CN108940386B - 一种恒温恒湿控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于测试设备生产领域，特别涉及一种恒温恒湿控制方法，通过设置具有气凝胶绝热层的箱体和隔板，使得体系高度绝热，温度和湿度保持恒定；通过设置预调节室，先在预调节室调节空气温度和湿度后，再通过阀门注入样品室，使得样品室可保持温度均一稳定，无须设置多余的气流扰动装置；通过使用本发明制备的基于纤维素纳米晶的复合气凝胶绝热材料，进一步提高绝热效果，进而提高恒温恒湿性能。

Description

一种恒温恒湿控制方法
技术领域
本发明属于测试设备生产领域，特别涉及一种恒温恒湿控制方法。
背景技术
检测材料在各种环境下性能的设备及试验各种材料耐热、耐寒、耐干、耐湿性能需要恒温恒湿环境；目前，主要采用恒温恒湿试验箱来实现，但现有的恒温恒湿试验箱存在能耗大、箱内温度不稳定、湿度难以准确调节等缺陷。
中国专利CN103185647A公开了一种恒温槽，包括：外壳，内壳，光纤盘和传感器探头，其特征在于在外壳与内壳之间设有一绝热材料层，在内壳的壳体中心轴设有一个螺纹柱，螺纹柱与光纤盘上设有的内螺纹连接，传感器探头设置在内壳的螺旋柱的内孔中；通过设置绝热材料层，提高恒温槽内温度的稳定性，同时降低能耗，因此绝热材料的性能对恒温效果产生重大影响。
气凝胶材料的导热性和折射率非常低，能承受住1000℃的火焰喷射，被誉为是“改变世界的神奇材料”。由于其具有极其优异的保温隔热性能，在保温隔热领域极具应用前景。
发明内容
本发明解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种恒温恒湿控制方法。
为解决上述问题，本发明的技术方案如下：
一种恒温恒湿控制方法，包括设置恒温恒湿箱，
所述恒温恒湿箱包括箱体，所述箱体设置内夹层，所述内夹层内填充气凝胶绝热材料，所述箱体内通过隔热板分隔成预调节室和样品室，所述预调节室通过阀门相连通；
所述隔热板设置夹层，所述夹层内填充气凝胶绝热材料；
所述预调节室包括温度调节装置、湿度调节装置和风扇；
所述气凝胶绝热材料的制备方法为：
步骤1，将纤维素纳米晶溶解在氨水中，加入无水乙醇，混合均匀，制成混合溶液A；
步骤2，将正硅酸乙酯、无水乙醇、水按照质量比为1-2:12:22的比例混合均匀，搅拌条件下滴加盐酸调节pH至3-4，制成混合溶液B；
步骤3，混合溶液B在搅拌条件下，滴加混合溶液A，所述混合溶液B与混合溶液A的体积比为100:12-18；搅拌5-10分钟后，密封静置48-72小时，制得湿凝胶；
步骤4，将乙烯基甲基二氯硅烷、N，N-二乙基-2-氯化铵、无水乙醇按照质量比为4-5:2-3:20的比例混合制成浸泡液，将所述湿凝胶放置在浸泡液中，静置48-72小时后，自然干燥制得气凝胶绝热材料。
优选地，步骤1中，所述纤维素纳米晶长为200-400nm，宽为10-20nm。
优选地，步骤1中，所述混合溶液A中纤维素纳米晶的浓度为1.5g/L，所述氨水的质量分数为9-12％，所述氨水与无水乙醇的体积比为1:1。
优选地，步骤2中，所述盐酸的浓度为1mol/L。
优选地，步骤4中，所述湿凝胶放置在浸泡液静置的温度为25-35℃。
优选地，步骤4中，所述湿凝胶放置在浸泡液静置48-72小时后，用无水乙醇浸泡洗涤后再干燥。
相对于现有技术，本发明的优点如下，
本发明的恒温恒湿控制方法，通过设置具有气凝胶绝热层的箱体和隔板，使得体系高度绝热，温度和湿度保持恒定；通过设置预调节室，先在预调节室调节空气温度和湿度后，再通过阀门注入样品室，使得样品室可保持温度均一稳定，无须设置多余的气流扰动装置；通过使用本发明制备的基于纤维素纳米晶的复合气凝胶绝热材料，进一步提高绝热效果，进而提高恒温恒湿性能。
附图说明
图1为恒温恒湿箱结构示意图；
图中：1是箱体、2是气凝胶绝热材料、3是预调节室、4是样品室、5是阀门、6是温度调节装置、7是湿度调节装置、8是风扇、9是隔热板。
具体实施方式
实施例1：
如图1，一种恒温恒湿箱，包括箱体1，所述箱体1设置内夹层，所述内夹层内填充气凝胶绝热材料2，所述箱体1内通过隔热板9分隔成预调节室3和样品室4，所述预调节室3通过阀门5与样品室4相连通；
所述隔热板9设置夹层，所述夹层内填充气凝胶绝热材料2；
所述预调节室3包括温度调节装置6、湿度调节装置7和风扇8；
所述气凝胶绝热材料2采用实施例2-3制备的基于纤维素纳米晶的复合气凝胶绝热材料2。
实施例2：
气凝胶绝热材料的制备方法为：
步骤1，将纤维素纳米晶溶解在氨水中，加入无水乙醇，混合均匀，制成混合溶液A；其中，纤维素纳米晶长为200-400nm，宽为10-20nm；所述混合溶液A中纤维素纳米晶的浓度为1.5g/L，所述氨水的质量分数为9％，所述氨水与无水乙醇的体积比为1:1；
