专利名称：一种吸湿薄膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及除湿的技术领域，尤其涉及一种吸湿薄膜及其制备方法。
背景技术：
空气湿度是一个与人们的生活和生产有密切关系的重要环境参数，湿度对人体的舒适度、产品的生产过程、产品的质量和产品的保存期都有重要的影响。长期在潮湿的空气环境里生活和工作，人体会受到“湿”的侵袭，导致人体的热平衡被破坏，这不仅影响人体健康，而且会影响正常的生活和工作，降低工作的效率。在工业生产过程中，如精密仪器、计量仪器、电子产品和化工产品等的生产过程中，如果不对湿度进行控制，产品的质量会受到严重影响。在潮湿的环境中，食品会由于霉菌的侵蚀而发霉变质，金属会生锈，仪表精度会下降、绝缘参数会降低等，这些都会给国民经济等造成重大的损失。可见，湿度的控制无论是对生活环境和工作环境，还是对生产过程和物品保护都显得十分重要。随着科学技术水平的提高和生产的发展，空气除湿已经形成并发展成为一门新的技术。目前普遍使用的除湿材料为无机吸湿材料，其中被广泛使用的主要有硅胶吸湿剂、活性炭和分子筛，这些无机吸湿材料能够实现除湿的功能，然而它们的吸湿容量普遍较低，不到自身重量的60%，难以满足在高湿环境中的除湿要求。为了提高除湿材料的吸湿容量，现有技术发展了以聚丙烯酸钠类聚合物为代表的有机吸湿材料，如公开号为CN 101003598A的中国专利文献公开了一种有机高分子吸湿材料的制备方法，该方法将丙烯酸盐单体溶液用氢氧化钠溶液中和，向其中加入交联剂和引发剂，然后在水浴温度为40°C 70°C的恒温水浴条件下进行聚合反应，反应2小时 5小时后，得到反应产物；将得到的反应产物进行造粒、烘干和粉碎，得到有机高分子吸湿材料。该方法在国内首次采用聚丙烯酸盐类树脂制备了有机高分子吸湿性材料，得到的有机高分子吸湿材料具有较好的吸湿性能，但是它只具备粒状特征，不能满足特殊除湿形状的要求。为了满足特殊除湿形状的需求，现有技术公开了以无机纤维膜作为基材的加固无机吸湿材料，如美国罗特公司生产的膜状无机吸湿材料，这种吸湿材料可以满足特殊环境对吸湿材料形状的要求，然而这种膜状无机吸湿材料的吸湿能力较低，尤其是在高湿环境中的除湿效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸湿薄膜及其制备方法，本发明提供的吸湿薄膜具有较高的吸湿容量，吸湿能力较好。本发明提供一种吸湿薄膜，由烯酸类聚合单体、无机纤维膜和无机改性剂通过聚合反应得到；所述无机改性剂为二氧化硅和/或氧化铝。优选的，所述烯酸类聚合单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸钠和甲基丙烯酸钠中的一种或多种。
优选的，所述无机纤维膜为无机玻璃纤维膜或无机陶瓷纤维膜。优选的，所述无机改性剂为二氧化硅溶胶和/或氧化铝溶胶。本发明提供一种吸湿薄膜的制备方法，包括以下步骤将烯酸类聚合单体与pH值调节剂、交联剂、引发剂和无机改性剂混合，得到pH值为3. 0 7. 0的混合溶液；将无机纤维膜浸润于所述混合溶液中，聚合反应后得到水凝胶；将所述水凝胶干燥，得到吸湿薄膜；所述无机改性剂为二氧化硅和/或氧化铝。优选的，所述烯酸类单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸钠和甲基丙烯酸钠中的一种或多种。优选的，所述无机改性剂为二氧化硅溶胶和/或氧化铝溶胶。优选的，所述无机纤维膜为无机玻璃纤维膜或无机陶瓷纤维膜。优选的，所述聚合反应的温度为30°C 90°C。优选的，所述聚合反应的时间为1小时 10小时。本发明提供一种吸湿薄膜，由烯酸类聚合单体、无机纤维膜和无机改性剂通过聚合反应得到；所述无机改性剂为二氧化硅和/或氧化铝。本发明以烯酸类聚合单体、无机纤维膜和无机改性剂为原料，将其进行聚合反应后得到水凝胶薄膜；将所述水凝胶薄膜干燥后得到吸湿薄膜。在本发明中，所述烯酸类聚合单体聚合得到聚烯酸类聚合物，得到的聚合物具有吸湿性能；在聚合反应过程中，所述无机改性剂被包裹于所述聚烯酸类聚合物在中， 使其均勻地分散在得到的吸湿薄膜中，所述无机改性剂为二氧化硅和/或氧化铝，其具有较大的比表面积和较强的吸附能力，使得本发明提供的吸湿薄膜具有较高的吸湿容量，吸湿能力较好；而且所述聚合反应在无机纤维膜提供的支撑骨架上进行，使得本发明提供的吸湿薄膜具有较高的机械强度。实验结果表明，本发明提供的吸湿薄膜的吸湿容量高达其自身重量1. 5倍，而且无机改性剂还能够改善所述吸湿薄膜的吸湿露点，随着无机改性剂含量的增加，所述吸湿薄膜的吸湿露点随之降低，本发明提供的吸湿薄膜的吸湿露点可低至-27V。另外，本发明提供的吸湿薄膜的制备方法以无机纤维膜为聚合反应的骨架，有利于膜状吸湿材料的形成，得到的吸湿薄膜能够满足特殊除湿形状的需求。
图1为本发明实施例1和比较例提供的吸湿材料的吸湿容量与相对湿度的关系曲线.
