專利名稱：一種新型濕敏變色干燥劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料科學(xué)和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及ー種借助于微晶染料溶解而實(shí)現(xiàn)變色指示的新型濕敏變色干燥劑。
背景技術(shù)：
干燥劑可有效的去濕防潮，使貨物的質(zhì)量得到保障。它是ー種從大氣中吸收潮氣的除水劑，它的干燥原理就是通過(guò)物理方式將水分子吸附在自身的結(jié)構(gòu)中或通過(guò)化學(xué)方式吸收水分子。各種物料對(duì)象也對(duì)空氣環(huán)境有著各自不同的要求，而濕氣(水分)則是其中指標(biāo)之一。各種儀器、儀表、電器設(shè)備、藥品、食品、紡織品甚至玻璃制品等各種物品遇濕氣受潮，會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生不利影響。集裝箱在海洋運(yùn)輸或存儲(chǔ)過(guò)程中，貨柜因?yàn)榻?jīng)歷海洋高濕氣候 及較大的晝夜溫差變化，集裝箱內(nèi)的水蒸氣就會(huì)凝結(jié)成水珠而產(chǎn)生集裝箱雨，導(dǎo)致貨物受潮霉變或銹蝕。集裝箱用干燥劑主要被用于海運(yùn)集裝箱內(nèi)，用來(lái)吸附降低集裝箱內(nèi)空氣水分的含量，防止集裝箱雨的產(chǎn)生。還有ー些エ業(yè)氣體在使用中經(jīng)常需要脫水精制氫、氧、氮、氯、ニ氧化碳、こ炔、こ烯、甲烷、こ烷、丙烷、ニ氧化硫、天然氣、煤氣等。目前，吸濕劑主要有各種具有吸收水分作用的無(wú)機(jī)化合物，如氯化鈣、氧化鈣、硫酸鈉、硫酸鎂、氫氧化鈉等，以及活性炭、分子篩、硅膠、膨潤(rùn)土、凹凸棒土、聚酰胺等，它們雖然都具有一定的吸濕能力，但共同的缺點(diǎn)是本身缺少直接指示吸濕信息的能力，用戶在使用時(shí)難以及時(shí)實(shí)時(shí)判斷吸濕的有效性和何時(shí)應(yīng)該更換吸濕剤，除非采用專業(yè)技術(shù)裝備進(jìn)行檢測(cè)，不利于普通家庭和一般倉(cāng)儲(chǔ)單位推廣使用。變色硅膠是目前比較普遍使用的通過(guò)變色現(xiàn)象來(lái)指示硅膠吸濕程度的ー種吸濕齊U，它是在硅膠制造時(shí)將氯化亞鈷均勻摻入硅膠中，干燥時(shí)為藍(lán)色，吸濕后為紅色。這種吸濕劑整體均勻混入濕度指示劑的方法需要指示劑與吸濕劑不發(fā)生影響變色的化學(xué)反應(yīng)，對(duì)材料的選擇面很窄，比如活性炭、凹凸棒土、分子篩等體系就不適用。另外氯化亞鈷也具有
一定的毒性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)變色干燥劑的不足，提供ー種新型濕敏變色干燥劑，借助于微晶染料溶解而實(shí)現(xiàn)變色指示，通過(guò)變色視覺感知水分的吸附。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施達(dá)到—種新型濕敏變色干燥劑，其主要由微晶染料、連接料和干燥劑三種組分構(gòu)成，前述各組分的質(zhì)量比為O. 01 5 :0. 01 5 90 99. 98。上述各組分微晶染料、連接料和干燥劑的質(zhì)量比優(yōu)選為O. I I :0. I I :98 99. 9，進(jìn)ー步可以為 O. 2 O. 8 :0· 2 O. 8 98. 5 99. 9。在濕氣環(huán)境中，本發(fā)明的干燥劑吸收水分后，水分會(huì)被傳導(dǎo)至微晶染料上，使微晶染料發(fā)生溶解而變色，通過(guò)變色視覺感知水分的吸附。其中微晶染料是指接觸到水后能發(fā)生溶解而變色的、平均粒徑為O. 01 999微米的染料晶體顆粒。
