CN106987237A - 一种自热剂及自热包 - Google Patents

Abstract

一种自热剂及自热包，涉及自热技术领域。一种自热剂主要由如下重量份数的原料制成：40～60份的发热剂、1～2份的包埋剂、1～3份的缓释均布剂、3～7份的除湿剂以及10～25份的水。该自热剂采用发热剂、包埋剂、缓释均布剂、除湿剂以及水合理配比，能显著提高自热剂的发热效率，延长自热的持续时间，并且在使用过程中其安全性能得到提高。一种自热包包括自热剂。该自热包发热效率高，持续时间长，操作条件温和、易于实现，具有较大的工业应用前景。

Description

一种自热剂及自热包

技术领域

本发明涉及自热技术领域，且特别涉及一种自热剂及自热包。

背景技术

随着社会经济的发展，人们生活水平得到提高，自热食品也得到大量的推广与运用。自热食品可以在任何环境条件下，无需任何烹饪加热工具，即可迅速吃上热食。自热食品最关键的为自热剂，食品自热剂要求启动速度快、安全可靠、使用简单、反应物和产物均无毒、无味、无烟火等。

但是，现有技术中的自热剂放热效率低，自热的持续时间短，使用过程中易产生不安全问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自热剂。采用发热剂、包埋剂、缓释均布剂、除湿剂以及水合理配比，能显著提高自热剂的发热效率，延长自热的持续时间，并且在使用过程中其安全性能得到提高。

本发明的另一目的在于提供一种自热包，包括此自热剂。该自热包发热效率高，持续时间长，操作条件温和、易于实现，具有较大的工业应用前景。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种自热剂主要由如下重量份数的原料制成：

40～60份的发热剂、1～2份的包埋剂、1～3份的缓释均布剂、3～7份的除湿剂以及10～25份的水。

一种自热包包括自热剂。

本发明实施例的自热剂及自热包的有益效果是：本自热剂通过发热剂、包埋剂、缓释均布剂、除湿剂以及水合理配比制得。发热剂为自热剂提供发热源，在水的引发作用下此发热剂的发热效率高、持续时间长。包埋剂能帮助水浸透组织内部，使得此发热剂发热均匀，避免局部温度过高。同时，水在包埋剂的作用下，能与发热剂充分接触，延长发热时间，减少发热剂包裹现象。缓释均布剂能有效地将水在发热剂中分散均匀，显著提高自热剂的发热效率，延长自热的持续时间。由于自热剂放热过程中会有大量的水蒸气形成，而大量的水蒸气堆积会滞后反应进行，并且可能引发一定的危险，因此此自热剂中使用除湿剂对加热反应过程中产生的水蒸气进行吸收，使得此自热剂在使用过程中其安全性能得到提高。本自热包，包括此自热剂。该自热包发热效率高，持续时间长，操作条件温和、易于实现，具有较大的工业应用前景。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的自热剂及自热包进行具体说明。

一种自热剂主要由如下重量份数的原料制成：

40～60份的发热剂、1～2份的包埋剂、1～3份的缓释均布剂、3～7份的除湿剂以及10～25份的水。

具体地，发热剂为自热剂中产生热源的物质，可以为自热剂提供相应的热量。在本发明的实施例中，发热剂包括按照重量份数计的20～30份的第一组分与20～30份的第二组分，第一组分包括重量比为1:1～4的五氧化二磷以及氧化钙，第二组分包括重量比为1：1：1～3的铁粉、高锰酸钾以及镁粉。

其中，第一组分包括五氧化二磷以及氧化钙。五氧化二磷吸水生成磷酸时可剧烈放热，氧化钙与水反应生成强氧化钙时也能放出大量的热。将两者分开存放，分别用水做水并混合后，释放的热量较大，并且两个反应的产物磷酸与氢氧化钙可发生中和反应进一步放热，使得放热效率得到进一步提高。并且，最终的生成产物为磷酸钙沉淀。磷酸钙是环保、无污染的产物。同时磷酸钙还可以被收集后二次利用，例如可以用作抗结剂、酸度调节剂、营养增补剂、增香剂、稳定剂、水分保持剂等。并且，五氧化二磷与氧化钙价格便宜，适于大规模生产。

具体地，第二组分包括铁粉、高锰酸钾以及镁粉。一方面，在水的作用下铁粉可以与高锰酸钾反应，通过此氧化还原反应放出大量热量。并且，铁被高锰酸钾氧化的过程中不放出氢气以及其他任何有毒副作用的气体，安全性能较高。同时发热速度较快。另一方面，镁金属与水反应可以放出大量的热，使得发热剂的发热效率得到进一步地提高。并且，此反应单位发热量大，放热均匀，放热的速度可控，价格低廉并且环保。同时，铁粉与镁粉形成的铁镁合金与水反应时也可以产生大量的热量，可大大延长放热的时间。通过第二组分与第一组分的合理配合，能大大延长放热时间，提高放热效率。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，第二组分还包括氢氧化钠，镁粉与氢氧化钠重量比为1：0.5～1。在强碱条件下，镁粉、铁粉以及铁镁合金更容易发生反应，从而相应地提高了发热效率。

