CN115403884A - 一种增强型控湿材料及其制备方法和控湿组件 - Google Patents

一种增强型控湿材料及其制备方法和控湿组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种增强型控湿材料及其制备方法和控湿组件，所述控制组件包括所述增强型控湿材料，所述增强型控湿材料由合成橡胶80~110份、高吸水性聚合物50~100份、无机吸湿助剂10~20份、色粉1~2份、硫化剂1~10份和颗粒状润滑剂1~10份制备而成。本发明中的增强型控湿材料添加无机吸湿助剂，加强了高吸水性聚合物的吸湿效果，利用无机吸湿助剂把空气中的水分子汇聚形成液态水，从而加快了高吸水性聚合物的吸湿；此外，所述控湿组件不但可以长期工作不需要接电源，高效吸湿，能在密闭腔体内湿度过大时快速地把环境中的水分吸收，维持环境的干燥，而且还能在因温度变化时释放出水分，避免把密闭环境过于干燥而引发不良后果。

Description

一种增强型控湿材料及其制备方法和控湿组件
技术领域
本发明涉及高分子聚合物控湿材料领域，特别是涉及一种增强型控湿材料及其制备方法和控湿组件。
背景技术
目前博物馆、收藏柜、雪茄盒、机柜等需要保持一定湿度的环境的领域中，主流的处理方案为使用冷凝除湿机、干燥剂、高分子聚合物控湿片等方法，以上方案会造成以下缺陷：1、干燥剂因为其本身的吸附特性，在其达到吸附极限后便无法继续工作，需要定期更换，使用时受到限制；2、加热风扇需要较高的功耗，同时在工作时无可避免的会产生噪音，且长期保持工作的风扇会带来不定时损坏因素；3、高分子聚合物控湿片因工作原理和材料特性，很难满足对快速吸收湿气的要求，使其应用场合受到很大的限制，无法广泛使用。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中的问题，提供一种增强型控湿材料及其制备方法和控湿组件。
一种增强型控湿材料，按质量份包括如下原料：合成橡胶80~110份、高吸水性聚合物50~100份、无机吸湿助剂10~20份、色粉1~2份、硫化剂1~10份、颗粒状润滑剂1~10份。
在其中一个实施例中，按质量份包括如下原料：合成橡胶90~100份、高吸水性聚合物70~80份、无机吸湿助剂10~16份、色粉1~2份、硫化剂4~6份、颗粒状润滑剂4~6份。
在其中一个实施例中，所述合成橡胶可为丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶和丁腈橡胶的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述高吸水性聚合物为聚乙烯盐系聚合物、聚乙烯醇系聚合物、聚丙烯盐系聚合物、聚氧乙烯系聚合物的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述无机吸湿助剂为溴化锂、氧化钙、硅胶和氧化铁中的一种或多种。
上述一种增强型控湿材料，由于高吸水性聚合物具有很强的吸放湿特性，利用渗透压的原理，当聚合物外部湿度高于内部时，聚合物会进行吸湿，直至聚合物内外湿度一致；当聚合物外部湿度低于内部时，聚合物会进行放湿，直至聚合物内外湿度一致。
一种增强型控湿材料的制备方法，包括如下步骤：
S1: 先把润滑剂投入开炼机，碾压10s ~20s；
S2: 投入合成橡胶，碾压10s~120s后，用铲子铲下胶料，然后再重新投入开炼机，碾压10s~120s；
S3: 投入高吸水性聚合物，碾压10min~25min，铲下后再重新投入开炼机重复此步骤2~3次；
S4: 投入无机吸湿助剂，碾压10min~15min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2~3次；
S5: 投入色粉，碾压10min~15min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2~3次；
S6：投入硫化剂，碾压10min~15min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2~3次；
S7: 把混炼胶取出后，投入硫化机或压延机，得出预设形状或厚度，投入压延机的胶料压延后，用隧道烤箱烘烤10min~30min，完成硫化，得到增强型控湿材料。
在其中一个实施例中，所述S7步骤中硫化机或压延机压延成型的厚度为0.2mm~3mm，所述烘烤温度为80℃~105℃。
在其中一个实施例中，所述成型的方式包括模压成型、压延成型或吹塑成型。
上述增强型控湿材料的制备方法，为了加强聚合物的吸湿效果，增加了无机吸湿助剂，利用吸湿助剂把空气中的水分子汇聚形成液态水，加快聚合物的吸湿。
一种控湿组件，包括所述增强型控湿材料。
在其中一个实施例中，所述控湿组件包括外壳，所述外壳内设有密闭腔体，所述密闭腔体由所述增强型控湿材料制备而成。
