[发明专利]一种具有自调湿功能的复合材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自调湿材料，特别涉及建材材料领域以改善室内空气质量，通过藻类、无机物组分中的变价原子和催化组分的持续作用稳定释放负离子的特性和钙质晶体技术复合的一种具有自调湿功能的复合材料，其粉料、粉状、颗粒状、板材及工艺品等系列化自调湿材料广泛应用于建筑材料、轻工等领域以改善空气质量。

背景技术

调湿功能的复合材料首先是在日本发展和应用起来。在博物馆、历史资料馆、纪念馆、寺庙、图书馆、美术馆以及书库等建筑中，使用调湿功能的复合材料对文物及重要资料的保护与保管起了很大的作用。同时，建筑室内环境的舒适性一直是人们追求的热点，空气湿度是影响居住环境舒适度的重要因素之一，直接影响人们的身心健康、物品的保存以及采暖空调能耗等。对于人体健康而言，空气相对湿度过小容易夺走人体内的水分，还会诱发感冒、支气管炎、哮喘等病症。当相对湿度小于40%时会使流感病毒繁殖速度加快，还伴随粉尘扩散，导致传染病发病率显著增高，同时许多对湿度敏感的物质，如涂料、油漆、竹木、家具等大部分物品会发生开裂、导致不同程度的脱层、变形；当相对湿度大于80%时，使人感觉不舒适，严重的引起胃病、皮疹和风湿性关节炎。

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，而且硅胶的成本较高，使其应用受到很大的限制；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，高吸水性树脂吸、放湿速度受高分子膨胀速度的影响，放湿速度慢、放湿量小，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，但制造工艺复杂，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、硅藻土等，生产工艺简单、吸放湿速度快（尤其是放湿速度较快）、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不具胶凝性而难以成型为整体，其产品表现形式限于粉末及颗粒状，使用受限。

发明内容

综上，调湿功能的复合材料可有效降低空调暖气设备的使用，提高室内空气质量的同时降低能耗，通过湿度控制的可调节性，可以改善人居湿热环境、提高物品保存质量。本发明的目的是开发一种自调湿功能的复合效果显著、产品表现形式多样的自调湿功能的复合材料。

本发明提供一种具有自调湿功能的复合材料及生产方法，是由含钙无机材料、藻类、改性剂，经原料预处理，使呈柔性圆盘筛状的藻类晶体与刚性短柱状硫酸钙晶体活性深度激发，再与增强纤维和复配溶液混合搅拌，使其在液相介质下水化硬化，并再度聚合呈整体握裹连续的“硅藻--钙质微晶单元”与局部分散的“硅藻--钙质微孔”的无机网络结构材料。其自调湿功能的原理在于藻类无定形二氧化硅表面羟基性质的不规则孔道和本身的多孔结构，其孔隙率高、比表面积大，具有强大的吸附性，吸湿率达12%，解湿率达8%。，空间的湿度从99%降到60%时，其吸湿应答时间为4.5min，空间的湿度从30%上升到60%时，其解湿的应答时间为3.65min。

本发明技术方案之一为一种具有自调湿功能的粉料，它由含钙无机类基体、藻类、改性剂，按38~55∶6~16∶3~6的重量份比例经活性激发制成。

所述的含钙无机类基体为：半水硫酸钙、磷酸钙、或铝酸钙中的一种或多种；优选半水硫酸钙；优选的形式为天然形成的粉料、或化学合成的粉料、或工业副产脱硫形成的粉料经高温煅烧后的粉料的一种或多种。

所述的藻类为：硅藻土或海藻土中的一种或两种；优选其粒度达到400~800目。

所述的改性剂是由氧化钙、氧化硅和聚乙烯醇以54~60∶32~36∶8~12的重量份比例复配形成的粉状改性剂；其中的氧化钙、氧化硅组分可以由硅酸盐水泥提供。

所述的具有自调湿功能的粉料的制备方法是将所述原料组分预混后在陈化仓中陈化3~15天即得。

本发明方案之一的粉料可以直接作为建筑领域的涂层粉料或者作为涂刷掺合料，也可以再与其他组分一起制备成具有自调湿功能的复合材料。

本发明技术方案之二为一种具有自调湿功能的复合材料，按重量份计，它是由45~73份所述的具有自调湿功能的粉料与0.15~1.2份增强纤维或15~20份填充料中的一种或者两种在20~40份复配溶液中制备得到的；所述的复配溶液按重量份计由100份清水、1.5~2.0份转晶剂、0.4~0.5份防水剂、0.4~0.5份消泡剂复配得到。