具体地，包埋剂是一类能够帮助水浸透组织内部，使得此发热剂发热均匀，避免局部温度过高的物质。水在此包埋剂的作用下，能与发热剂充分接触，延长发热时间，减少发热剂包裹现象。在本发明的实施例中，包埋剂包括甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素以及羟丙基甲基纤维素中的一种或多种。

其中，甲基纤维素为白色或类白色纤维状或颗粒状粉末，无臭，无味。甲基纤维素在发热剂发热时能迅速分散、溶胀，降温后迅速溶解，高温时能凝胶，并且此凝胶能随温度的高低与溶液互相转变。具有优良的润湿性、分散性、粘接性、增稠性、乳化性、保水性和成膜性。甲基纤维素的加入能帮助水与发热剂均匀混合，从而使得水在包埋剂的作用下，能与发热剂充分接触，延长发热时间，减少发热剂包裹现象。

其中，乙基纤维素又称纤维素乙醚，具有粘合、填充、成膜等作用，用于树脂合成塑料、涂料、橡胶代用品、油墨、绝缘材料，也用作胶粘剂，纺织品整理剂等，另外可用于农牧业中用作动物饲料添加剂，用于电子产品以及军工发射药中做粘接剂。乙基纤维素加入也能帮助水与发热剂均匀混合，从而延长发热时间，减少发热剂包裹现象。

其中，羟丙基纤维素为白色或稍带黄色或灰色的颗粒或纤维性粉末。无臭无味，可燃，具热塑性。羟丙基甲基纤维素，又名羟丙甲纤维素、纤维素羟丙基甲基醚，是选用高度纯净的棉纤维素作为原料，在碱性条件下经专门醚化而制得。羟丙基纤维素与羟丙基甲基纤维素均能促进水在发热剂中的流动，减少发热剂包裹现象。

具体地，缓释均布剂是一类能有效地将水在发热剂中分散均匀，显著提高自热剂的发热效率，延长自热的持续时间的物质。在本发明的实施例中，缓释均布剂包括水杨酸、戊二酸、己二酸、马尿酸、丁烯二酸、羧甲基纤维素钠以及海藻酸钠中的一种或多种。

其中，水杨酸是植物柳树皮提取物。戊二酸主要用于制取戊二酸酐，用作合成树脂、合成橡胶聚合时的水。己二酸又称肥酸，是一种重要的有机二元酸，能够发生成盐反应、酯化反应、酰胺化反应等，并能与二元胺或二元醇缩聚成高分子聚合物等。己二酸是工业上具有重要意义的二元羧酸，在化工生产、有机合成工业、医药、润滑剂制造等方面都有重要作用，产量居所有二元羧酸中的第二位。马尿酸为医药、染料的中间体，用于生产荧光黄H8GL、分散荧光FFL等。用于有机合成、医药及染料中间体。丁烯二酸可作为酸度调节剂、分散剂、酸化剂、抗氧化助剂、腌制促进剂、香料使用，且具有强缓冲作用。羧甲基纤维素钠为纤维素羧甲基醚的钠盐，属阴离子型纤维素醚，为白色或乳白色纤维状粉末或颗粒。可用作增稠剂，医药工业中用作药物载体，日用化学工业中用作黏结剂、抗再沉凝剂。海藻酸钠具有药物制剂辅料所需的稳定性、分散性、溶解性、粘性和安全性。水杨酸、戊二酸、己二酸、马尿酸、丁烯二酸、羧甲基纤维素钠以及海藻酸钠均可以将水在发热剂中分散均匀，显著提高自热剂的发热效率，延长自热的持续时间。

具体地，由于自热剂放热过程中会有大量的水蒸气形成，而大量的水蒸气堆积会滞后反应进行，并且可能引发一定的危险，因此此自热剂中使用除湿剂对加热反应过程中产生的水蒸气进行吸收，使得此自热剂在使用过程中其安全性能得到提高。除湿剂包括活性炭、活性氧化铝、分子筛、无水硫酸镁、无水碳酸钾以及无水氯化钙中的一种或多种。除湿剂与发热剂、包埋剂、缓释均布剂以及水分开放置，且除湿剂放置于发热剂与水的上方，用于吸收反应产生的水蒸气。当反应进行时，将发热剂、包埋剂、缓释均布剂以及水混合均匀放置于反应装置的下方，将除湿剂放置于反应装置的上方，并且通过隔板分隔开。