步骤2，将正硅酸乙酯、无水乙醇、水按照质量比为1:12:22的比例混合均匀，搅拌条件下滴加1mol/L盐酸调节pH至3-4，制成混合溶液B；
步骤3，混合溶液B在搅拌条件下，滴加混合溶液A，所述混合溶液B与混合溶液A的体积比为100:12；搅拌5-10分钟后，25-35℃条件下，密封静置48小时，制得湿凝胶；
步骤4，将乙烯基甲基二氯硅烷、N，N-二乙基-2-氯化铵、无水乙醇按照质量比为4:2:20的比例混合制成浸泡液，将所述湿凝胶放置在浸泡液中，25-35℃条件下，静置48小时，用无水乙醇浸泡洗涤后，自然干燥制得气凝胶绝热材料。测试其导热系数为5.8mW/mK。
实施例3：
气凝胶绝热材料的制备方法为：
步骤1，将纤维素纳米晶溶解在氨水中，加入无水乙醇，混合均匀，制成混合溶液A；其中，纤维素纳米晶长为200-400nm，宽为10-20nm；所述混合溶液A中纤维素纳米晶的浓度为1.5g/L，所述氨水的质量分数为12％，所述氨水与无水乙醇的体积比为1:1；
步骤2，将正硅酸乙酯、无水乙醇、水按照质量比为2:12:22的比例混合均匀，搅拌条件下滴加1mol/L盐酸调节pH至3-4，制成混合溶液B；
步骤3，混合溶液B在搅拌条件下，滴加混合溶液A，所述混合溶液B与混合溶液A的体积比为100:18；搅拌5-10分钟后，25-35℃条件下，密封静置72小时，制得湿凝胶；
步骤4，将乙烯基甲基二氯硅烷、N，N-二乙基-2-氯化铵、无水乙醇按照质量比为5:3:20的比例混合制成浸泡液，将所述湿凝胶放置在浸泡液中，25-35℃条件下，静置72小时，用无水乙醇浸泡洗涤后，自然干燥制得气凝胶绝热材料。测试其导热系数为5.2mW/mK。
实施例4：
同实施例2的方法制备气凝胶绝热材料，不同之处在于，采用碳纤维代替纤维素纳米晶，碳纤维长200-400nm，直径为10-20nm；测试该气凝胶绝热材料导热系数为13.4mW/mK。
实施例5：
同实施例2的方法制备气凝胶绝热材料，不同之处在于，将步骤4的浸泡液改为：乙烯基甲基二氯硅烷、无水乙醇按照质量比为4:20的比例混合制成的混合溶液；测试该气凝胶绝热材料导热系数为17.9mW/mK。
实施例6：
同实施例2的方法制备气凝胶绝热材料，不同之处在于，将步骤4的浸泡液改为：将乙烯基甲基二氯硅烷、N，N-二乙基-2-氯化铵、无水乙醇按照质量比为5:8:20的比例混合制成的混合溶液；测试该气凝胶绝热材料导热系数为24.7mW/mK。
需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述基础上做出的等同替换或者替代均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种恒温恒湿控制方法，其特征在于，包括设置恒温恒湿箱，
所述恒温恒湿箱包括箱体，所述箱体设置内夹层，所述内夹层内填充气凝胶绝热材料，所述箱体内通过隔热板分隔成预调节室和样品室，所述预调节室通过阀门与样品室相连通；
所述隔热板设置夹层，所述夹层内填充气凝胶绝热材料；
所述预调节室包括温度调节装置、湿度调节装置和风扇；
所述气凝胶绝热材料的制备方法为：
步骤1，将纤维素纳米晶溶解在氨水中，加入无水乙醇，混合均匀，制成混合溶液A；
步骤2，将正硅酸乙酯、无水乙醇、水按照质量比为1-2:12:22的比例混合均匀，搅拌条件下滴加盐酸调节pH至3-4，制成混合溶液B；
步骤3，混合溶液B在搅拌条件下，滴加混合溶液A，所述混合溶液B与混合溶液A的体积比为100:12-18；搅拌5-10分钟后，密封静置48-72小时，制得湿凝胶；
步骤4，将乙烯基甲基二氯硅烷、N，N-二乙基-2-氯化铵、无水乙醇按照质量比为4-5:2-3:20的比例混合制成浸泡液，将所述湿凝胶放置在浸泡液中，静置48-72小时后，自然干燥制得气凝胶绝热材料。
2.如权利要求1所述的恒温恒湿控制方法，其特征在于，步骤1中，所述纤维素纳米晶长为200-400nm，宽为10-20nm。
3.如权利要求1所述的恒温恒湿控制方法，其特征在于，步骤1中，所述混合溶液A中纤维素纳米晶的浓度为1.5g/L，所述氨水的质量分数为9-12％，所述氨水与无水乙醇的体积比为1:1。
4.如权利要求1所述的恒温恒湿控制方法，其特征在于，步骤2中，所述盐酸的浓度为1mol/L。
5.如权利要求1所述的恒温恒湿控制方法，其特征在于，步骤4中，所述湿凝胶放置在浸泡液静置的温度为25-35℃。
6.如权利要求1所述的恒温恒湿控制方法，其特征在于，步骤4中，所述湿凝胶放置在浸泡液静置48-72小时后，用无水乙醇浸泡洗涤后再干燥。
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