一入 ，其中，曲线1为实施例1提供的吸湿材料的吸湿容量与相对湿度的关系曲线；曲线 2为比较例1提供的吸湿材料的吸湿容量与相对湿度的关系曲线；曲线3为比较例2提供的吸湿材料的吸湿容量与相对湿度的关系曲线。
具体实施例方式本发明提供了一种吸湿薄膜，由烯酸类聚合单体、无机纤维膜和无机改性剂通过聚合反应得到；
所述无机改性剂为二氧化硅和/氧化铝。本发明提供的吸湿薄膜以烯酸类聚合单体为原料之一，将其进行聚合反应后得到吸湿薄膜。所述烯酸类聚合单体优选为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸钠和甲基丙烯酸钠中的一种或多种，更优选为丙烯酸和/或甲基丙烯酸，最优选为丙烯酸和甲基丙烯酸；本发明对所述聚合反应的条件没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的烯酸类聚合单体的聚合反应的技术方案即可。本发明提供的吸湿薄膜以无机纤维膜为原料之一，无机纤维膜是以矿物质为原料制成的化学纤维膜，它结合了纤维的可纺织加工特性和矿物质的优异性能，具有耐高温、热稳定性好、抗氧化、耐腐蚀、隔热性能好等特性。在本发明中，所述无机纤维膜优选为无机玻璃纤维膜或无机陶瓷纤维膜，更优选为无机玻璃纤维膜。本发明以无机纤维膜为支撑材料，使所述烯酸类聚合单体在所述无机纤维膜存在的条件下进行聚合反应，得到吸湿薄膜，得到的吸湿薄膜的膜状结构可以弯曲，具有再加工定型的特性，使得本发明提供的吸湿薄膜能够满足特定的除湿形状的要求；而且无机纤维膜对得到的吸湿薄膜具有加固作用，使得形成的吸湿薄膜具有较高的机械强度。本发明提供的吸湿薄膜以无机改性剂为原料之一，所述无机改性剂为二氧化硅和 /或氧化铝，所述无机改性剂与上述技术方案中的所述烯酸类聚合单体和所述无机纤维膜进行聚合反应，得到吸湿薄膜，在所述聚合反应进行的过程中，所述无机改性剂被包裹于形成的聚合物中，使得所述无机改性剂均勻地分散在得到的吸湿薄膜中。本发明采用的无机改性剂本身具有大量微小的空隙，能够形成大量的吸附表面，从而增加了对水分的吸附面积；而且由于毛细管的作用，使得水面呈凹形，凹形水面的水蒸气的分压比空气中水蒸气的分压低很多，因此能够从空气中吸收水分，并通过物理吸引力将水分保留住，从而使得本发明提供的吸湿薄膜具有较高的吸湿容量，吸湿性能较好。在本发明中，所述无机改性剂优选为二氧化硅溶胶和/或氧化铝溶胶，更优选为二氧化硅溶胶和氧化铝溶胶，当所述无机改性剂为二氧化硅和氧化铝时，所述二氧化硅与所述氧化铝的质量比优选为(0. 1 5) (0.0001 0.02)，更优选为(0.5 4) (0.001 0.01)，最优选为(1 3) (0.005 0.008)；所述二氧化硅溶胶的固含量优选为10 % 60 %，更优选为20 % 50 %，最优选为25 % 40 % ；所述氧化铝溶胶的固含量优选为 15%，更优选为3% 10%，最优选为5% 8%。本发明提供一种吸湿薄膜，由烯酸类聚合单体、无机纤维膜和无机改性剂通过聚合反应得到；所述无机改性剂为二氧化硅和/或氧化铝。得到的吸湿薄膜以无机纤维膜为支撑骨架，由烯酸类聚合单体聚合得到的聚烯酸类聚合物在无机纤维膜的骨架上形成，得到了具有膜状的吸湿材料，能够满足特殊除湿形状的要求，而且所述无机纤维薄膜对吸湿薄膜具有加固作用，提高了吸湿薄膜的机械强度；在聚合反应过程中，所述无机改性剂被包裹在聚合物中，使得所述无机改性剂均勻地分散于吸湿薄膜中，无机改性剂具有较大的比表面积和较高的吸湿性能，增强了吸湿薄膜对水分的吸收，从而使得本发明提供的吸湿薄膜具有较高的吸湿容量，吸湿能力较好。本发明提供了一种吸湿薄膜的制备方法，包括以下步骤将烯酸类聚合单体与pH值调节剂、交联剂、引发剂和无机改性剂混合，得到pH值为3. 0 7. 0的混合溶液；