其中，活性炭是一种黑色多孔的固体炭质，由煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产。主要成分为碳，并含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素。普通活性炭的比表面积在500～1700m²/g间。具有很强的吸附性能，为用途极广的一种工业吸附剂。活性炭能吸附反应的有毒物质以及水蒸气，使得反应更加的安全。

其中，活性氧化铝又名活性矾土。活性氧化铝在催化剂中使用氧化铝的通常专称为"活性氧化铝"，它是一种多孔性、高分散度的固体材料，有很大的表面积，其微孔表面具备催化作用所要求的特性，如吸附性能、表面活性、优良的热稳定性等，所以被广泛地用作化学反应的催化剂和催化剂载体。

其中，分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成。分子筛有很大的比表面积，达300～1000m²/g，内晶表面高度极化，为一类高效吸附剂，也是一类固体酸，表面有很高的酸浓度与酸强度，能引起正碳离子型的催化反应。

其中，无水硫酸镁、无水碳酸钾以及无水氯化钙均为无水的化合物，可以吸附反应所生成的水蒸气。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，自热剂还包括按照重量份数计的5～10份的石英砂。石英砂能良好的储存热量，防止热量过快地散失。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，自热剂主要由如下重量份数的原料制成：

10～15份的五氧化二磷、10～15份的氧化钙、5～7.5份的铁粉、5～7.5份的高锰酸钾、5～7.5份的镁粉、5～7.5份的氢氧化钠、1～2份的羟丙基甲基纤维素、1～3份的水杨酸、3～7份的分子筛、5～10份的石英砂以及10～25份的水。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，自热剂主要由如下重量份数的原料制成：

12份的五氧化二磷、11份的氧化钙、6份的铁粉、5份的高锰酸钾、5份的镁粉、6份的氢氧化钠、1.5份的羟丙基甲基纤维素、2份的水杨酸、4份的分子筛、8份的石英砂以及20份的水。

本发明提供的一种自热包，包括上述的自热剂。

以下结合实施例对本发明的自热剂及自热包作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供的一种自热包，主要包括自热剂。其中，此自热剂主要由如下重量份数的原料制成：

20份的第一组分、20份的第二组分、1份的甲基纤维素、1份的水杨酸、3份的活性炭以及10份的水。

其中，第一组分包括重量比为1：1的五氧化二磷与氧化钙。

其中，第二组分包括重量比为1：1：1的铁粉、高锰酸钾以及镁粉。

在此自热剂的使用过程中，按照上述配方将五氧化二磷、氧化钙、铁粉、高锰酸钾、镁粉、甲基纤维素以及水杨酸混合均匀后放置于第一容纳空间内。同时，将活性炭放置于第二容纳空间内，第一容纳空间与第二容纳空间通过网状的隔板分隔开，将然后将水倒入第一容纳空间内。并且，第一容纳空间位于隔板下方，第二容纳空间位于隔板上方。

