一种无机改性高分子复合球吸湿材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种无机盐改性高分子复合球吸湿材料，基体材料为高吸水树脂，改性材料为无机盐，所述基体材料与所述无机盐的质量配比在1：3.5～1：9.0之间。同时，本发明专利技术还公开了一种无机盐改性高分子复合球吸湿材料的制备方法。本发明专利技术以无机盐为改性剂，与高分子复合构造出空隙结构，增大了树脂球的比表面积，显著提高了材料的吸湿性能，且可以作为负载材料进一步提升其性能；同时，本发明专利技术制得的复合颗粒球，其10小时吸湿量和吸湿率都较原树脂提高7倍以上，吸湿速率为原树脂的9倍以上，且其直径和密度可以调控。

Inorganic modified polymer composite sphere hygroscopic material and preparation method thereof

The invention relates to an inorganic salt modified polymer composite ball hygroscopic material. The matrix material is a high water absorbent resin and the modified material is inorganic salt, and the mass ratio of the matrix material and the inorganic salt is between 1:3.5 and 1:9.0. Meanwhile, the invention also discloses a preparation method of inorganic salt modified polymer composite ball hygroscopic material. The invention uses inorganic salt as the modifier, constructs a gap structure with the polymer, increases the specific surface area of the resin ball, improves the moisture absorption property of the material significantly, and can further improve its performance as a load material; at the same time, the 10 hour moisture absorption and hygroscopic rate of the invention made by the invention is more than the original resin. The moisture absorption rate is more than 9 times higher than that of the original resin by more than 7 times, and its diameter and density can be controlled.