将无机纤维膜浸润于所述混合溶液中，聚合反应后得到水凝胶；将所述水凝胶干燥，得到吸湿薄膜；所述无机改性剂为二氧化硅和/或氧化铝。本发明首先将烯酸类聚合单体与pH值调节剂、交联剂、引发剂和无机改性剂混合，得到PH值为3. 0 7. 0的混合溶液。本发明优选先将烯酸类聚合单体和pH值调节剂混合，然后再向其中加入交联剂、 引发剂和无机改性剂，得到PH值为3. 0 7. 0的混合溶液，优选得到pH为4. 0 6. 5的混合溶液。在本发明中，所述烯酸类聚合单体优选为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸钠和甲基丙烯酸钠中的一种或多种，更优选为丙烯酸和/或甲基丙烯酸，最优选为丙烯酸和甲基丙烯酸; 所述PH值调节剂优选为氢氧化钠，更优选为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量浓度优选为10% 50%，更优选为15% 45%，最优选为20% 30%;本发明对所述烯酸类聚合单体与所述pH值调节剂的质量比没有特殊的限制，使得最后混合溶液的pH值为3. 0 7. 0即可。所述烯酸类聚合单体与所述pH值调节剂混合后，本发明向其中加入交联剂、引发剂和无机改性剂，得到PH值为3. 0 7. 0的混合溶液；所述无机改性剂为二氧化硅和/或氧化铝。本发明对所述交联剂、引发剂和无机改性剂的加入顺序没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的聚合反应中各原料的加入顺序即可。本发明优选首先向烯酸类聚合单体与所述PH值调节剂的混合溶液中加入交联剂和引发剂，搅拌均勻后再向其中加入无机改性剂，然后向其中优选加入去离子水，使得到的混合溶液中所述烯酸类聚合单体的质量浓度优选为10 % 50 %，更优选为20 % 40 %。本发明得到的pH值为3. 0 7. 0的混合溶液的颜色略微发白。在本发明中，所述交联剂优选为N，N- 二甲基丙烯酰胺；所述引发剂优选为过硫酸钾和过硫酸铵中的一种或两种，更优选为过硫酸钾和过硫酸铵；所述无机改性剂优选为二氧化硅溶胶和/或氧化铝溶胶，所述氧化铝溶胶优选为拟薄铝石溶胶。所述烯酸类单体与所述交联剂、所述引发剂、所述无机改性剂的质量比优选为 1 (0. 0005 0. 006) (0. 0001 0. 003) (0. 1 3)，更优选为 1 (0. 001 0.005) (0. 0005 0. 002) (0. 02 1)；当所述无机改性剂为二氧化硅与氧化铝时，所述二氧化硅与所述氧化铝的质量比优选为(0. 1 5) (0. 0001 0. 02)；本发明所述二氧化硅溶胶的固含量优选为10 % 60 %，更优选为20 % 50 %，最优选为25 % 40 %，所述氧化铝溶胶的固含量度优选为 15%，更优选为3% 10%，最优选为5% 8%;当所述引发剂为过硫酸钾和过硫酸铵时，本发明对所述过硫酸钾和过硫酸铵的质量比没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用作引发剂的过硫酸钾和过硫酸铵的质量比即可， 在本发明中，所述过硫酸钾和过硫酸铵的质量比优选为1 1。得到pH值为3. 0 7. 0的混合溶液后，本发明将无机纤维膜浸润于所述混合溶液中，聚合反应后得到水凝胶。本发明将无机纤维膜浸润于所述混合溶液中，优选静置至所述无机纤维膜吸附所述混合溶液饱和后，将得到的吸附饱和的无机纤维膜优选置于密闭条件下，进行聚合反应后，得到水凝胶。本发明优选在所述无机纤维膜吸附所述混合溶液饱和后，将所述吸附饱和的无机纤维膜上多余的混合溶液自然流下至所述无机纤维膜表面没有流动的混合溶液。
