一种气体湿度控制复合蜂窝体材料及其制备方法与流程

本发明属于先进环保材料。更具体地，涉及一种气体湿度控制复合蜂窝体材料及其制备方法。

背景技术：

1、蜂窝吸湿材料是一种具有特殊结构和功能的新型材料，其涉及灵感通常来源于自然界中的蜂窝结构，这种结构以其轻质和大比表面积等特点而著称。

2、蜂窝吸湿材料通常具有高度多孔的结构，这为其提供了大量的表面积，从而有助于提升吸湿能力；其主要是依靠多孔结构捕获和保留水分，从而实现吸湿功能。一般而言，蜂窝吸湿材料可以通过多种方法制备得到，包括化学气相沉积、溶胶-凝胶法和模板法等；制备过程中，材料的选择可以包括天然或合成聚合物、金属有机框架材料、气凝胶等。

3、但是，目前看来，蜂窝吸湿材料的耐久性可能会出现问题，具体而言，随着使用时间的延长，材料本身频繁的湿度变化将会导致其力学性能和吸湿能力出现下降，因此，如何维持其吸湿能力，并保持结构稳定，是本领域技术人员仍需攻克的技术难题之一。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是对于蜂窝吸湿材料而言，随着使用时间的延长，材料本身频繁的湿度变化，将会导致其力学性能和吸湿能力出现下降，从而影响产品使用寿命的问题，提供了一种气体湿度控制复合蜂窝体材料及其制备方法。

2、本发明的目的是提供一种气体湿度控制复合蜂窝体材料。

3、本发明的另一目的是提供一种气体湿度控制复合蜂窝体材料的制备方法。

4、本发明上述目的通过以下技术方案实现：

5、一种气体湿度控制复合蜂窝体材料，包括蜂窝基体，以及在蜂窝基体表面的功能涂层；

6、其中，所述蜂窝基体采用玻璃纤维毡或陶瓷纤维毡；

7、所述功能涂层中，包括吸湿材料和无机组分；

8、所述吸湿材料和所述无机组分之间的质量比为1：(0.4-1)；

9、所述吸湿材料选自分子筛、硅胶、金属有机框架材料或高分子吸湿材料中的任意两种；

10、所述无机组分选自硅溶胶、铝溶胶、拟薄水铝石中的任意一种；

11、并且，所述功能涂层在蜂窝基体表面呈间歇分布，以在蜂窝基体表面形成功能涂覆区和空白区；所述间歇分布为：所述功能涂覆区和所述空白区间隔分布；其中，所述功能涂覆区的面积和所述空白区的面积比为(2.0-2.2)：1。

12、对于蜂窝结构的材料而言，基于蜂窝结构，总体结构的稳定性可以得到保障，但是，发明人发现，如果将其作为吸湿材料的基材，并且在蜂窝结构的基体表面涂覆吸湿材料时，如果涂覆为整体满涂，在湿度变化过程中，随着吸湿和干燥过程的交替进行，在蜂窝材料表面的吸湿材料体积可能发生变化，从而引起内部应力发生变化，如此，在蜂窝材料角落处容易出现应力集中，随着使用期限的不断延长，应力的反复变化将导致此处的力学性能受到挑战，并且，应力的释放对于结构较为稳固的蜂窝材料而言，是相对困难的，尤其是角落处的应力释放，会更为困难，长此以往，还容易导致表面的涂层和基材之间的结合力减弱，导致功能图层逐渐脱离；

13、上述技术方案通过对于蜂窝基体进行间歇式涂布，具体而言，采用功能涂覆区和空白区间隔分布的方式，在蜂窝基体表面形成功能涂层，并且，调控了功能涂覆区和空白区的面积比例，如此设置可以使得功涂覆区和空白区在产品使用过程中应力的产生也是间隔的，主要指的是，空白区不容易产生应力，其可以作为功能涂覆区应力释放的缓冲带，实现内部应力的有效释放；另外，作为蜂窝结构而言，空白区的存在可以有利于气体的扩散，其与功能涂覆区结合，可以使得扩散后的潮湿气体可以在整体蜂窝结构中进行均匀的吸附，避免局部过度吸附导致局部应力的集中。

14、优选的，在所述功能涂覆区，所述功能涂层在所述蜂窝基体表面呈岛状分布。

15、发明人发现，在实际使用过程中，气体在功能涂覆区的吸湿过程，实质上是与功能图层中活性物质的官能团或者其孔隙结构进行的吸附过程，如果在功能涂覆区是连续涂布的，那么，功能涂覆区的涂层内聚力较大，难以形成有效的孔隙，并且其官能团也相互之间形成牢固的氢键结合而难以暴露，可以说，大部分功能性物质并未实质上发挥吸湿效果，相反，如果是进行的岛状分布，那么，功能图层在基材表面是可以有效润湿铺展的，一方面，在干燥过程中，由于水分等溶剂的蒸发，更容易形成丰富的孔隙，同时，活性组分也容易在表面充分铺展润湿，从而暴露出活性官能团，可以说，较少的涂布量，可以获得等同或更有的吸湿能力。