本发明中的控湿组件不但可以长期工作且不需要接电源，高效吸湿，还能根据密封外壳容积大小和所处温湿条件计算用量，精准控湿，当密闭腔体内湿度过大时快速地把环境中的水分吸收，维持环境的干燥，而且当腔体内过于干燥时释放出湿气，长期使得腔体内湿度保持在一定的范围内，避免密封腔体发生凝露或密闭环境过于干燥而引发不良后果，并且寿命长，能重复利用。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种增强型控湿材料，按质量份包括如下原料：合成橡胶80~110份、高吸水性聚合物50~100份、无机吸湿助剂10~20份、色粉1~2份、硫化剂1~10份、颗粒状润滑剂1~10份；其中，所述合成橡胶可为丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶和丁腈橡胶的一种或多种；所述高吸水性聚合物为聚乙烯盐系聚合物、聚乙烯醇系聚合物、聚丙烯盐系聚合物、聚氧乙烯系聚合物的一种或多种；所述无机吸湿助剂为溴化锂、氧化钙、硅胶和氧化铁中的一种或多种；而且所述高吸水性聚合物具有很强的吸放湿特性。
进一步地，所述增强型控湿材料的制备方法，包括如下步骤：
S1: 先把润滑剂投入开炼机，碾压10s ~20s；
S2: 投入合成橡胶，碾压10s~120s后，用铲子铲下胶料，然后再重新投入开炼机，碾压10s~120s；
S3: 投入高吸水性聚合物，碾压10min~25min，铲下后再重新投入开炼机重复此步骤2~3次；
S4: 投入无机吸湿助剂，碾压10min~15min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2~3次；
S5: 投入色粉，碾压10min~15min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2~3次；
S6：投入硫化剂，碾压10min~15min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2~3次；
S7: 把混炼胶取出后，投入硫化机或压延机，得出预设形状或厚度，投入压延机的胶料压延后，用隧道烤箱烘烤10min~30min，完成硫化，得到增强型控湿材料。
其中，在S7步骤中，所述增强型控湿材料的成型厚度为0.2mm~3mm，所述烘烤温度为80℃~105℃。
实施例1
S1: 先把1份润滑剂投入开炼机，碾压10s；
S2: 投入80份丙烯酸酯橡胶，碾压60s后，用铲子铲下胶料，然后再重新投入开炼机，碾压60s；
S3: 投入50份聚丙烯盐系聚合物，碾压10min，铲下后再重新投入开炼机重复此步骤3次；
S4: 投入20份无机吸湿助剂，碾压10min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2次；
S5: 投入1份色粉，碾压10min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2次；
S6：投入1份硫化剂，碾压10min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2次；
S7: 把混炼胶取出后，投入硫化机或压延机，得出预设形状或厚度，投入压延机的胶料压延后，用隧道烤箱在80℃的温度下烘烤10min，完成硫化，得到增强型控湿材料。
实施例2
S1: 先把4份润滑剂投入开炼机，碾压10s；
S2: 投入90份丙烯酸酯橡胶，碾压90s后，用铲子铲下胶料，然后再重新投入开炼机，碾压90s；
S3: 投入70份聚丙烯盐系聚合物，碾压10min，铲下后再重新投入开炼机重复此步骤3次；
S4: 投入16份无机吸湿助剂，碾压10min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2次；
S5: 投入1份色粉，碾压12min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2次；
S6：投入4份硫化剂，碾压11min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2次；
S7: 把混炼胶取出后，投入硫化机或压延机，得出预设形状或厚度，投入压延机的胶料压延后，用隧道烤箱在90℃的温度下烘烤15min，完成硫化，得到增强型控湿材料。
实施例3
S1: 先把6份润滑剂投入开炼机，碾压15s；
S2: 投入100份丙烯酸酯橡胶，碾压100s后，用铲子铲下胶料，然后再重新投入开炼机，碾压10s；
S3: 投入80份聚丙烯盐系聚合物，碾压15min，铲下后再重新投入开炼机重复此步骤4次；
S4: 投入16份无机吸湿助剂，碾压12min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2次；
S5: 投入1份色粉，碾压12min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2次；
S6：投入6份硫化剂，碾压12min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2次；
S7: 把混炼胶取出后，投入硫化机或压延机，得出预设形状或厚度，投入压延机的胶料压延后，用隧道烤箱在100℃的温度下烘烤20min，完成硫化，得到增强型控湿材料。
实施例4