在本发明中，所述无机纤维膜优选为无机玻璃纤维膜或无机陶瓷纤维膜，更优选为无机玻璃纤维膜；所述无机纤维膜的厚度优选为0. 18mm 0. 60mm,更优选为0. 30mm 0. 50mm ；所述无机纤维膜的表面积优选为5. Ocm2 9cm2，更优选为6. Ocm2 8cm2 ；所述无机纤维薄膜的体积与所述混合溶液中烯酸类聚合单体、无机改性剂的质量比优选为(18 60) mm3 (0.1 5)g: (0. 01 0. 5) g，更优选为(25 50) mm3 (0. 5 4) g (0. 05 0. l)g ；所述静置的时间优选为1分钟 20分钟，更优选为2分钟 15分钟，最优选为3 分钟 10分钟；本发明对所述密闭条件没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的密闭条件即可；所述聚合反应的温度优选为35°c 70°C，更优选为40°C 65°C，最优选为45°C 600C ；所述聚合反应的时间优选为3小时 10小时，更优选为4小时 8小时，最优选为5 小时 7小时。得到水凝胶以后，本发明优选将所述水凝胶干燥，得到吸湿薄膜。本发明对所述干燥的技术方案没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的干燥的技术方案即可。本发明优选将所述水凝胶置于烘箱内进行烘干，所述烘干的温度优选为50°C 200°C，更优选为 55°C 180°C，最优选为 60V 160°C。得到吸湿薄膜后，本发明对所述吸湿薄膜的吸湿容量进行测试。本发明首先称量吸湿薄膜的初始质量，记为IV将称量好的吸湿薄膜置于恒温恒湿测试箱内，静置待吸湿薄膜吸水饱和，即吸湿薄膜的质量为恒重时，称量吸湿薄膜的质量，记为Hl1,按照式(I)所示的公式，计算得到所述吸湿薄膜的吸湿倍率。在本发明中，所述测试箱内的温度优选为20°C 50°C，更优选为25°C 40°C ；所述测试箱内的相对湿度优选为30% RH 95% RH，更优选为40% RH 90% RH ；所述静置的时间优选为0. 5小时 5小时，更优选为0. 8小时 3小时。实验结果表明，本发明提供的吸湿薄膜的吸湿容量为自身重量的0.5倍 1.5倍。N = ^^X100% (I)；
m0式(I)中，所述N为吸湿材料的吸湿倍率；所述mQ为吸湿材料的初始质量； 所述Hi1为吸湿材料吸附饱和后的质量。本发明还对得到的吸湿薄膜的吸湿露点进行了测试，测试结果表明，本发明提供的吸湿薄膜的吸湿露点只与无机改性剂有关，随着无机改性剂含量的增加，本发明提供的吸湿薄膜的吸湿露点随之降低，最低可达_27°C。本发明对所述吸湿薄膜进行了耐高温试验，试验结果表明，本发明提供的吸湿薄膜的热稳定性好，能够承受高达700°C的高温；另外，从本发明对得到的吸湿薄膜进行的其他性能测试还发现，本发明提供的吸湿薄膜具有化学性质稳定、机械强度高的优点。本发明提供一种吸湿薄膜，由烯酸类聚合单体、无机纤维膜和无机改性剂通过聚合反应得到；所述无机改性剂为二氧化硅和/或氧化铝。本发明以烯酸类聚合单体、无机纤维膜和无机改性剂为原料，所述烯酸类聚合单体在无机纤维膜和无机改性剂存在的条件下进行聚合反应，得到吸湿薄膜。其中烯酸类聚合单体聚合得到的聚烯酸类聚合物具有一定的吸湿性能；所述无机改性剂在吸湿薄膜中均勻分布，其具有较大的比表面积和较强的吸附性能，进一步提高了吸湿薄膜的吸湿容量。实验结果表明，本发明提供的吸湿薄膜的吸湿容量为自身重量的0. 5 1. 5倍，而且无机改性剂的加入使得吸湿薄膜的吸湿露点降低，随