实施例2

本实施例提供的一种自热包，包括自热剂。此自热剂与实施例1提供的自热剂的区别在于，本实施例提供的自热剂主要由如下重量份数的原料制成：

20份的第一组分、20份的第二组分、1份的甲基纤维素、1份的水杨酸、3份的活性炭以及10份的水。

其中，第一组分包括重量比为1：1的五氧化二磷与氧化钙。

其中，第二组分包括重量比为1：1：1：1的铁粉、高锰酸钾以、镁粉以及氢氧化钠。

实施例3

本实施例提供的一种自热包，包括自热剂。此自热剂与实施例1提供的自热剂的区别在于，本实施例提供的自热剂主要由如下重量份数的原料制成：

25份的第一组分、25份的第二组分、1.5份的甲基纤维素、2份的水杨酸、2份的活性炭以及15份的水。

其中，第一组分包括重量比为1：3的五氧化二磷与氧化钙。

其中，第二组分包括重量比为1：1：2：0.7的铁粉、高锰酸钾以、镁粉以及氢氧化钠。

实施例4

本实施例提供的一种自热包，包括自热剂。此自热剂与实施例1提供的自热剂的区别在于，本实施例提供的自热剂主要由如下重量份数的原料制成：

30份的第一组分、30份的第二组分、2份的甲基纤维素、3份的水杨酸、7份的活性炭、5份的石英砂以及25份的水。

其中，第一组分包括重量比为1：4的五氧化二磷与氧化钙。

其中，第二组分包括重量比为1：1：2：1的铁粉、高锰酸钾以、镁粉以及氢氧化钠。

实施例5

本实施例提供的一种自热包，包括自热剂。此自热剂与实施例1提供的自热剂的区别在于，本实施例提供的自热剂主要由如下重量份数的原料制成：

30份的第一组分、30份的第二组分、2份的羟丙基纤维素、3份的马尿酸、7份的活性炭、8份的石英砂以及25份的水。

其中，第一组分包括重量比为1：4的五氧化二磷与氧化钙。

其中，第二组分包括重量比为1：1：2：1的铁粉、高锰酸钾以、镁粉以及氢氧化钠。

实施例6

本实施例提供的一种自热包，包括自热剂。此自热剂与实施例1提供的自热剂的区别在于，本实施例提供的自热剂主要由如下重量份数的原料制成：

30份的第一组分、30份的第二组分、2份的乙基纤维素、3份的戊二酸、7份的活性炭、10份的石英砂以及25份的水。

其中，第一组分包括重量比为1：4的五氧化二磷与氧化钙。

其中，第二组分包括重量比为1：1：2：1的铁粉、高锰酸钾以、镁粉以及氢氧化钠。

实施例7

本实施例提供的一种自热包，包括自热剂。此自热剂与实施例1提供的自热剂的区别在于，本实施例提供的自热剂主要由如下重量份数的原料制成：

30份的第一组分、30份的第二组分、2份的羟丙基甲基纤维素、3份的羧甲基纤维素钠、7份的活性炭、10份的石英砂以及25份的水。

其中，第一组分包括重量比为1：4的五氧化二磷与氧化钙。

其中，第二组分包括重量比为1：1：2：1的铁粉、高锰酸钾以、镁粉以及氢氧化钠。

对比例1

在市场上买得的蒸鼎牌自热包。

实验例1

将相同质量的实施例1～7以及对比例1提供的自热包加入相同质量以及相同初始温度的水，在相同条件下进行加热，记录水煮沸的时间以及自热包失效的时间，具体的实验结果见表1。

表1.实验结果

编号	煮沸时间(min)	失效时间(min)
			实施例1	15	108
实施例2	14	110
			实施例3	13	113
实施例4	12	114
			实施例5	11	114
实施例6	10	115
			实施例7	10	120
对比例1	30	40

根据表1显示的数据可知，本发明实施例1～7提供的自热包相较于对比例1提供的自热包均具有较高的发热效率与较长的加热持续时间。综上所述，本发明的实施例中采用发热剂、包埋剂、缓释均布剂、除湿剂以及水合理配比，能显著提高自热剂的发热效率，延长自热的持续时间，并且在使用过程中其安全性能得到提高。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种自热剂，其特征在于，所述自热剂主要由如下重量份数的原料制成：

40～60份的发热剂、1～2份的包埋剂、1～3份的缓释均布剂、3～7份的除湿剂以及10～25份的水。

2.根据权利要求1所述的自热剂，其特征在于，所述发热剂包括按照重量份数计的20～30份的第一组分与20～30份的第二组分，所述第一组分包括重量比为1:1～4的五氧化二磷以及氧化钙，所述第二组分包括重量比为1：1：1～3的铁粉、高锰酸钾以及镁粉。

3.根据权利要求2所述的自热剂，其特征在于，所述第二组分还包括氢氧化钠，所述镁粉与所述氢氧化钠重量比为1：0.5～1。

4.根据权利要求3所述的自热剂，其特征在于，所述包埋剂包括甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素以及羟丙基甲基纤维素中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的自热剂，其特征在于，所述缓释均布剂包括水杨酸、戊二酸、己二酸、马尿酸、丁烯二酸、羧甲基纤维素钠以及海藻酸钠中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的自热剂，其特征在于，所述除湿剂包括活性炭、活性氧化铝、分子筛、无水硫酸镁、无水碳酸钾以及无水氯化钙中的一种或多种。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的自热剂，其特征在于，所述自热剂还包括按照重量份数计的5～10份的石英砂。

8.根据权利要求1所述的自热剂，其特征在于，所述自热剂主要由如下重量份数的原料制成：

10～15份的五氧化二磷、10～15份的氧化钙、5～7.5份的铁粉、5～7.5份的高锰酸钾、5～7.5份的镁粉、5～7.5份的氢氧化钠、1～2份的羟丙基甲基纤维素、1～3份的水杨酸、3～7份的分子筛、5～10份的石英砂以及10～25份的水。

9.根据权利要求8所述的自热剂，其特征在于，所述自热剂主要由如下重量份数的原料制成：

12份的所述五氧化二磷、11份的所述氧化钙、6份的所述铁粉、5份的所述高锰酸钾、5份的所述镁粉、6份的所述氢氧化钠、1.5份的所述羟丙基甲基纤维素、2份的所述水杨酸、4份的所述分子筛8份的石英砂以及20份的所述水。

10.一种自热包，其特征在于，所述自热包包括权利要求1至9中任一项所述的自热剂。