CN101543718A

CN101543718A - 一种新型干燥剂

Info

Publication number: CN101543718A
Application number: CN200910010883A
Authority: CN
Inventors: 孙玉坤; 杜军; 金雷; 邓少亮
Original assignee: DALIAN HAIXIN CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: DALIAN HAIXIN CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2009-09-30

Abstract

本发明属于无机微孔新材料干燥剂。一种新型干燥剂，为硅酸盐A型分子筛，XRD衍射峰2θ角10°处110面的衍射强度值I＞75且≤100。本发明采用新的化学修饰技术制备的无机微孔新材料分子筛干燥剂，除具有3A型分子筛中空玻璃干燥剂的特性外，其结构特征表现为XRD衍射图谱中，2Theta(deg)的10°处，110面峰结构衍射强度，明显强于3A型分子筛中空玻璃干燥剂。使该产品具有只吸附水，不吸附N₂气，微量吸附O₂气，进而具有良好择型性及选择性吸附特性。

Description

一种新型干燥剂

技术领域

本发明属于无机微孔新材料干燥剂。

背景技术

中空玻璃门窗被用于车船等运输工具和固定建筑物，是人类节约能源，保护环境的一大创举。尤其是当今在全球能源紧张的情况下，此项节能型建材产品更具有广阔的应用开发前景，特别是在我国能源供应和发展远远滞后于经济发展速度，随着人口增加解决广大人民群众，劳者有居室，大力推广节能建材及节能型建筑，在节能减排，绿色环保性产业链的经济建设发展中，具有重要的社会和经济效益。

减少建筑物内外墙的能耗，提高建筑门窗和内外墙的隔热性，气密性是我们面临的紧迫问题，这就为新型中空玻璃产品开发提供了基础。

一块标准中空玻璃，是两片式或两片以上的玻璃板，由铝管间隔柜将玻璃板隔开，间隔柜中注入一种专用干燥剂，然后用一种弹性密封胶沿着中空玻璃四周全部将其密封，因玻璃板之间所封闭的空气或气体具有较低的热导性，所以通过窗户的热量可以大大地降低，其节能性就是靠干燥剂将密封空气中的水蒸气吸附掉而实现的。

一块好的中空玻璃，一是靠其密封性能，二是靠干燥剂效果实现。多年来人们致力于两个方面的改进，前者多属于实用新型方面的创新，多从框架结构，干燥剂的填装保护措施等方面进行改进。后者是从干燥剂制备，工艺及产品性能及品质特性上改进创新。

中空玻璃中使用的干燥剂，其功能有三。一是吸附生产时密封于中空玻璃空气层内的水分；二是在中空玻璃寿命内连续吸附进入中空玻璃内空气的水分，以保持中空玻璃的低露点-40℃；三是吸掉生产时密封于空气层内的挥发性有机溶质，中空玻璃中使用干燥剂的目的就是保持中空玻璃内腔的干燥，避免中空玻璃的结露和结霜，干燥剂性能的好坏对中空玻璃产品的使用寿命影响极大，直接影响门窗的整体隔热性能，因此干燥剂的性能和质量，对中空玻璃的加工和质量起着十分关键的作用。

最初生产中空玻璃时，其隔层铝管中采用的是硅胶，硅胶只有在空气处于高温条件下，吸附量大，而在低湿或高湿条件下吸附量少，后采用分子筛做干燥剂，天然沸石纯度低，不宜于工业化生产，工业上一般采用硅酸钠和偏铝酸钠合成A型分子筛，利用分子筛的择型性的特点，从4A分子筛到3A分子筛的结构特性中，选择了3A分子筛作为干燥剂的主要组元。其主要原因是4A分子筛孔径为4A，水分子直径为2.6A，N₂分子直径为3.5A，O₂分子直径为3A.使用4A分子筛的过程中，发现其存在的弊病是，在其吸附水分子的同时，也能吸附N₂和O₂分子，这样就易于引起中空玻璃层中形成真空，造成负压，使中空玻璃产生内挠现象。针对这一现象，人们用氯化钾对4A分子筛进行离子交换，由于K⁺离子比Na⁺离子多一个电子层，离子半径大，在交换过程中用K⁺离子取代孔道内Na⁺离子，使分子筛的孔道由4A变成3A，3A具有吸水性能，虽比4A稍少，但不吸N₂和O₂，从此3A分子筛作为中空玻璃干燥剂的主要组分。