16、优选的，所述玻璃纤维毡或陶瓷纤维毡的面密度为30-50g/㎡。

17、优选的，所述功能涂层在所述蜂窝基体表面的面密度为8-10g/㎡。

18、优选的，所述高分子吸湿材料选自聚乙烯醇或聚乙二醇中的任意一种。

19、优选的，在所述功能涂覆区，所述功能涂层和所述蜂窝基体之间，存在偶联剂；

20、所述偶联剂选自硅烷偶联剂kh-550、硅烷偶联剂kh-560或硅烷偶联剂kh-570中的任意一种。

21、一种气体湿度控制复合蜂窝材料的制备方法，具体制备步骤包括：

22、将平板状的纤维基体按照功能涂覆区和空白区间隔的方式，在功能涂覆区涂覆吸湿材料浆料后，压制成型，以得到涂覆了吸湿材料的波纹式纤维基体；

23、将另一平板状的纤维基体按照功能涂覆区和空白区间隔的方式，在功能涂覆区涂覆吸湿材料浆料后，与所述涂覆了吸湿材料的波纹式纤维基体贴合，经干燥，热处理后，得到复合蜂窝体材料。

24、优选的，所述涂覆吸湿材料浆料包括：

25、将平板状的纤维基体按照功能涂覆区和空白区间隔的方式，在所述空白区进行遮盖，将所述功能涂覆区暴露，然后采用喷涂的方式在所述功能涂覆区形成功能涂层，以在所述功能涂覆区形成岛状分布的功能涂层。

26、优选的，所述涂覆吸湿材料浆料包括：

27、将平板状的纤维基体按照功能涂覆区和空白区间隔的方式，在所述空白区进行遮盖，将所述功能涂覆区暴露，然后采用喷涂的方式在现在所述功能涂覆区喷涂偶联剂溶液，待烘干后，再喷涂所述功能涂覆区形成功能涂层，以在所述功能涂覆区形成岛状分布的功能涂层。

技术特征：

1.一种气体湿度控制复合蜂窝体材料，其特征在于，包括蜂窝基体，以及在蜂窝基体表面的功能涂层；

2.根据权利要求1所述的一种气体湿度控制复合蜂窝材料，其特征在于，在所述功能涂覆区，所述功能涂层在所述蜂窝基体表面呈岛状分布。

3.根据权利要求1所述的一种气体湿度控制复合蜂窝材料，其特征在于，所述玻璃纤维毡或陶瓷纤维毡的面密度为30-50g/㎡。

4.根据权利要求1所述的一种气体湿度控制复合蜂窝材料，其特征在于，所述功能涂层在所述蜂窝基体表面的面密度为8-10g/㎡。

5.根据权利要求1所述的一种气体湿度控制复合蜂窝材料，其特征在于，所述高分子吸湿材料选自聚乙烯醇或聚乙二醇中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种气体湿度控制复合蜂窝材料，其特征在于，在所述功能涂覆区，所述功能涂层和所述蜂窝基体之间，存在偶联剂；

7.一种如权利要求1-6任一项所述的气体湿度控制复合蜂窝材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤包括：

8.根据权利要求7所述的一种气体湿度控制复合蜂窝材料的制备方法，其特征在于，所述涂覆吸湿材料浆料包括：

9.根据权利要求8所述的一种气体湿度控制复合蜂窝材料的制备方法，其特征在于，所述涂覆吸湿材料浆料包括：

技术总结本发明属于先进环保材料技术领域。更具体地，涉及一种气体湿度控制复合蜂窝体材料及其制备方法。本发明的产品包括包括蜂窝基体，以及在蜂窝基体表面的功能涂层；其中，所述蜂窝基体采用玻璃纤维毡或陶瓷纤维毡；所述功能涂层中，包括吸湿材料和无机组分；所述吸湿材料和所述无机组分之间的质量比为1：(0.4‑1)；所述吸湿材料选自分子筛、硅胶、金属有机框架材料或高分子吸湿材料中的任意两种；所述无机组分选自硅溶胶、铝溶胶、拟薄水铝石中的任意一种；并且，所述功能涂层在蜂窝基体表面呈间歇分布，以在蜂窝基体表面形成功能涂覆区和空白区；所述间歇分布为：所述功能涂覆区和所述空白区间隔分布。技术研发人员：刘振莲,李云涛受保护的技术使用者：深圳市锦兆电子科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17