【技术实现步骤摘要】
一种无机改性高分子复合球吸湿材料及其制备方法
本专利技术涉及复合吸湿材料
，尤其涉及一种无机盐改性高分子复合球吸湿材料及其制备方法。
技术介绍
湿度是表示大气干燥程度的物理量，即表示空气中水的多少，它与人们的生产生活密不可分。随着人们对生产生活的要求逐渐提高，吸湿材料也因为其独特的吸湿特性和优越的吸湿性能而逐渐为人们所认知。吸湿材料可吸收空气中的水分，调节空气湿度，被广泛应用于建筑、医疗、环境等领域。有机高分子吸湿材料具备优异的保湿、吸湿性能，是经过物理和化学方法改性的水性树脂，依靠高分子中的亲水性基团来吸收空气中的水分。其中聚丙烯酸钠高分子是一种新型的高吸水树脂，具有吸湿容量大、保水能力强的特点，且无毒、无害、无污染，成为近年来发展迅速的新型功能高分子材料。但是这种材料的吸湿速率较慢、效率低，不能满足人们对高性能除湿材料的需要，如何提高其吸湿性能是目前继续解决的问题。以往多用接枝共聚等化学方法对聚丙烯酸钠进行改性，以达到提高其吸湿性能的目的，但这些方法的工艺复杂、效率低且费用高，依然不能满足人们的需求。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种无机改性高分子复合球吸湿材料及其制备方法，用以解决现有高吸水树脂吸湿速率较慢、效率低的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种无机改性高分子复合球吸湿材料，基体材料为高吸水树脂，改性材料为无机盐，所述基体材料与所述无机盐的质量配比在1：(3.5～9.0)之间。本专利技术有益效果如下：本专利技术复合球吸湿材料以高吸水树脂作为基体材料，以无机盐作为改性剂，提升了原树脂球的吸湿性能；同时，本专利技术选择上述质量配比，能够保证所制得的复合球吸湿材料的空隙结构稳定，比表面积大，具有良好的吸湿性能；若配比过低，复合球吸湿材料的吸湿性能不好；若配比过高，所制得的复合球吸湿材料破损率较高。在上述方案的基础上，本专利技术还做了如下改进：进一步，所述高吸水树脂为聚丙烯酸钠树脂球，所述无机盐为氯化钠、食盐或工业盐的一种或几种的混合物。采用上述进一步方案的有益效果是：聚丙烯酸钠树脂具有吸湿容量大的特点，氯化钠、食盐或工业盐具有无毒、无害、成本低的特点，以其为改性剂，与聚丙烯酸钠树脂复合，能显著提高了材料的吸湿速率，且方法简单，成本低。进一步，所制备得到的复合球吸湿材料为均匀白色多孔球体，平均粒径为0.45cm～0.95cm，平均密度为0.35g/cm3～0.70g/cm3。采用上述进一步方案的有益效果是：复合球吸湿材料的粒径和密度可以调控，使其能满足不同吸湿性能(如吸湿率)条件的要求，同时复合球吸湿材料大小的可控可以满足材料在使用时的各种尺寸要求。一种无机改性高分子复合球吸湿材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1.浸泡：将高吸水树脂浸入去离子水中进行吸水溶胀；步骤2.包覆：将溶胀后的所述高吸水树脂滤水取出并拭干，与无机盐共混，使无机盐均匀包覆，得到包覆颗粒；步骤3.平衡：取出所述包覆颗粒，在室温、空气湿度小于70％环境下静置，得到复合球；步骤4.干燥：将所述复合球干燥至复合球变硬完全脱水，得到干燥后的复合球；步骤5.去壳：将所述干燥后的复合球剥去表面盐壳，得到无机盐改性高分子复合球吸湿材料。本专利技术制备方法简单，成本低，具有良好的应用前景；且本专利技术将空气湿度控制在小于70％以内，保证后续工艺的正常进行，因为空气湿度过大，复合球吸湿材料会继续吸湿，影响后续工艺的控制。进一步的，所述步骤1中，所述高吸水树脂浸入去离子水中1～12小时。本专利技术将高吸水树脂浸入到去离子水中1～12小时，能够控制高吸水树脂的溶胀体积，且在后续包覆阶段，可以更好的控制树脂和无机盐的配比。进一步的，所述步骤1中，所述高吸水树脂吸水溶胀至原体积的3～7倍。本专利技术控制高吸水树脂吸水至原体积的3～7倍，确保高吸水树脂的性能，因为高吸水树脂的吸水溶胀体积过高或过低，会降低复合球吸湿材料的吸湿性能或导致破损率较大。进一步的，所述步骤2中，溶胀后的所述高吸水树脂与所述无机盐以质量比范围为1：(20～50)条件下进行共混，共混时间控制在5分钟之内。本专利技术将共混时间控制在5分钟之内，保证包覆效果；若共混时间过长，树脂会放水，影响包覆效果。进一步的，所述步骤3中，所述包覆颗粒的静置时间范围是1～2小时。本专利技术选择上述静置时间，可以使得无机盐与树脂充分作用，保证所制备的复合球吸湿材料在干燥后空隙分布均匀。进一步的，所述步骤4中，所述复合球在120℃～160℃条件下干燥2h～8h。本专利技术在上述温度条件下干燥，干燥效率高，进而保证成品率高，破损率小。进一步的，所述步骤4中，所述复合球在135℃～158℃条件下干燥3.5～6.5h。本专利技术的有益效果为：(1)在制备工艺中以无机盐为改性剂，与高分子复合构造出空隙结构，增大了树脂球的比表面积，显著提高了材料的吸湿性能，且可以作为负载材料进一步提升其性能；(2)本专利技术制得的复合颗粒球，其10小时吸湿量和吸湿率都较原树脂提高7倍以上，吸湿速率为原树脂的9倍以上，且其直径和密度可以调控；(3)本专利技术所提供的制备工艺简单、快速、成本低，容易实现，易于操作，具有良好的应用前景；(4)通过本专利技术得到的复合材料，不仅提升了原树脂球的吸湿性能，而且也可作为负载材料，通过其孔隙结构与其它吸湿材料或抗菌抑菌剂复合得到功能吸湿材料。本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为w1-140与纯树脂吸湿量与吸湿率曲线对比图；图2为w2-140与纯树脂吸湿量与吸湿率曲线对比图；图3为w4-140与纯树脂吸湿量与吸湿率曲线对比图；图4为w6-140与纯树脂吸湿量与吸湿率曲线对比图；图5为w12-120与纯树脂吸湿量与吸湿率曲线对比图；图6为w2-160与纯树脂吸湿量与吸湿率曲线对比图；图7为w4-130与纯树脂吸湿量与吸湿率曲线对比图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术公开了一种无机改性高分子复合吸湿材料及其制备方法，本专利技术以无机盐作为改性剂对高吸水树脂进行改性，无机盐能进入到树脂的高分子链间，打破高分子链的密实堆砌，可以构造出大量空隙结构，增大树脂球的比表面积，显著提高材料的吸湿性能，解决了聚丙烯酸钠树脂吸湿速率较慢、效率低的问题，达到了本专利技术的目的。同时，通过本专利技术得到的复合材料，也可作为负载材料，通过其孔隙结构与其它吸湿材料或抗菌、抑菌剂复合得到功能吸湿材料。实施例1取高吸水树脂球浸入去离子水中溶胀1小时至原体积的3倍，然后将溶胀后小球滤水取出并拭干，按质量比为1：50与食盐共混，使食盐均匀包覆于小球表面，共混时间控制在5分钟之内；取出上述包覆颗粒，在室温、空气湿度小于70％环境下静置1小时，然后在140℃下干燥3h，将干燥后的复合球剥去表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无机改性高分子复合球吸湿材料，其特征在于，基体材料为高吸水树脂，改性材料为无机盐，所述基体材料与所述无机盐的质量配比在1：(3.5～9.0)之间。

【技术特征摘要】
1.一种无机改性高分子复合球吸湿材料，其特征在于，基体材料为高吸水树脂，改性材料为无机盐，所述基体材料与所述无机盐的质量配比在1：(3.5～9.0)之间。2.根据权利要求1所述的一种无机改性高分子复合球吸湿材料，其特征在于，所述高吸水树脂为聚丙烯酸钠树脂球，所述无机盐为氯化钠、食盐或工业盐的一种或几种的混合物。3.根据权利要求1所述的一种无机改性高分子复合球吸湿材料，其特征在于，所制备得到的复合球吸湿材料为均匀白色多孔球体，平均粒径为0.45cm～0.95cm，平均密度为0.35g/cm3～0.70g/cm3。4.一种无机改性高分子复合球吸湿材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.浸泡：将高吸水树脂浸入去离子水中进行吸水溶胀；步骤2.包覆：将溶胀后的所述高吸水树脂滤水取出并拭干，与无机盐共混，使无机盐均匀包覆，得到包覆颗粒；步骤3.平衡：取出所述包覆颗粒，在室温、空气湿度小于70％环境下静置，得到复合球；步骤4.干燥：将所述复合球干燥至复合球变硬完全脱水，得到干燥后的复合球；步骤5.去壳：将所述干燥后的复合球剥去表面盐壳，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：张生辉，邱实，王力，张含卓，陈辉，欧雪梅，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32