[发明专利]一种智能控湿薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明属于功能薄膜领域，涉及一种智能控湿薄膜及其制备方法和应用。所述智能控湿薄膜包括基层和附加层，所述附加层位于基层一侧或两侧；其中，所述基层为多孔薄膜，所述多孔薄膜的孔径为0.005‑250微米；孔隙率为30％‑80％；孔径在平均孔径正负一个数量级范围内的孔占全部孔的50％以上；所述附加层为致密薄膜，其材质含有聚乙烯醇和辅助组分，以及任选的辅助剂、交联剂和抗菌剂中的至少一种；所述辅助组分为纤维素及纤维素衍生物和/或高分子磺酸盐；所述辅助剂为水溶性金属盐、酸溶性金属氧化物和多元醇中的至少一种。本发明的智能控湿薄膜具有智能控湿能力，适用于进行室内空气调湿的空气换热器的全热交换元件。

技术领域

本发明属于功能薄膜领域，更具体地，涉及一种智能控湿薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

随着生活水平的提高，人们越来越重视室内空气的质量。新风流通是改善室内空气有效且经济的方法，通过室内外空气的交流使得室内空气的质量得到改善。夏天室外空气往往比较湿热，新风和排风经过在全热交换器内交换热量与水分，使得室内空气保持干燥且凉快；冬天室外空气往往干燥且冰冷，室内空气湿润且温暖，新风经过全热交换器后接近室内空气的状态。目前国内一般通过空气换热器对室内外空气进行交换，能够调整进入室内的空气的温度和湿度。但由于空气换热器的关键部件热交换元件一般由铝等金属材料制成，存在传热系数较低、设备造价高等问题。国际上一般使用纸芯换热器对室内外空气进行能量交换，近几年我国也着力于开发该类空气换热器。然而，目前大部分高档纸芯依赖进口，成本很高，且纸芯换热器也存在回收效率低、易新风泄露、纸芯易被凝结水破坏等不足之处，因此限制了纸芯换热器的发展。

随着对材料功能性需求的提高以及薄膜技术的不断发展，功能薄膜材料的开发受到学术界和工业界的广泛关注。为了满足实际应用，采用薄膜作为空气换热器的热交换材料要求该薄膜材料同时具备透湿透热性能和二氧化碳气体的阻隔性能。如何获得高性价比且满足市场要求的全热交换膜是本领域需要解决的问题。

CN105986511A公开了在干湿强度较高的原纸上施涂亲水保水及成膜性好的天然高分子聚合物的技术，但成本比较高。CN104029449B公开了一种大透湿量涂层膜，基础层为膨体聚四氟乙烯膜层，涂层为含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层，该膜用于汽车车灯壳体，但不具有智能控湿性能。CN103507339A公开了一种感湿透湿膜，该膜将再生纤维素保持在无纺布的基材中，但不具备阻隔气体性能。CN103107301A公开了一种无机涂层锂离子电池隔膜，包含多层结构，分别为多孔柔性底膜和涂覆于底膜两侧的涂层，涂层包含聚乙烯醇和沸石粒子，该涂层的辅助成分并没有金属盐成分，且复合膜不具备智能控湿的功能。CN1864829A公开了一种亲水-憎水双极复合膜及其制备方法，该膜具有双层结构，底层为多孔支撑层，上层为含氯化锂的亲水膜，该膜具有高透湿和对其它气体分子强阻挡作用，但是并不具备智能控湿性。WO2013066012A1公开了一种含有无机粒子的多孔膜和包含亲水和疏水物质聚合物粘结层，该膜用于提高锂电池隔膜的热稳定性，并不具备智能控湿性能。WO2012133805A1公开了一种透湿膜，其多孔基材优选聚四氟乙烯，价格贵，且该膜的高透湿性能不佳。US20030054155A1公开了一种防水透湿复合膜，疏水层为为聚四氟乙烯，亲水层为聚氨酯，该膜具有高透湿性，但并不具备智能控湿性能。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种智能控湿薄膜，在低湿度的情况下保湿，在高湿度的情况下具有强排湿能力，并且具有二氧化碳阻隔性能。本发明进一步提供所述该薄膜的制备方法，该方法工艺简单、成本低。因此，本发明提供的薄膜特别适合应用于空气换热器的全热交换元件，可以使室内空气维持适宜的湿度。

本发明的第一方面提供一种智能控湿薄膜，包括基层和附加层，所述附加层位于基层一侧或两侧；其中，

所述基层为多孔薄膜，所述多孔薄膜的孔径为0.005-250微米；孔隙率为30％-80％；孔径在平均孔径正负一个数量级范围内的孔占全部孔的50％以上；