7着无机改性剂含量的增加，吸湿薄膜的吸湿露点随之降低；本发明以无机纤维膜作为所述聚合反应的支撑骨架，使得到的吸湿材料具有膜状特征，能够满足特殊除湿形状的要求，而且提高了吸湿薄膜的机械强度。另外，本发明提供的吸湿薄膜具有较好的耐高温性能。为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的吸湿薄膜及其制备方法进行详细描述，但不能将他们理解为对本发明保护范围的限制。实施例1将20. Og丙烯酸和10. Og甲基丙烯酸混合，向其中加入质量浓度为10%的氢氧化钠溶液，将其PH值调节至6. 0，然后向其中加入0. 015g N，N-二甲基丙烯酰胺、0. 02g过硫酸钾和0. 02g过硫酸铵，搅拌均勻后向其中加入IOg固含量为30%的二氧化硅溶胶和0. 05g 固含量为6%的氧化铝溶胶，搅拌均勻后向其中加入去离子水，使其总重量达到100g，得到颜色略微发白的混合溶液。将厚度为0. 4mm、表面积为7. 5cm2的无机玻璃纤维膜浸润于到所述混合溶液中，5分钟后将无机玻璃纤维膜提起，使多余的混合溶液自然流下至无机玻璃纤维膜表面没有流动的混合溶液。将浸满混合溶液的无机玻璃纤维膜放置于密闭容器中，然后将密闭容器放置于烘箱内，在的恒温条件下进行聚合反应，6小时后，得到水凝胶。 将得到的水凝胶置于烘箱内，恒温75°C下将其烘干至恒重，得到吸湿薄膜。本发明将得到的吸湿薄膜进行吸湿性能测定，测定方法如下分别称量6份质量为IOg的本实施例得到的吸湿薄膜，将其分别置于恒温恒湿测试箱内，控制测试箱内的温度为;35°C，控制相对湿度分别为 90% RH,80% RH,70% RH,60% RH,50% RH 和 40% RH，直至吸湿薄膜吸湿至恒重后，测定得到吸湿后的吸湿薄膜的质量，根据式(I)计算得到吸湿薄膜的吸湿倍率。结果如图1所示，图1为本发明实施例1和比较例提供的吸湿材料的吸湿容量与相对湿度之间的关系曲线。由图1可以看出，当相对湿度在40% RH 70% RH之间时，本实施例得到的吸湿薄膜与球状无机硅胶吸湿剂和膜状无机吸湿材料具有相类似的吸湿容量；在相对湿度大于70% RH时，本发明实施例1制备的吸湿薄膜的吸湿容量远远地大于球状无机硅胶吸湿剂和膜状无机吸湿材料的吸湿容量，最高可达140%，说明本发明提供的吸湿薄膜具有优异的吸湿性能。本发明检测得到的吸湿薄膜的露点，结果表明，本实施例得到的吸湿薄膜的露点为-25 0C ο比较例1分别称量6份质量为IOg的青岛海洋化工有限公司生产的球状细孔硅胶，将其分别置于恒温恒湿测试箱内，控制测试箱内的温度为35°C，控制相对湿度分别为90% RH、 80% RH,70% RH,60% RH,50% RH和40% RH，直至球状无机硅胶吸湿剂吸湿至恒重后，测定得到吸湿后的球状无机硅胶吸湿剂的质量，根据式(I)计算得到球状无机硅胶吸湿剂的吸
湿容量。测试结果如图1所示，图1为本发明实施例1和比较例提供的吸湿材料的吸湿容量与相对湿度之间的关系曲线。由图1可以看出，当相对湿度在40 % RH 70 % RH之间时， 球状无机硅胶吸湿剂与本发明实施例1得到的吸湿薄膜具有相类似的吸湿容量；当相对湿度大于70% RH时，球状无机硅胶吸湿剂的吸湿容量远远地小于本发明实施例1制备的吸湿薄膜的吸湿容量，本发明实施例1制备的吸湿薄膜的吸湿容量最高可达140%，说明本发明提供的吸湿薄膜具有优异的吸湿性能。
