空气湿度是影响建筑室内环境舒适性的重要参数之一，对于人体健康、产品生产、物品保护等均具有重要作用［１－３］。因此研制出一种能够依靠自身吸放湿性能感应并自动调节空气相对湿度的墙体调湿材料具有重要的意义和工程应用价值。沸石孔隙率高，比表面积大，同时因有色散力和静电力的共同作用，具有极强的吸附性，理论上可以吸收其自身质量２～３倍的水。由于天然沸石孔道中含沸石水及杂质，并且相互通联程度较差［４］，故天然沸石的实际吸附能力达不到理论值，要使天然沸石具有良好的调湿性能，需对天然沸石进行改性处理。国内外普遍采用酸活化、热活化等化学方法来对沸石进行改性处理［５－８］。因此，本文提出一种通过微波辅助强化 ＮＨ４Ｃｌ溶液活化对沸石改性的新方法，采用热稳定和耐酸性良好的天然丝光沸石作为研究基料，制备出一种新型调湿材料，实验研究了该材料的湿容及吸、放湿速率，并分析了环境温度、湿度等参数对其调湿性能的影响。
沸石基复合调湿材料的制备
１ 沸石改性
天然沸石孔道与孔穴中存在多种阳离子、吸附水和有机杂质，利用微波加热可带走天然沸石表面非孔性吸附的水分子、孔道内的有机杂质，并在一定程度上扩充孔道，完成对沸石试样的一次改性。接着利用氯化铵溶液活化处理沸石，同时辅以微波辅助加热，铵根离子进入沸石孔道后会同超笼中的钠离子、钾离子等金属阳离子发生交换，将超笼中的金属阳离子挤到溶液中，在微波向加热物质内部辐射的微波磁场作用下，进入孔道
中的铵根离子发生导电移动，与沸石碰撞、摩擦产生热效应，使得沸石骨架中部分的 Ａｌ3＋ 脱离，铵根离子替代 Ａｌ３＋ 补充到沸石骨架上，将天然沸石改性成 ＮＨ４＋ －型沸石，实现了对沸石试样的二次改性。
将天然沸石试样放入变频微波炉中，１００ Ｗ 加热时间３ｍｉｎ，得到一次改性沸石试 样，之 后 用 利 用 质 量 分 数 为 ３％ 的 ＮＨ４Ｃｌ ＮＨ４+－型沸石。ＮＨ４＋ －型沸 石 单 位 质 量 的 孔 道 容积大，表面结构细致。
２ 沸石基调湿材料的复配
首先，将醇酯１２加入反应釜中，加水搅拌，接着加入消泡剂总量的５０％，全部的分散剂继续搅拌均匀。硅酸钠溶液以细流方式慢慢滴入反应釜内，搅拌均匀，加热水温至６０℃，反应２０～４０ｍｉｎ，用冷却水冷却反应锅，使其温度降至３０ ℃；沸石放入研磨机内研磨，经１００目筛网过滤后送至烘箱在１０５ ℃加热２～３ｈ；将二氧化钛和沸石粉末搅拌均匀放入研磨机，研磨一定细度，制得浆料；将调制微碱性的丙烯酸丁酯乳液加入搅拌机内，再加入制得的浆料，开搅拌机３０ｍｉｎ后，加入剩余的助剂 和 适 量 水，调 节 黏 度，黏 度 在 ６０～１００Ｐａ·ｓ，最后，将制备好的浆料投入捏合机中，挤出膏体即为复合调湿材料。
２ 沸石基复合调湿材料的调湿性能静态实验研究
１ 实验样品
２ 实验系统
实验装置包括：人工气候箱，用于控制环境温度、湿度，温 度 精 度 ±０．５ ℃，相 对 湿 度 精 度 ±５％；密封容器的容积为２Ｌ，用于放置涂层试样；电子天平，精度１０－４ｇ；温度、湿度数据采集装置，如表１所示。
表１ 实验仪器参数
序号 仪器设备名称 规格型号、设备厂商、主要参数
１ 数据采集仪 安捷伦 ＡＧＩＬＥＮＴ３４９７０Ａ