染料的性質(zhì)主要取決于分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，但在以晶體狀態(tài)使用時(shí)，其應(yīng)用性能就會(huì)受到超分子作用力及晶體結(jié)構(gòu)的影響。作用，又稱為芳環(huán)堆砌(AromaticStacking)，它是垂直于芳環(huán)平面方向上的一種取向排列，芳環(huán)部分或全部迭加，環(huán)間距離約幾個(gè)A単位。該η-η作用在染料晶體里是很常見的，有30%的苯環(huán)、60%的吡啶環(huán)和70%的三嗪環(huán)都存在著這種π-π作用。ー些染料體系還存在氨基、羥基等很強(qiáng)的氫鍵給體，以及羰基、硝基等很強(qiáng)的氫鍵受體，在染料分子之間就可以形成一些有效的分子內(nèi)氫鍵(Intramolecular iiydrogen bond)和分于丨日J(rèn)量L鍵 I lntermolecular hydrogen bond),染料分子自身有很好的平面結(jié)構(gòu)，分子借助于氫鍵排列于ー個(gè)平面上，分子所排列平面之間的距離最短處只有幾個(gè)A単位，而這幾乎就是相鄰原子范德華半徑之和。染料的顔色主要由共軛體系π — 電子的躍遷而引起的，任何能對(duì)這ー躍遷產(chǎn)生影響的因素終將使染料的顏色產(chǎn)生或多或少的改變。在晶體狀態(tài)中相鄰兩個(gè)染料分子平面之間的距離拉得很近，進(jìn)而在染料分子間產(chǎn)生強(qiáng)烈的作用，影響染料共軛體系 η — η*電子躍遷能級(jí)，而溶液中染料的單分子態(tài)相與之對(duì)較，吸收光譜發(fā)生明顯移動(dòng)，即變色效應(yīng)。其中染料晶體的平均粒徑優(yōu)選為10 500微米，進(jìn)ー步優(yōu)選為20 200微米，更進(jìn)ー步優(yōu)選為30 100微米。微晶染料可以采用甲基橙、甲基紅、亞甲基藍(lán)、甲基綠、ニ甲基黃、羅丹明、中性紅、酚紅、氯酚紅、甲酚紅、溴酚藍(lán)、溴甲酚綠、百里酚藍(lán)、酚酞、百里酚酞、靛藍(lán)、硝基酚、孔雀緑、苯胺藍(lán)、氮萘藍(lán)、石蕊、熒光素、亮藍(lán)、曙紅、曙紅或咪碳菁中的ー種或幾種。連接料的作用之ー是將微晶染料粘附在干燥劑上；連接料選用聚こ烯醇、聚丙烯酸、羧甲基纖維素、羥こ基纖維素、甲基硅油、氫化植物油、聚こニ醇或馬來(lái)酸酐聚合物中的ー種或幾種。連接料的重均分子量在500 90，000, 000范圍內(nèi)較為合適，優(yōu)選為1，000 10，000，000，進(jìn)ー步優(yōu)選為 50，000 2，000，000。干燥劑可以選自分子篩、硅膠、氧化鋁、氫氧化鋁、凹凸棒土、膨潤(rùn)土、白土、硅藻土、活性炭或聚酰胺中的ー種或幾種。本發(fā)明的濕敏變色干燥劑可以只由上述三種組分構(gòu)成，也可以還加入其他組分，如香料、染色劑、填料等，其他組分的加入量以不破壞前述三種組分的含量和基本功能為準(zhǔn)。本發(fā)明的濕敏變色干燥劑制備方法靈活性強(qiáng)，可采用化工上常用的粉末混合、噴霧干燥、超臨界干燥、捏合、螺桿擠出等方法。在制備時(shí)一般可先將微晶材料與連接料混合后，再與干燥劑混合制得或進(jìn)ー步造粒制得，例如可采用下述方法制備Α、將干燥劑粉碎，過(guò)篩；干燥劑粉碎后的粒徑大小可根據(jù)需要自行調(diào)節(jié)；B、將微晶材料與連接料混合；C、將以上A和B步驟得到的兩部分物料充分混勻，造粒、干燥，即得到濕敏變色干燥劑；其中各步驟中組分用量的重量比為微晶染料、連接料和干燥劑=0. 01 5 :0. 01 5 :90 99. 98。