比较例2分别称量6份质量为IOg的美国罗特公司生产的蜂窝转轮膜状无机吸湿材料，将其分别置于恒温恒湿测试箱内，控制测试箱内的温度为35°C，控制相对湿度分别为90% RH,80% RH,70% RH,60% RH,50% RH和40% RH，直至膜状无机吸湿材料至恒重后，测试得到吸湿后的膜状无机吸湿材料的质量，根据式(I)，计算得到膜状无机吸湿材料的吸湿容量。测试结果如图1所示，图1为本发明实施例1和比较例提供的吸湿材料的吸湿容量与相对湿度之间的关系曲线。由图1可以看出，当相对湿度在40 % RH 70 % RH之间时， 膜状无机吸湿材料与本发明实施例1得到的吸湿薄膜具有相类似的吸湿容量；当相对湿度大于70% RH时，膜状无机吸湿材料的吸湿容量远远地小于本发明实施例1制备的吸湿薄膜的吸湿容量，本发明实施例1制备的吸湿薄膜的吸湿容量最高刻到140%，说明本发明提供的吸湿薄膜具有优异的吸湿性能。实施例2将10. Og丙烯酸和6. 5g丙烯酸混合，向其中加入质量分数为10%的氢氧化钠溶液，将其PH值调节至4.0。向得到的pH值为4.0的混合溶液中加入0.003g N，N-二甲基丙烯酰胺、0. 005g过硫酸钾和0. 005g过硫酸铵，搅拌均勻后向其中加入3. 3g固含量为30% 的二氧化硅溶胶和0. 05g固含量为6%的氧化铝溶胶，搅拌均勻后向其中加入去离子水，使其总重量达到100g，得到颜色略微发白的混合溶液。将厚度为0. 45mm、表面积为7. Ocm2的无机玻璃纤维膜浸润于混合溶液中，5分钟后将无机玻璃纤维膜提起，使多余的混合溶液自然流下至无机玻璃纤维膜表面没有流动的混合溶液。将浸满混合溶液的无机玻璃纤维膜放置于密闭容器中，然后将密闭容器放置于烘箱内，在65°C的恒温条件下进行聚合反应，5小时后，得到水凝胶。将得到的水凝胶置于烘箱内，恒温55°C下将其烘干至恒重，得到吸湿薄膜。本发明将得到的吸湿薄膜进行吸湿性能测试，测试结果表明，本实施例得到的吸湿薄膜的吸湿倍率为0. 9 ；本发明检测得到的吸湿薄膜的露点，结果表明，本实施例得到的吸湿薄膜的露点为-17°C。实施例3将15. Og丙烯酸和20. Og甲基丙烯酸混合，向其中加入质量分数为10%的氢氧化钠溶液，将其PH值调节至6.0。向得到的pH值为6.0的混合溶液中加入0.021g N，N-二甲基丙烯酰胺、0. 03g过硫酸钾和0. 03g过硫酸铵，搅拌均勻后向其中加入6g固含量为30% 的二氧化硅溶胶和0. 08g固含量为6%的氧化铝溶胶，搅拌均勻后向其中加入去离子水，使其总重量达到100g，得到颜色略微发白的混合溶液。将厚度为0. 38mm、表面积为8. Ocm2的无机玻璃纤维膜浸润于混合溶液中，8分钟后将无机玻璃纤维膜提起，使多余的混合溶液自然流下至无机玻璃纤维膜表面没有流动的混合溶液。将浸满混合溶液的无机玻璃纤维膜放置于密闭容器中，然后将密闭容器放置于烘箱内，在65°C的恒温条件下进行聚合反应，6. 5 小时后，得到水凝胶。将得到的水凝胶置于烘箱内，恒温120°C下将其烘干至恒重，得到吸湿薄膜。本发明将得到的吸湿薄膜进行吸湿性能测定，测定结果表明，本实施例得到的吸湿薄膜的吸湿倍率为0. 75 ；本发明检测得到的吸湿薄膜的露点，结果表明，本实施例得到
9的吸湿薄膜的露点为-20°C。实施例4将8. Og丙烯酸和17. Og甲基丙烯酸混合，向其中加入质量分数为10%的氢氧化钠溶液，将其PH值调节至4.0。向得到的pH值为4.0的混合溶液中加入0.025g N，N-二甲基丙烯酰胺、0. OlOg过硫酸钾和0. OlOg过硫酸铵，搅拌均勻后向其中加入15g固含量为30% 的二氧化硅溶胶和0. 15g固含量为6%的氧化铝溶胶，搅拌均勻后向其中加入去离子水，使其总重量达到100g，得到颜色略微发白的混合溶液。将厚度为0. 55mm、表面积为6. Scm2的无机玻璃纤维膜浸润于混合溶液中，10分钟后将无机玻璃纤维膜提起，使多余的混合溶液自然流下至无机玻璃纤维膜表面没有流动的混合溶液。将浸满混合溶液的无机玻璃纤维膜放置于密闭容器中，然后将密闭容器放置于烘箱内，在65°C的恒温条件下进行聚合反应， 3. 