钠，加入100份水中，搅拌至溶解；
b、按质量份数取30份丙烯酸单体，加入步骤a得到的氢氧化钠溶液中，在60℃下用强力搅拌机搅拌均匀；
c、按质量份数取10份粒度为100目的埃洛石，在450℃下焙烧2小时，得到活化后的埃洛石，备用；
d、按质量份数取0.18份引发剂过硫酸钾、1份活化后的埃洛石，1份魔芋葡甘聚糖依次加入到盛有步骤b所得溶液的反应器中，在60℃下反应5min；
e、按质量份数取3.3份氯化铝，加入上述反应器中，20min后加入0.03份交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，反应至出现凝胶现象时，加大搅拌速率，向反应器中加入6.6份碳酸氢钠；
f、将合成产物烘干后，在150℃下加热处理2.5小时，用高速粉碎机粉碎2min，制得自制调湿树脂，备用；
g、按质量份数取0.1份羧甲基纤维素钠，加入5份水中，搅拌至其在水中均匀分散、没有明显的大的团块状物体存在时，便可以停止搅拌，让羧甲基纤维素钠和水在静置的状态下相互渗透、相互融合，直至成糊状胶液后，备用；
h、按质量份数取0.5份硅藻土、2.5份L-吡咯烷酮羧酸钠、0.3份氯化钠、2.7份无水碳酸钾，加入到100份水中，搅拌至溶解；
i、按质量份数取4.25份干纸浆，然后将该纸浆和步骤g得到的糊状胶液加入到步骤h得到的混合溶液中，打浆2min；
j、按质量份数取1.7份步骤f制得的调湿树脂，加入步骤i得到的混合物中，并用搅拌机搅拌至树脂完全溶于纸浆溶液中；
k、抄纸，并在80℃干燥5小时，得到所需的高效复合调湿纸板。
实施例2：一种高效复合调湿纸板的制备方法，其特征在于步骤如下：
a、按质量份数取33份氢氧化钠，加入110份水中，搅拌至溶解；
b、按质量份数取30份丙烯酸单体，加入步骤a得到的氢氧化钠溶液中，在62.5℃下用强力搅拌机搅拌均匀；
c、按质量份数取10份粒度为100目的埃洛石，在450℃下焙烧2.25小时，得到活化后的埃洛石，备用；
d、按质量份数取0.18份引发剂过硫酸钾、3份活化后的埃洛石，1份魔芋葡甘聚糖依次加入到盛有步骤b所得溶液的反应器中，在62.5℃下反应5min；
e、按质量份数取3.3份氯化铝，加入上述反应器中，25min后加入0.03份交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，反应至出现凝胶现象时，加大搅拌速率，向反应器中加入6.6份碳酸氢钠；
f、将合成产物烘干后，在150℃下加热处理2.75小时，用高速粉碎机粉碎2.5min，制得自制调湿树脂，备用；
g、按质量份数取0.1份羧甲基纤维素钠，加入5份水中，搅拌至其在水中均匀分散、没有明显的大的团块状物体存在时，便可以停止搅拌，让羧甲基纤维素钠和水在静置的状态下相互渗透、相互融合，直至成糊状胶液后，备用；
h、按质量份数取0.5份硅藻土、2.5份L-吡咯烷酮羧酸钠、0.3份氯化钠、2.7份无水碳酸钾，加入到100份水中，搅拌至溶解；
i、按质量份数取4.25份干纸浆，然后将该纸浆和步骤g得到的糊状胶液加入到步骤h得到的混合溶液中，打浆2min；
j、按质量份数取1.7份步骤f制得的调湿树脂，加入步骤i得到的混合物中，并用搅拌机搅拌至树脂完全溶于纸浆溶液中；
k、抄纸，并在90℃干燥6小时，得到所需的高效复合调湿纸板。
实施例3：一种高效复合调湿纸板的制备方法，其特征在于步骤如下：
a、按质量份数取33份氢氧化钠，加入120份水中，搅拌至溶解；
b、按质量份数取30份丙烯酸单体，加入步骤a得到的氢氧化钠溶液中，在65℃下用强力搅拌机搅拌均匀；
c、按质量份数取10份粒度为100目的埃洛石，在450℃下焙烧2.5小时，得到活化后的埃洛石，备用；
d、按质量份数取0.18份引发剂过硫酸钾、5份活化后的埃洛石，1份魔芋葡甘聚糖依次加入到盛有步骤b所得溶液的反应器中，在65℃下反应5min；
e、按质量份数取3.3份氯化铝，加入上述反应器中，30min后加入0.03份交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，反应至出现凝胶现象时，加大搅拌速率，向反应器中加入6.6份碳酸氢钠；
f、将合成产物烘干后，在150℃下加热处理3小时，用高速粉碎机粉碎3min，制得自制调湿树脂，备用；
g、按质量份数取0.1份羧甲基纤维素钠，加入5份水中，搅拌至其在水中均匀分散、没有明显的大的团块状物体存在时，便可以停止搅拌，让羧甲基纤维素钠和水在静置的状态下相互渗透、相互融合，直至成糊状胶液后，备用；
h、按质量份数取0.5份硅藻土、2.5份L-吡咯烷酮羧酸钠、0.3份氯化钠、2.7份无水碳酸钾，加入到100份水中，搅拌至溶解；
i、按质量份数取4.25份干纸浆，然后将该纸浆和步骤g得到的糊状胶液加入到步骤h得到的混合溶液中，打浆2min；
j、按质量份数取1.7份步骤f制得的调湿树脂，加入步骤i得到的混合物中，并用搅拌机搅拌至树脂完全溶于纸浆溶液中；
k、抄纸，并在100℃干燥7小时，得到所需的高效复合调湿纸板。
上述各实施例中原料均按质量份数称取。
Claims (1)
1.一种高效复合调湿纸板的制备方法，其特征在于步骤如下：
a、按质量份数取33份氢氧化钠，加入100-120份水中，搅拌至溶解；
b、按质量份数取30份丙烯酸单体，加入步骤a得到的氢氧化钠溶液中，在60-65
搅拌均匀；
c、按质量份数取10份粒度为100目的埃洛石，在450
焙烧2-2.5小时，得到活化后的埃洛石，备用；
d、按质量份数取0.18份过硫酸钾、1-5份活化后的埃洛石，1份魔芋葡甘聚糖依次加入到盛有步骤b所得溶液的反应器中，在60-65
反应5min；
e、按质量份数取3.3份氯化铝，加入上述反应器中，20-30min后加入0.03份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，反应至出现凝胶现象时，加大搅拌速率，并向反应器中加入6.6份碳酸氢钠；
f、将合成产物烘干后，在150
加热处理2.5-3小时，用粉碎机粉碎2-3min，制得自制调湿树脂，备用；
g、按质量份数取0.1份羧甲基纤维素钠，加入5份水中，搅拌至其在水中均匀分散为止，静置，使羧甲基纤维素钠和水相互渗透融合，形成糊状胶液后备用；
h、按质量份数取0.5份硅藻土、2.5份L-吡咯烷酮羧酸钠、0.3份氯化钠、2.7份无水碳酸钾，加入到100份水中，搅拌至溶解；
i、按质量份数取4.25份干纸浆，然后将该纸浆和步骤g得到的糊状胶液加入到步骤h得到的混合溶液中，打浆2min；
j、按质量份数取1.7份步骤f制得的调湿树脂，加入步骤i得到的混合物中，并用搅拌机搅拌至树脂完全溶于纸浆溶液中；
k、抄纸，并在80-100
燥5-7小时，得到所需的高效复合调湿纸板。
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