S1: 先把10份润滑剂投入开炼机，碾压20s；
S2: 投入110份丙烯酸酯橡胶，碾压120s后，用铲子铲下胶料，然后再重新投入开炼机，碾压120s；
S3: 投入100份聚丙烯盐系聚合物，碾压25min，铲下后再重新投入开炼机重复此步骤5次；
S4: 投入10份无机吸湿助剂，碾压15min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤3次；
S5: 投入2份色粉，碾压15min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤3次；
S6：投入10份硫化剂，碾压15min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤3次；
S7: 把混炼胶取出后，投入硫化机或压延机，得出预设形状或厚度，投入压延机的胶料压延后，用隧道烤箱在105℃的温度下烘烤30min，完成硫化，得到增强型控湿材料。
上述实施例中，添加无机吸湿助剂，加强了聚丙烯盐系聚合物的吸湿效果，利用无机吸湿助剂把空气中的水分子汇聚形成液态水，从而加快了聚丙烯盐系聚合物的吸湿；在S7步骤中，所述成型方式采用模压成型、压延成型或吹塑成型，使所得增强型控湿材料的成型厚度较为均匀，性能较稳定；所述硫化机或压延机压延成型的厚度为0.2mm~3mm，有利于所述增强型控湿材料进行控湿；所述烘烤温度在80℃~105℃的范围内，防止温度过低而影响加工效率，同时温度过高会破坏其产品性能。
对比例1：
取40%的合成橡胶、30%的高吸水树脂和30%硬脂酸，一起放入70℃密炼机内进行20min的混炼，其中密炼机的转速比为1:1.25，上顶栓压力为0.2MPa，经混炼后形成聚合物，将聚合物传送至压延机进行压延，再将压延后的聚合物放入高温模具内进行200℃的热硫化，且硫化时间为3min，以形成不同形状规格的聚合物，最后将硫化成型的聚合物进行冷却直至室温后，进行裁切成所需大小或形状，达到控湿亲水聚合物。
对比例2：
取50%的合成橡胶、20%的高吸水树脂和30%硬脂酸，一起放入90℃密炼机内进行40min的混炼，其中密炼机的转速比为1:1.25，上顶栓压力为0.2MPa，经混炼后形成聚合物，将聚合物传送至压延机进行压延，再将压延后的聚合物放入高温模具内进行230℃的热硫化，且硫化时间为6min，以形成不同形状规格的聚合物，最后将硫化成型的聚合物进行冷却直至室温后，进行裁切成所需大小或形状，达到控湿亲水聚合物。
将上述的实施例和对比例进行吸湿和放湿效率测试，具体测试数据如表1所示：
表1
吸湿 放湿
实施例1 50x50x50mm 24H@30℃95%rh 110mg/8H/64cm<sup>3</sup>
实施例2 50x50x50mm 48H@30℃95%rh 94mg/8H/64cm<sup>3</sup>
实施例3 50x50x50mm 60H@30℃95%rh 85mg/8H/64cm³
实施例4 50x50x50mm 80H@30℃95%rh 70mg/8H/64cm³
对比例1 50x50x50mm80H@30℃95%rh 50mg/8H/64cm³
对比例2 50x50x50mm85H@30℃95%rh 43mg/8H/64cm³
由表1可知，所述增强型控湿材料在相对湿度为95%rh的环境下保持相对平衡的状态。
在实施例1中，当相对湿度大于95%rh时，所述增强型控湿材料会进行吸湿，吸湿效率为每50x50x50mm增强型控湿材料中，在30℃的温度下，使相对湿度保持在95%rh时，需吸湿24小时；当温度过于干燥时，所述增强型控湿材料会进行放湿，放湿效率为每64cm3增强型控湿材料在每8小时可放出110mg的水分。
在实施例2中，当相对湿度大于95%rh时，所述增强型控湿材料会进行吸湿，吸湿效率为每50x50x50mm增强型控湿材料中，在30℃的温度下，使相对湿度保持在95%rh时，需吸湿48小时；当温度过于干燥时，所述增强型控湿材料会进行放湿，放湿效率为每64cm3增强型控湿材料在每8小时可放出94mg的水分。
在实施例3中，当相对湿度大于95%rh时，所述增强型控湿材料会进行吸湿，吸湿效率为每50x50x50mm增强型控湿材料中，在30℃的温度下，使相对湿度保持在95%rh时，需吸湿60小时；当温度过于干燥时，所述增强型控湿材料会进行放湿，放湿效率为每64cm3增强型控湿材料在每8小时可放出85mg的水分。
在实施例4中，当相对湿度大于95%rh时，所述增强型控湿材料会进行吸湿，吸湿效率为每50x50x50mm增强型控湿材料中，在30℃的温度下，使相对湿度保持在95%rh时，需吸湿80小时；当温度过于干燥时，所述增强型控湿材料会进行放湿，放湿效率为每64cm3增强型控湿材料在每8小时可放出70mg的水分。
在对比例1中，当相对湿度大于95%rh时，所述增强型控湿材料会进行吸湿，吸湿效率为每50x50x50mm增强型控湿材料中，在30℃的温度下，使相对湿度保持在95%rh时，需吸湿80小时；当温度过于干燥时，所述增强型控湿材料会进行放湿，放湿效率为每64cm3增强型控湿材料在每8小时可放出50mg的水分。