5小时后，得到水凝胶。将得到的水凝胶置于烘箱内，恒温120°C下将其烘干至恒重，得到吸湿薄膜。本发明将得到的吸湿薄膜进行吸湿性能测定，测定结果表明，本实施例得到的吸湿薄膜的吸湿倍率为0. 7 ；本发明检测得到的吸湿薄膜的露点，结果表明，本实施例得到的吸湿薄膜的露点为-27°C。实施例5向35. Og丙烯酸中加入质量分数为10%的氢氧化钠溶液，将其pH值调节至5. 5， 然后向其中加入0.025g N, N-二甲基丙烯酰胺、0.020g过硫酸钾和0.020g过硫酸铵，搅拌均勻后向其中加入15g固含量为30%的二氧化硅溶胶和0. 30g固含量为6%的氧化铝溶胶，搅拌均勻后向其中加入去离子水，使总重量达到100g，得到颜色略微发白的混合溶液。将厚度为0. 55mm、表面积为6. Ocm2的无机玻璃纤维膜浸润于混合溶液中，7分钟后将无机玻璃纤维膜提起，使多余的混合溶液自然流下至无机玻璃纤维膜表面没有流动的混合溶液。将浸满混合溶液的无机玻璃纤维膜放置于密闭容器中，然后将密闭容器放置于烘箱内，在65°C的恒温条件下进行聚合反应，7. 5小时后，得到水凝胶。将得到的水凝胶置于烘箱内，恒温100°C下将其烘干至恒重，得到吸湿薄膜。本发明将得到的吸湿薄膜进行吸湿性能测定，测定结果表明，本实施例得到的吸湿薄膜的吸湿倍率为0. 5 ；本发明检测得到的吸湿薄膜的露点，结果表明，本实施例得到的吸湿薄膜的露点为-27°C。实施例6将5. Og丙烯酸和5. Og甲基丙烯酸混合，向其中加入质量分数为10%的氢氧化钠溶液，将其PH值调节至5. 5。向得到的pH值为5. 5的混合溶液中加入0.060g N，N-二甲基丙烯酰胺、0. 030g过硫酸钾和0. 030g过硫酸铵，搅拌均勻后向其中加入Ig固含量为30% 的二氧化硅溶胶和0. 02g固含量为6%的氧化铝溶胶，搅拌均勻后向其中加入去离子水，使总重量达到100g，得到颜色略微发白的混合溶液。将厚度为0. ^mm、表面积为IOcm2的无机玻璃纤维膜浸润于混合溶液中，9分钟后将无机玻璃纤维膜提起，使多余的混合溶液自然流下至无机玻璃纤维膜表面没有流动的混合溶液。将浸满混合溶液的无机玻璃纤维膜放置于密闭容器中，然后将密闭容器放置于烘箱内，在65°C的恒温条件下进行聚合反应，7. 5小时后，得到水凝胶。将得到的水凝胶置于烘箱内，恒温85°C下将其烘干至恒重，得到吸湿薄膜。
本发明将得到的吸湿薄膜进行吸湿性能测定，测定结果表明，本实施例得到的吸湿薄膜的吸湿倍率为1.1 ；本发明检测得到的吸湿薄膜的露点，结果表明，本实施例得到的吸湿薄膜的露点为-17°c。实施例7将15. Og丙烯酸和5. Og甲基丙烯酸混合，向其中加入质量分数为10%的氢氧化钠溶液，将其PH值调节至4. 7。向得到的pH值为4. 7的混合溶液中加入0. OOlg N, N- 二甲基丙烯酰胺、0. OlSg过硫酸钾和0. OlSg过硫酸铵，搅拌均勻后向其中加入8g固含量为 30%的二氧化硅溶胶和0. OOSg固含量为6%的氧化铝溶胶，搅拌均勻后向其中加入去离子水，使总重量达到100g，得到颜色略微发白的混合溶液。将厚度为0. 3mm、表面积为7. 5cm2 的无机玻璃纤维膜浸润于混合溶液中，10分钟后将无机玻璃纤维膜提起，使多余的混合溶液自然流下至无机玻璃纤维膜表面没有流动的混合溶液。将浸满混合溶液的无机玻璃纤维膜放置于密闭容器中，然后将密闭容器放置于烘箱内，在65°C的恒温条件下进行聚合反应， 8小时后，得到水凝胶。将得到的水凝胶置于烘箱内，恒温145°C下将其烘干至恒重，得到吸湿薄膜。本发明将得到的吸湿薄膜进行吸湿性能测定，测定结果表明，本实施例得到的吸湿薄膜的吸湿倍率为0. 77 ；本发明检测得到的吸湿薄膜的露点，结果表明，本实施例得到的吸湿薄膜的露点为-22°C。