[发明专利]一种壳核结构高吸水树脂/高岭土复合球吸湿材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种壳核结构高吸水树脂/高岭土复合球吸湿材料及其制备方法，该复合球吸湿材料为多孔球体，其包括有作为核部的高吸水树脂基体、以及包覆在所述核部的壳层，该壳层为高岭土和高吸水树脂复合构成的复合多孔传输层，该复合球吸湿材料中高岭土的含量为25‑40wt％。此外，其制备方法以高吸水树脂为基体，通过活化、溶胀、包覆、干燥及筛分等步骤在其表面构造一层高岭土‑高分子复合多孔传输壳层，复合多孔传输壳层吸收气相中的水蒸气形成液态水，然后传递给核部高分子树脂，改变了原高吸水树脂吸湿的机理，提升了其吸湿性能。本发明制得的复合颗粒球，其10小时吸湿量和吸湿率最高达到原树脂的1.95倍，吸湿速率较原树脂提升了30％，且其尺寸可以调控。

技术领域

本发明属于复合吸湿材料技术领域，具体是指一种壳核结构高吸水树脂/高岭土复合球吸湿材料及其制备方法.

背景技术

空气中的湿度大小对人类的生产、生活影响很大，过高的湿度会对我们的健康、农作物的生长、物品的存放等产生不利的影响。吸湿材料能够通过吸收环境中的水分以降低空气湿度。吸湿材料大体分为有机高分子材料、无机盐、矿物材料等。无机盐吸湿材料和矿物材料虽然吸湿速度快，但吸湿容量不高，且无机盐容易潮解不稳定。高分子吸湿材料一般是经过物理和化学方法改性的高吸水树脂，具有较好的综合吸湿性能。其中聚丙烯酸钠高分子(PAAS)是一种新型的高吸水树脂，吸水性非常强，在水中的吸水率可以达到1000％以上。

然而聚丙烯酸钠高分子(PAAS)的吸湿过程是在空气中进行，依靠高分子中的亲水性基团来吸收水分。其吸湿的过程主要分为两个阶段：第一阶段为物理吸附，是通过气体流通，空气中的水分通过聚合物颗粒表面接触，称为外部传递过程或外扩散；第二阶段为化学吸附，是水分子从聚合物颗粒表面传向颗粒空隙内部，为内部传递过程或内扩散。

由于高分子的比表面积小，而空气中的水为气态水，含量很低，因此虽然其理论吸水率很高，但其吸湿速率慢、效率低、吸湿容量小，吸湿性能并不好，无法满足人们对高性能吸湿材料的需要，如何提高其吸湿性能是目前需要解决的问题。

现有技术中，多用共混或接枝共聚等化学方法对高分子进行改性，以达到提高其吸湿性能的目的。其中共混方法如中国专利公开号为CN101108902A的高效调湿材料所示；接枝共聚方法如《高分子学报》，2013(7)：915-921的报道所示。但这些方法并未改变其吸湿机理，且工艺复杂、效率低、费用高。

发明内容

为解决现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种壳核结构高吸水树脂/高岭土复合球吸湿材料及其制备方法。该技术方案通过在高吸水树脂表面构造一层复合多孔传输层，以解决现有高吸水树脂吸湿速率较慢、效率低、容量小的问题。

为实现上述目的，本发明的第一个方面是提供一种壳核结构聚丙烯酸钠/高岭土复合球吸湿材料及其制备方法。该复合球吸湿材料为多孔球体，其包括有作为核部的高吸水树脂基体、以及包覆在所述核部的壳层，该壳层为高岭土和高吸水树脂复合构成的复合多孔传输层，该复合球吸湿材料中高岭土的含量为25-40wt％。

进一步设置是所述高吸水树脂为聚丙烯酸钠树脂球。

进一步设置是所述高岭土粒径小于80μm。

进一步设置是所述复合球吸湿材料的平均粒径为0.25cm～0.65cm。通过本设置，复合球吸湿材料的粒径可以调控，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。

本发明的第二个方面是提供一种如所述的复合球吸湿材料的制备方法，其包括以下步骤：

S1活化:将高岭土悬浮于盐溶液活化，然后干燥、磨粉，得到活化高岭土；

S2溶胀:将球状高吸水树脂浸入去离子水中进行吸水溶胀；