CN102966005B - 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℃干燥5-7小时;它具有再生、重复利用非常方便;生产工艺、设备简单,易于产业化。
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2.5-3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℃下燥 5-7小时,得到所需的复合调湿纸板。
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