由以上实施例可知，本发明提供的吸湿薄膜由烯酸类聚合单体、无机纤维薄膜和无机改性剂通过聚合反应得到。在本发明中，所述无机改性剂优选为二氧化硅和/或氧化铝，所述无机改性剂具有较高的吸附能力，从而使的本发明提供的吸湿薄膜具有较高的吸湿容量，吸湿性能较好，实验结果表明，本发明提供的吸湿薄膜的吸湿量可高达自身重量的 1. 5倍。另外，本发明提供的吸湿薄膜具有较低的吸湿露点、较高的机械性能和较高的耐热性能。本发明提供的吸湿薄膜的制备方法简单易行，原料简单，成本低。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种吸湿薄膜，由烯酸类聚合单体、无机纤维膜和无机改性剂通过聚合反应得到；所述无机改性剂为二氧化硅和/或氧化铝。
2.根据权利要求1所述的吸湿薄膜，其特征在于，所述烯酸类聚合单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸钠和甲基丙烯酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的吸湿薄膜，其特征在于，所述无机纤维膜为无机玻璃纤维膜或无机陶瓷纤维膜。
4.根据权利要求1所述的吸湿薄膜，其特征在于，所述无机改性剂为二氧化硅溶胶和/ 或氧化铝溶胶。
5.一种吸湿薄膜的制备方法，包括以下步骤将烯酸类聚合单体与PH值调节剂、交联剂、引发剂和无机改性剂混合，得到pH值为 3. 0 7. 0的混合溶液；将无机纤维膜浸润于所述混合溶液中，聚合反应后得到水凝胶；将所述水凝胶干燥，得到吸湿薄膜；所述无机改性剂为二氧化硅和/或氧化铝。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述烯酸类单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸钠和甲基丙烯酸钠中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述无机改性剂为二氧化硅溶胶和/ 或氧化铝溶胶。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述无机纤维膜为无机玻璃纤维膜或无机陶瓷纤维膜。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为30°C 90°C。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的时间为1小时 10 小时。
全文摘要
本发明提供一种吸湿薄膜，由烯酸类聚合单体、无机纤维膜和无机改性剂通过聚合反应得到；所述无机改性剂为二氧化硅和/或氧化铝。本发明将烯酸类聚合单体在无机纤维膜和无机改性剂存在的条件下，进行聚合反应，得到的聚烯酸类聚合物具有一定的吸湿性能；在聚合过程中，所述无机改性剂被包裹于所述聚合物中，使其在吸湿薄膜中均匀地分布，本发明所用的无机改性剂具有较大的比表面积和较强的吸附性能，提高了得到的吸湿薄膜的吸湿容量，实验结果表明，本发明提供的吸湿薄膜的吸湿容量可达自身重量的1.5倍；本发明以无机纤维膜为聚合反应的支撑骨架，从而得到具有膜状的吸湿材料，而且所述无机纤维膜提高了吸湿薄膜的机械强度。
文档编号C08F20/06GK102532765SQ20121003189
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月13日 优先权日2012年2月13日
发明者于力, 刘奎, 庄婷婷, 温诗渺, 白福臣 申请人:中国科学院长春应用化学研究所