本發(fā)明的濕敏變色干燥劑可以在吸濕變色后及時(shí)更換干燥劑，在保持干燥劑效果的同時(shí)也保持較高的吸附速度，直至空間內(nèi)的濕度降至所需水平。在實(shí)際使用過(guò)程中吸附飽和一般需要較長(zhǎng)時(shí)間，為盡快降濕，也可無(wú)需達(dá)到吸附飽和(即無(wú)需等干燥劑吸附至不再變色)就及時(shí)更換干燥劑。這ー種新型濕敏變色干燥劑采用顏色變化敏銳的染料，其可以隨著變色顏色的加深，通知用戶及時(shí)更換新鮮的清除劑，提高室內(nèi)空氣環(huán)境治理的效果，克服了現(xiàn)有干燥劑難以判斷是否吸附飽和的問題。相比于已有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)是染料來(lái)源廣泛、成本低廉、變色敏銳、制作簡(jiǎn)單、用戶使用方便。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說(shuō)明。各實(shí)施例中的濕敏變色干燥劑采用下述方法制備A、將干燥劑粉碎，過(guò)篩；
B、將微晶材料與連接料混合；C、將以上A和B步驟得到的兩部分物料充分混勻，造粒、干燥，即得到濕敏變色干燥劑；實(shí)施例I :含有99%質(zhì)量比的硅膠、O. 5%質(zhì)量比的酚紅微晶(平均粒徑90微米)、O. 5%的質(zhì)量比的聚こ烯醇(重均分子量1，000, 000)的濕敏變色干燥劑，將其置于相對(duì)濕度90%的封閉空間中，10小時(shí)后，觀察到干燥劑顏色開始變色。繼續(xù)放置，顔色不斷加深，直至目測(cè)顏色不再繼續(xù)變深，可更換新干燥劑，繼續(xù)吸附清除。當(dāng)更換新干燥劑放入后保持起始顏色，不再變色，說(shuō)明該空間污染氣體基本被吸附干凈，經(jīng)檢測(cè)相対濕度降為10%。實(shí)施例2 含有99. 2%質(zhì)量比的氧化鋁、O. 5%質(zhì)量比的酚紅微晶(平均粒徑90微米)、O. 3%的質(zhì)量比的聚丙烯酸(重均分子量500，000)的濕敏變色干燥劑，將其置于相對(duì)濕度90%的封閉空間中，8小時(shí)后，觀察到干燥劑顏色開始變色。實(shí)施例3 含有99. 3%質(zhì)量比的氧化鋁、O. 3%質(zhì)量比的亮藍(lán)微晶(平均粒徑50微米)、O. 4%的質(zhì)量比的羧甲基纖維素(重均分子量2，000, 000)的濕敏變色干燥劑，將其置于相對(duì)濕度90%的封閉空間中，15小時(shí)后，觀察到干燥劑顏色開始變色。實(shí)施例4 含有99%質(zhì)量比的分子篩(4A)、0. 5%質(zhì)量比的羅丹明B微晶(平均粒徑80微米)和O. 5%的質(zhì)量比的聚こ烯醇(重均分子量50，000)的濕敏變色干燥劑，將其置于相對(duì)濕度90%的封閉空間中，11小時(shí)后，觀察到干燥劑顏色開始變色。對(duì)比例I :含有99%質(zhì)量比的硅膠、O. 5%質(zhì)量比的溶解態(tài)酚紅、O. 5%的質(zhì)量比的聚こ烯醇(重均分子量1，000, 000)的濕敏變色干燥劑，將其置于相對(duì)濕度90%的封閉空間中，30小時(shí)后，未觀察到干燥劑變色。由于實(shí)施例所述僅用以解釋本發(fā)明的較典型實(shí)例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡在相同發(fā)明精神下所作有關(guān)本發(fā)明的任何修飾或變更，都應(yīng)包括在本發(fā)明意圖保護(hù)的范疇之內(nèi)，即以熟悉此項(xiàng)技術(shù)者，可以不脫離本發(fā)明的基本原理下將其外觀作不同形狀的變化，以圖達(dá)到等同或類似效果，然其均應(yīng)被視為未脫離以上所述的專利范圍所界定中