但是随着对环境要求的提高，3A分子筛生产过程中，在溶液中进行离子交换，洗涤各环节，存在大量K⁺离子的排污，污染环境，加之国际金融危机，各种原料价格不断上涨，为此克服以上缺陷人们从制备工艺技术上进行了不断的改进。

CN1579939A提出利用天然丝光沸石代替人工合成沸石的制备方法，以天然丝光沸石为主要组分元，但其缺陷是天然丝光沸石提纯和磨细等大量的工作，不易提高产量和大规摸化生产。成型制备过程中，另外再加入15-20％重的凹凸棒粉和5-8％重的耐火水泥，使成型球的强度难于达到要求目标。

CN1631512A提出在加入50-80％重的凹凸棒土为主要成份，再复配无机活性物质10-30％重，硅胶10-30％重的制备工艺。其不足之处是无机活性物质为氯化物，其主要是氯化钙，氯化钙的吸湿率虽然较高，但是在空气湿度极大时，干燥剂易出现潮解，全腐蚀中空玻璃-部分结构。

CN1736554A为克服以上技术不足之处，在以凹凸粘土中加入氢氧化钠，生石灰，硅藻土和高铝土组成中空玻璃干燥剂，用氢氧化钠，钠化凹凸棒土，用生石灰代替氯化钙，但不足之处是不能作为统一产品普遍使用，产品只能在国内以南，北方分布不同所用配方不同处理(见表一)

表一：不同配方

	凹凸棒土	氢氧化钠	生石灰	硅藻土	高铝土
	凹凸棒土	氢氧化钠	生石灰	硅藻土	高铝土	南方使用配方	54	2	20	18	6
北方使用配方	65	3	25	2	5	南方使用配方	54	2	20	18	6

从而说明该制备方法通用性差，其产品吸水性能，防止中空玻璃出现凝霜现象及防止O₂和N₂吸附性能不理想。

发明内容：

本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种新型干燥剂，通用性强，产品吸水性能优异，防止中空玻璃出现凝霜现象，防止O₂和N₂吸附；另外本发明还提供其制备工艺，无废液排放，属绿色环保型生产工艺。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种新型干燥剂，为硅酸盐A型分子筛，XRD衍射峰2θ角10°处110面的衍射强度值I>75且≤100。

所述新型干燥剂主要由硅酸盐类A型分子筛及化学修饰调变剂配制而成。

所述新型干燥剂由硅酸盐类A型分子筛、粘土及化学修饰调变剂配制而成。

所述干燥剂各组分重量百分比如下：

分子筛50～90％，粘土0～50％，化学修饰调变剂1～30％。

所述干燥剂各组分重量百分比优选配比如下：

分子筛55～85％，粘土15～40％，化学修饰调变剂2～28％。

所述分子筛主要是由SiO₂、Al₂O₃及Na₂O无机化合物合成制备，其化学表达式为：Na₂O·Al₂O₃·2SiO₂·4.5H₂O。

所述粘土是凹凸棒土，高岭土，膨润土中的一种或多种。

所述化学修饰调变剂是下列物质中一种或几种：硅酸钠、铝溶胶、硅溶胶、硅酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、氯化钾、碳酸钙及含硅的四氯化硅、甲基硅酸钠、甲基氯硅烷等无机及有机化合物。

本发明采用新的化学修饰技术制备的无机微孔新材料分子筛干燥剂，除具有3A型分子筛中空玻璃干燥剂的特性外，其结构特征表现为XRD衍射图谱中，2Theta(deg)的10°处，110面峰结构衍射强度，明显强于3A型分子筛中空玻璃干燥剂。其是以硅酸盐无机微孔材料钠A型分子筛为主，并且选以上一种或两种及两种以上类型粘土组合，或无粘土组合。同时在制备过程中，选择一种或两种以上的化学修饰剂调变剂，以浸渍、喷涂、沉积或混合的一种或两种以上方式相结合的工艺技术，制备出孔道调变性能良好的干燥剂。使该产品具有只吸附水，不吸附N₂气，微量吸附O₂气，进而具有良好择型性及选择性吸附特性。

本发明干燥剂各组份，经化学修饰调变剂工艺处理后，其择型性及选择性吸附特性明显提高，除其静态吸水>20％，气体吸附排放量<50ml/250ml，最好的达<45ml/250ml，并能长久保持吸附性能不变外，最关键是本发明经化学修饰调变剂工艺处理后，其结构性能发生了明显变化，具有良好的择型孔结构特征。经XRD衍射仪测定，在2θ角10°处，110面的衍射峰的强度数值I，明显高于目前同类干燥剂产品，衍射强度值均I>75，最高可达100。而常规中空玻璃干燥剂3A产品其110面衍射峰高和峰面积的强度值I<75，此结构特征是采用本发明采用化学修饰调变剂，能有效调变干燥剂的微孔结构。产品具有明显区别常规产品的此结构特征，从而具有经调变后的良好择型性的微孔结构，经检测及吸附性能表征，具有良好的选择性吸附特性，各项技术指标均能达到指标，并且优于国标。

