CN107983298A - 一种吸湿性能优异的复合多孔矿物调湿材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸湿性能优异的复合多孔矿物调湿材料的制备方法，由膨胀珍珠岩与活化后的海泡石混合为基础，以氯化钙为改性剂，对混合物料进行浸渍改性后，干燥即得。本发明中因酸改性处理后的海泡石具有更大的比表面积和总孔容积，因此其在低湿度范围内具有更大的吸湿性和初期吸湿速率，而在高湿度范围内，具有大孔径的膨胀珍珠岩的毛细凝聚量要大于海泡石，制备的复合调湿材料在各种湿度环境下均具有较好的吸湿性能，另外在多孔矿物表面沉积的氯化钙可以与水蒸气发生水合反应，使调湿材料中物理吸附和化学吸附相互促进，提高调湿材料的吸湿量。

Description

一种吸湿性能优异的复合多孔矿物调湿材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种自调湿材料的制备，具体涉及一种吸湿性能优异的复合多孔矿物调湿材料的制备方法。
背景技术
空气湿度是一个与人们生活生产密切相关的重要的环境参数，日益引起人们的关注。空气的含湿过高，使人产生潮湿、胸闷等不适感、诱发关节炎等疾病、引起金属表面锈蚀，导致电器绝缘性能下降、还会影响机械零件产品的生产与质量。但空气含温量过低，又会使人产生皮肤过敏、眼鼻干燥，致使呼吸道感染和气喘等疾病侵入、还会引起静电现象。使用调湿材料可以依靠自身吸放湿性能，调节室内、车内等场所的空气相对湿度，对改善人居环境、提高物品的保存质量、降低能耗有着重要的意义，
目前，调湿功能的复合材料主要分为5类：第一，特种硅胶，具有出众的吸湿量和吸湿速度，但解析过程较吸湿呈现较严重的滞后现象；第二，无机盐类，随着吸湿量的增加，自身慢慢潮解；第三，有机高分子类材料，吸、放湿速度受高分子膨胀速度的影响，制造成本高、功能寿命短；第四，有机无机复合调湿功能的复合材料，吸放湿量及速度增大，但制造成本较高；第五，多孔无机类材料，包括竹炭、活性炭、沸石、海泡石等，生产工艺简单、吸放湿速度快、放湿滞后小，对人体和环境无毒无害，但单一的多孔无机类材料在单独作用时，需要加入多种外加剂才能达到想要的效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种吸湿性能优异的复合多孔矿物调湿材料的制备方法，本发明制备方法简单易行，生产成本低，制备的调湿材料在各种环境湿度下都有较大的吸湿量。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种吸湿性能优异的复合多孔矿物调湿材料的制备方法，由膨胀珍珠岩与活化后的海泡石混合为基础，以氯化钙为改性剂，对混合物料进行浸渍改性后，干燥即得。
具体步骤如下：
（1）膨胀珍珠岩的预处理：
将20-30重量份膨胀珍珠岩用筛子筛分得到粒度为30目的颗粒，然后用5%的NaOH溶液清洗3-4次，然后用蒸馏水反复清洗至pH值为中性，置于100-110℃烘箱中干燥至恒重，备用；
（2）海泡石的酸化处理：
将40-60份海泡石加入到300-400份蒸馏水中，在常温下搅拌5-8小时水化，静置20-40分钟，抽滤干燥后，加入一定浓度的强酸溶液中，混合均匀后，在65-80℃温度下进行热酸处理10-18小时，静置沉淀后，用去离子水清洗数次，抽滤后放入烘箱中干燥，得到酸化改性后的海泡石；
（3）预混合：
将上述改性后的海泡石经粉碎机粉碎后，与上述膨胀珍珠岩混合均匀后，按照一定的固液比加入氯化钙溶液，在45-55℃恒温水浴中搅拌；
（4）干燥：
将上述混合物搅拌均匀，待呈干松状态后，放入110-120℃烘箱内烘干，即得。
其中步骤（2）中所述的强酸为盐酸、硫酸或硝酸中的任意一种或多种混合物，酸浓度为0.6-0.8mol/L，酸化处理中固液比为1:8-15。
其中，所述的氯化钙溶液的浓度在20-30%。
其中，步骤（3）中所述的固液比为1:2-4。
本发明中通过使用强酸处理海泡石，H+优先取代海泡石骨架结构的端位八面体的配位Mg，然后由外到里缓慢脱除其他镁氧八面体中的配位Mg，使Mg-OH浓度减少，一个Si-O-Mg-O-Si结构变成两个Si-OH，从而增加硅羟基浓度，同时除去海泡石矿中的碳酸盐杂质，使得海泡石晶体内部分通道连通，增大内部孔径和孔隙率，提高其比表面积。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）本发明中膨胀珍珠岩与酸改性后的海泡石混合，在中低湿度范围内，孔比表面积对材料的吸湿性能起主导作用，因酸改性处理后的海泡石具有更大的比表面积和总孔容积，因此其在低湿度范围内具有更大的吸湿性和初期吸湿速率，而在高湿度范围内，孔径起决定性作用，此时具有大孔径的膨胀珍珠岩的毛细凝聚量要大于海泡石，两者的复合使用，使材料在各种湿度环境下均具有较好的吸湿性能。
（2）本发明在多孔矿物混合物表面沉积氯化钙，混合矿物的高比表面积及孔径，增大了氯化钙与水蒸气的接触面积，促进了氯化钙与水蒸气发生水合反应，被氯化钙吸附的水会被及时的输送到混合矿物的孔径中，促进了多孔矿物的物理吸附，使调湿材料中物理吸附和化学吸附相互促进，提高调湿材料的吸湿量。
具体实施方式
一种吸湿性能优异的复合多孔矿物调湿材料的制备方法，由膨胀珍珠岩与活化后的海泡石混合为基础，以氯化钙为改性剂，对混合物料进行浸渍改性后，干燥即得。
具体步骤如下：
（1）膨胀珍珠岩的预处理：
将25重量份膨胀珍珠岩用筛子筛分得到粒度为30目的颗粒，然后用5%的NaOH溶液清洗4次，然后用蒸馏水反复清洗至pH值为中性，置于105℃烘箱中干燥至恒重，备用；
（2）海泡石的酸化处理：
将50份海泡石加入到350份蒸馏水中，在常温下搅拌8小时水化，静置40分钟，抽滤干燥后，加入一定浓度的强酸溶液中，混合均匀后，在70℃温度下进行热酸处理10小时，静置沉淀后，用去离子水清洗数次，抽滤后放入烘箱中干燥，得到酸化改性后的海泡石；
（3）预混合：
将上述改性后的海泡石经粉碎机粉碎后，与上述膨胀珍珠岩混合均匀后，按照一定的固液比加入氯化钙溶液，在50℃恒温水浴中搅拌；
（4）干燥：
将上述混合物搅拌均匀，待呈干松状态后，放入110℃烘箱内烘干，即得。
其中步骤（2）中所述的强酸为盐酸、硫酸或硝酸中的任意一种或多种混合物，酸浓度为0.6mol/L，酸化处理中固液比为1:10。
其中，所述的氯化钙溶液的浓度在20%。
其中，步骤（3）中所述的固液比为1:3。