在对比例2中，当相对湿度大于95%rh时，所述增强型控湿材料会进行吸湿，吸湿效率为每50x50x50mm增强型控湿材料中，在30℃的温度下，使相对湿度保持在95%rh时，需吸湿85小时；当温度过于干燥时，所述增强型控湿材料会进行放湿，放湿效率为每64cm3增强型控湿材料在每8小时可放出43mg的水分。
经过测试对比，该增强型控湿材料可以有效地在密闭空间里进行控湿；而本发明中的增强型控湿材料含有聚丙烯盐系聚合物，具有很强的吸放湿特性，利用渗透压的原理，当聚丙烯盐系聚合物外部湿度高于内部时，聚丙烯盐系聚合物会进行吸湿，直至聚丙烯盐系聚合物内外湿度一致；当聚丙烯盐系聚合物外部湿度低于内部时，聚丙烯盐系聚合物会进行放湿，直至聚丙烯盐系聚合物内外湿度一致。
更进一步地，通过上述增强型控制材料可制得一种控湿组件，所述控湿组件包括外壳，所述外壳内设有密闭腔体，所述密闭腔体由所述增强型控湿材料制备而成，所述外壳和所述密闭腔体的形状可根据实际情况定制。
本发明中的控湿组件不但可以长期工作且不需要接电源，高效吸湿，还能根据密封外壳容积大小和所处温湿条件计算用量，精准控湿，当密闭腔体内湿度过大时快速地把环境中的水分吸收，维持环境的干燥，而且当腔体内过于干燥时释放出湿气，长期使得腔体内湿度保持在一定的范围内，避免密封腔体发生凝露或密闭环境过于干燥而引发不良后果，并且寿命长，能重复利用。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种增强型控湿材料，其特征在于，按质量份包括如下原料：合成橡胶80~110份、高吸水性聚合物50~100份、无机吸湿助剂10~20份、色粉1~2份、硫化剂1~10份、颗粒状润滑剂1~10份。
2.根据权利要求1所述的增强型控湿材料，其特征在于，按质量份包括如下原料：合成橡胶90~100份、高吸水性聚合物70~80份、无机吸湿助剂10~16份、色粉1~2份、硫化剂4~6份、颗粒状润滑剂4~6份。
3.根据权利要求1或2所述的增强型控湿材料，其特征在于，所述合成橡胶可为丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶和丁腈橡胶的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的增强型控湿材料，其特征在于，所述高吸水性聚合物可为聚乙烯盐系聚合物、聚乙烯醇系聚合物、聚丙烯盐系聚合物、聚氧乙烯系聚合物的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的增强型控湿材料，其特征在于，所述无机吸湿助剂为溴化锂、氧化钙、硅胶和氧化铁中的一种或多种。
6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的增强型控湿材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1: 先把润滑剂投入开炼机，碾压10s ~20s；
S2: 投入合成橡胶，碾压10s~120s后，用铲子铲下胶料，然后再重新投入开炼机，碾压10s~120s；
S3: 投入高吸水性聚合物，碾压10min~25min，铲下后再重新投入开炼机重复此步骤2~3次；
S4: 投入无机吸湿助剂，碾压10min~15min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2~3次；
S5: 投入色粉，碾压10min~15min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2~3次；
S6：投入硫化剂，碾压10min~15min，铲下后重新投入开炼机，重复此步骤2~3次；
S7: 把混炼胶取出后，投入硫化机或压延机，得出预设形状或厚度，投入压延机的胶料压延后需用隧道烤箱烘烤10min~30min，完成硫化，得到增强型控湿材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述S7步骤中硫化机或压延机压延成型的厚度为0.2mm~3mm，所述烘烤温度为80℃~105℃。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述成型的方式包括模压成型、压延成型或吹塑成型。
9.一种控湿组件，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的增强型控湿材料。
10.根据权利要求9所述的控湿组件，其特征在于，所述控湿组件包括外壳，所述外壳内设有密闭腔体，所述密闭腔体由所述增强型控湿材料制备而成。
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CN103528474A (zh) * 2013-05-17 2014-01-22 哈尔滨欧替药业有限公司 一种用于阴道膨胀栓的检测方法
CN104246115A (zh) * 2012-04-16 2014-12-24 瑞翁化工公司 高温稳定的可水溶胀的橡胶组合物

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