本发明干燥剂除具有常规中空玻璃干燥剂的性能外，最大特点是，生产过程没有废气、液排放，除具有工艺操作简单，易于实施外，整个制备过程中不产生任何废液或废气，对环境无污染，可达到零的排放，绿色环保型产品。

四、附图说明：

图1是目前市场销售的常规3A分子筛中空玻璃干燥剂的XRD衍射谱图。

图2是本发明的新型干燥剂产品的XRD衍射谱图。

图3是本发明的新型干燥剂产品的XRD衍射谱图。

图4是本发明的新型干燥剂产品的XRD衍射谱图。

五、具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明不限于具体实施例。

实施例1

将195kgA型分子筛(其化学组分及重量百分比组成为：Al₂O₃34.97％、SiO₂42.82％、Na₂O22.21％、，105kg混合粘土(其中各组分重量百分比为：凹凸棒土65％，膨润土34％)，和47kg水混合，在混合过程中，加入16kg化学修饰调变剂对其结构进行修饰调变，化学修饰调变剂采用下列组分按重量百分比复配：NaOH25％，硅溶胶68.8％，铝溶胶6.2％，上述混合均匀的混合物成型造粒，最后经450～550℃焙烧活化2～6h，经检测水含量≤15％，包装入库，即制成色泽：淡黄色、白色、土红色，外型：0.1～10mm各种直径的球型或0.6～6mm各种直径的条型干燥剂，经检测各项指标如下：

静态吸水：22％

落粉率：26NTU

抗压强度：9N/颗

排气量21ml/250ml

堆比：0.70g/ml

实施例2～8

实施例2～8制备方法与实施例1相同，具体原料配方见表2

表2：实施例1-8干燥剂配方

实施例1-8制得的干燥剂经检测，技术指标如表3：

表3：实施例1-8中空玻璃干燥剂实测技术指标

另外本发明产品XRD衍射谱图如图2-4所示，图2-4中，2Theta(deg)角10°处的110面峰的衍射强度I值为100％。与图1中3A型分子筛中空玻璃干燥剂的XRD衍射谱图2Theta(deg)角，10°处110面峰的衍射I值仅为72.7％，二者相比，本发明2Theta(deg)角10°处的110面峰的峰形，明显高于3A型分子筛中空玻璃干燥剂在此位的峰形，在2Theta(deg)角10°处，110面峰的结构衍射强度明显明强于3A分子筛中空玻璃干燥剂。

Claims

1、一种新型干燥剂，为硅酸盐A型分子筛，其特征是：XRD衍射峰2θ角10°处110面的衍射强度值I>75且≤100。

2、根据权利要求1所述的一种新型干燥剂，其特征是：其主要由硅酸盐类A型分子筛及化学修饰调变剂配制而成。

3、根据权利要求1所述的一种新型干燥剂，其特征是：其由硅酸盐类A型分子筛、粘土及化学修饰调变剂配制而成。

4、根据权利要求1—3任一所述的一种新型干燥剂，其特征是：干燥剂各原料组分重量百分比如下：

分子筛50～90％，粘土0～50％，化学修饰调变剂1～30％。

5、根据权利要求1-3任一所述的一种新型干燥剂，其特征是：干燥剂各原料组分重量百分比如下：

分子筛55～85％，粘土15～40％，化学修饰调变剂2～28％。

6、根据权利要求1-3任一所述的一种新型干燥剂，其特征是：分子筛主要是由SiO₂、Al₂O₃及Na₂O无机化合物合成制备，其化学表达式为：Na₂O·Al₂O₃·2SiO₂·4.5H₂O。

7、根据权利要求3所述的一种新型干燥剂，其特征是：粘土是凹凸棒土，高岭土，膨润土中的一种或多种。

8、根据权利要求1-3任一所述的一种新型干燥剂，其特征是：化学修饰调变剂是下列物质中的一种或几种：硅酸钠、铝溶胶、硅溶胶、硅酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、氯化钾、碳酸钙及含硅的四氯化硅、甲基硅酸钠、甲基氯硅烷等无机及有机化合物。