２ 变功率微波炉 ＮＮ－Ｓ５７０ＭＦＳ型
３ 电子天平 Ａ＆ＤＧＸ－８Ｋ 型
４ 人工气候箱 ＰＱＸ－２８０Ａ－３Ｈ 型 ２６０Ｌ；控 温、湿 范围及精度５ ～５０℃，±０．５～１．０℃；２０％～９５％ＲＨ，±７％ＲＨ
３实验过程
静态实验过程分为吸湿过程和放湿过程。
实验涂层样品放入一定相对湿度范围的环境中，依据 ＡＳＴＭ１４９８标准，对达到吸湿或放湿平衡的涂层样 品，进 行 称 重 分 析，重 量 测 量 精 度 达 到１０－４ｇ，温度变化最大不超过±０．５℃，根据式（１）
计算得到吸放湿率随时间的变化曲线，即等温吸放湿曲线［１３］，图３为调湿性静态实验原理图。
吸湿率（放湿率）＝｛(ｍ终了 －ｍ初始)/ｍ初始｝×１００％ （１）
放湿过程
首先将样品做吸湿饱和处理，在密封 箱 中 盛 一些去离子水，水面上方布置一块隔板，静置一段时间，等待其中相对湿度稳定，将涂层试样放置于其中，样 品 大 约 放 置２周 左 右，每 隔 一 段 时 间 称重，直到连续 间 隔 为 ２４ｈ 称 重 的 质 量 变 化 小 于０．１％，认为样品达到吸湿平衡；接着在人 工 气 候箱内，布置好温度与湿度探头，温度调至２６℃，相对湿度分别调整至（３０％、３５％、４０％、４５％），将吸湿饱和的样品涂层放置在人工气候箱内，每隔一段时间称重，直到连续五次间隔为２４ｈ称重的质量变化小于０．１％，分 别 计 算 不 同 样 品 在 不 同 相对湿度下的平衡含湿量。
实验结果与讨论
２．４．１ 沸石基复合材料的吸、放湿容量以天然沸石作为填料配置成１＃ＺＢＨＣＭ，二次改 性 沸 石 作 为 填 料 配 置 成 ２＃ＺＢＨＣＭ，在２６ ℃ 恒温条件下，将规格为 ５０ ｍｍ×５０ ｍｍ×２ｍｍ复合调湿材料试样放入２Ｌ的容器内，记录容器中试样达到平衡消耗的时间。由图４、５可看出，以改性沸石为填料配置成的乳胶吸、放湿容量 都大于以天然沸石为填料配置成的乳胶，在 ＲＨ为８０％时，改 性 沸 石 复 配 乳 胶 的 最 大 吸 湿 量 为５３％，在 ＲＨ 为３０％时，改 性沸石 复 配 乳 胶 的 最大放湿量为３５％，相比天然沸石复配乳胶，吸湿量和放湿量分别增加了２８％和２０％。
结 论
本文提出一 种 通 过 微 波 辅 助 强 化 ＮＨ４Ｃｌ溶液活化对沸石改性的新方法，制备出一种新型调湿材料。针对ＺＢＨＣＭ 的调湿特性，设计并搭建了一套静态调湿特性测试系统，基于复配好的沸石基调湿材料，改变实验工况条件，研究了 ＺＢＨ－ＣＭ 的调湿特性 及 其 与 环 境 条 件（温 度、湿 度）的关系。研究结果表明：在 ＺＢＨＣＭ 调湿性能静态 实验中，改性沸石基复合调湿材料试样吸湿、放湿容量有效提高。在８０％相对湿度条件下，４０ｈ可调湿平衡，在３０％相 对 湿 度 条 件 下，３２ｈ可 调 湿平衡；在相对湿度变化±１０％，调控时间变化均不超过１０ｈ，从 相 对湿 度 变 化 的 曲 线 看 出，相 对 湿度变化越大，复合调湿材料试样的调湿速率越快。随着环境温度的升高，复合调湿材料试样吸湿和放湿性能均有所提升，温度每升高１０ ℃，调控时间至少可减少５ｈ。