Claims (5)

1.一种吸湿性能优异的复合多孔矿物调湿材料的制备方法，其特征在于，由膨胀珍珠岩与活化后的海泡石混合为基础，以氯化钙为改性剂，对混合物料进行浸渍改性后，干燥即得。
2.根据权利要求书1所述的一种吸湿性能优异的复合多孔矿物调湿材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）膨胀珍珠岩的预处理：
将20-30重量份膨胀珍珠岩用筛子筛分得到粒度为30目的颗粒，然后用5%的NaOH溶液清洗3-4次，然后用蒸馏水反复清洗至pH值为中性，置于100-110℃烘箱中干燥至恒重，备用；
（2）海泡石的酸化处理：
将40-60份海泡石加入到300-400份蒸馏水中，在常温下搅拌5-8小时水化，静置20-40分钟，抽滤干燥后，加入一定浓度的强酸溶液中，混合均匀后，在65-80℃温度下进行热酸处理10-18小时，静置沉淀后，用去离子水清洗数次，抽滤后放入烘箱中干燥，得到酸化改性后的海泡石；
（3）预混合：
将上述改性后的海泡石经粉碎机粉碎后，与上述膨胀珍珠岩混合均匀后，按照一定的固液比加入氯化钙溶液，在45-55℃恒温水浴中搅拌；
（4）干燥：
将上述混合物搅拌均匀，待呈干松状态后，放入110-120℃烘箱内烘干，即得。
3.根据权利要求书2所述的一种吸湿性能优异的复合多孔矿物调湿材料的制备方法，其特征在于，其中步骤（2）中所述的强酸为盐酸、硫酸或硝酸中的任意一种或多种混合物，酸浓度为0.6-0.8mol/L，酸化处理中固液比为1:8-15。
4.根据权利要求书2所述的一种吸湿性能优异的复合多孔矿物调湿材料的制备方法，其特征在于，所述的氯化钙溶液的浓度在20-30%。
5.根据权利要求书2所述的一种吸湿性能优异的复合多孔矿物调湿材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的固液比为1:2-4。
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