權(quán)利要求
1.ー種新型濕敏變色干燥劑，其特征在于其主要由微晶染料、連接料和干燥劑三種組分構(gòu)成，前述各組分的質(zhì)量比為0. Ol 5 :0. 01 5 90 99. 98。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型濕敏變色干燥劑，其特征在于微晶染料、連接料和干燥劑的質(zhì)量比為0. I I :0. I I :98 99. 9。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的新型濕敏變色干燥劑，其特征在于所述微晶染料為接觸到水后能發(fā)生溶解而變色的、平均粒徑為0. 01 999微米的染料晶體顆粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型濕敏變色干燥劑，其特征在于所述微晶染料采用甲基橙、甲基紅、亞甲基藍(lán)、甲基綠、ニ甲基黃、羅丹明、中性紅、酚紅、氯酚紅、甲酚紅、溴酚藍(lán)、溴甲酚綠、百里酚藍(lán)、酚酞、百里酚酞、靛藍(lán)、硝基酚、孔雀緑、苯胺藍(lán)、氮萘藍(lán)、石蕊、熒光素、亮藍(lán)、曙紅、曙紅或咪碳菁中的ー種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型濕敏變色干燥劑，其特征在于所述微晶染料的平均粒徑為10 500微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的新型濕敏變色干燥劑，其特征在于所述連接料選用聚こ烯醇、聚丙烯酸、羧甲基纖維素、羥こ基纖維素、甲基硅油、氫化植物油、聚こニ醇或馬來(lái)酸酐聚合物中的ー種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型濕敏變色干燥劑，其特征在于所述連接料的重均分子量為 500 90，000，000。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型濕敏變色干燥劑，其特征在于所述干燥劑選自分子篩、硅膠、氧化鋁、氫氧化鋁、凹凸棒土、膨潤(rùn)土、白土、硅藻土、活性炭或聚酰胺中的一種或幾種。
9.權(quán)利要求I所述新型濕敏變色干燥劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟 A、將干燥劑粉碎，過(guò)篩； B、將微晶材料與連接料混合； C、將以上A和B步驟得到的兩部分物料充分混勻，造粒、干燥，即得到濕敏變色干燥劑；其中各步驟中各組分用量的重量比為微晶染料、連接料和干燥劑=0. 01 5 :0. 01 5 :90 99. 98。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型濕敏變色干燥劑，其主要由微晶染料、連接料和干燥劑三種組分構(gòu)成，前述各組分的質(zhì)量比為0.01～5∶0.01～5∶90～99.98。本干燥劑借助于微晶染料溶解而實(shí)現(xiàn)變色指示，在濕氣環(huán)境中，干燥劑吸收水分后，水分會(huì)被傳導(dǎo)至微晶染料上，使微晶染料發(fā)生溶解而變色。本發(fā)明通過(guò)變色視覺感知水分，并隨著變色顏色的加深，通知用戶及時(shí)更換新鮮的干燥劑，提高水分吸附效果。
文檔編號(hào)B01D53/28GK102658005SQ201210150800
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者孟慶華, 朱虹, 程道遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:孟慶華, 程道遠(yuǎn)