CN110338966A - 一种蒸汽热敷自发热片及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸汽热敷自发热片，所述蒸汽热敷自发热片包括如下成分制成：还原铁粉、生物质碳粉、高效吸水材料、天然生物质矿化粉、胶黏剂、氯化钠、纯净水和原生浆多孔纤维纸。本发明还公开了该蒸汽热敷自发热片的制备方法和应用。本发明获得了一种性能稳定的自发热蒸汽热敷材料。本发明采用密度较小的物料预先混合，有利于提高物料混合均匀性，物料混合过程中，铁粉与表观水接触时间短，降低制备过程中材料的自发热现象，混合物粉体均匀涂装在具有粘接性的多孔纤维纸表面，辊压成片。

Description

一种蒸汽热敷自发热片及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种蒸汽热敷自发热片及其制备方法和应用。

背景技术

以铁粉为主体的自发热材料，因为它价格低廉，携带方便，已成为市场上最畅销的取暖产品之一。自发热材料由多种组分组成，主要成分为铁粉、碳材料、无机盐、填充材料、吸水高分子材料、水等，这些物质具有不同的密度和相合性。因此，多种组分粉末的均匀混合、成型难度较高。目前，由于蒸汽热敷材料需求量的急剧增加，很多企业争相出产自发热材料，导致现在市场上自发热材料的产品质量良莠不齐，出现了发热材料温度不高或者发热不均匀等现象。多种原料合理混合过程是材料发热的基础，混合不均匀会直接造成产品温升不足或发热不均匀。因此，混合过程的研究在发热材料生产中极为重要。在自然条件下铁的氧化反应速率较慢，但是铁粉与水、氯化钠和碳材料共存，则能够促进铁的电化学反应，快速产生热并达到一定温度。随之而来的问题是发热材料在原料混合后就会开始电化学反应，导致生产过程难以控制。因此，合理的混料次序，是获得发热性能稳定的关键。中国发明专利(申请号201410145975.3)公开了混合粉体压制成片，问题在于样品片需在大于720托真空度、180℃干燥5小时，并且在后期使用时加入配方量水实现自发热，为大批量制造带来困难。

发明内容

发明目的：为了克服上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供了一种蒸汽热敷自发热片。本发明混合多种粉体，形成一种稳定的薄片结构，使用过程中不发生漏粉现象、释热均匀。

本发明还要解决的技术问题是提供了一种蒸汽热敷自发热片的制备方法。本发明通过改进自发热材料的组分，同时在成片过程末端加入所需氯化钠和适量水，有效阻止制备过程的自发热现象，确保产品片在使用过程中有效实现蒸汽热敷性能。

本发明最后要解决的技术问题是提供了一种蒸汽热敷自发热片的应用。该产品可用于蒸汽热敷眼罩、人体局部保暖等领域。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种蒸汽热敷自发热片，所述蒸汽热敷自发热片包括如下成分制成：还原铁粉、生物质碳粉、高效吸水材料、天然生物质矿化粉、胶黏剂、氯化钠、纯净水和原生浆多孔纤维纸。

其中，所述生物质碳粉为稻壳碳粉、竹碳粉或椰壳碳粉中的一种或几种，均为粉末状，颗粒度为100～300目。

其中，所述高效吸水材料为低交联型聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钠接枝淀粉、高取代度交联羧甲基纤维素、硅胶粉或甲壳素中的一种或几种。

其中，所述天然生物质矿化粉为硅藻土、蛭石粉、膨胀珍珠岩微粉、凹凸棒土中的一种或几种，颗粒度为50～200目。

其中，所述胶黏剂为水性胶黏剂，包括黄原胶，环氧树脂、脲醛树脂、水性聚氨酯、聚乙烯醇的一种或几种。

其中，所述还原铁粉的颗粒度为100～300目，所述氯化钠颗粒度为200～300目。

其中，所述蒸汽热敷自发热片按重量份数包括以下组分制成：还原铁粉30～50份、生物质碳粉3～8份、高效吸水材料3～10份、天然生物质矿化粉5～10份、胶黏剂5～15份、氯化钠1～6份、纯净水20～40份。

其中，本发明公开蒸汽热敷自发热片，由混合粉体经辊压成型的薄片结构。所用混合物粉体，包括如下质量百分比组成：还原铁粉30-50％，生物质碳粉3-8％，高效吸水材料3-10％，天然生物质矿化粉5-10％，胶黏剂5-15％，氯化钠1-6％，纯净水20-40％，以及原生浆多孔纤维纸。

其中，所述原生浆多孔纤维纸厚度10-20微米。

本发明内容还包括所述的蒸汽热敷自发热片的制备方法，所述蒸汽热敷自发热片的制备方法包括以下步骤：

1)取适量水与高分子吸水材料混合得到高分子吸水树脂粉；

2)依次将生物质碳粉、天然生物质矿化粉、胶黏剂充分混合并搅拌30min～120min；将步骤1)所得高分子吸水树脂粉加入，再次混合搅拌30～60min得到混合物；

3)在步骤2)的混合物里加入还原铁粉、氯化钠粉末，快速混合搅拌1min～5min得到粉料；

4)将胶黏剂溶于剩余的水中充分搅拌形成溶液；

5)将步骤4)所得溶液喷涂于原生浆多孔纤维纸；

6)将步骤3)所得粉料均匀涂装在步骤5)得到的多孔纤维纸上(厚度10～20微米)，表面再覆盖一层多孔纤维纸(厚度5～10微米)，辊压成片(厚度为0.8～1.2mm)，立即包装、密封。

其中，步骤1)所用水量为配方量的50-90％；剩余部分用于步骤4)中。

本发明内容还包括所述的蒸汽热敷自发热片在制备具备蒸汽热敷护具中的应用。

有益效果：相对于现有技术，本发明具备以下优点：本发明获得了一种性能稳定的自发热蒸汽热敷材料。其中，(1)密度较小的物料预先混合，有利于提高物料混合均匀性，(2)物料混合过程中，铁粉与表观水接触时间短，降低制备过程中材料的自发热现象，(3)混合物粉体均匀涂装在具有粘接性的多孔纤维纸表面，辊压成片。该技术简化了制造过程，用本发明的技术所得自发热蒸汽热敷材料释热均匀、蒸汽量充足。

附图说明

图1实施例样品温度测试点和湿度测试点。样品片为5cm正方形，温度1测试点距边缘2cm/2cm位置，温度2测试点距边缘1cm/2.5cm位置，温度3测试点距边缘1cm/1cm位置，湿度测试点位于方形中心位置。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进一步说明，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

实施例1：蒸汽热敷自发热片的制备

取料按以下重量份数。取17份纯净水与2.85份低交联型聚丙烯酸钠粉末(重均分子量300万，粉末颗粒度50目)、0.15份甲壳素混合，依次加入3份稻壳碳粉(粉末颗粒度100目)、10份硅藻土粉(粉末颗粒度50目)、13份聚乙烯醇(粉末颗粒度50目)，充分混合搅拌30min；随后，在上述混合物里加入43份还原铁粉(粉末颗粒度100目)、6份氯化钠粉末(粉末颗粒度200目)，混合搅拌1min，立即转入涂装阶段。

取2份黄原胶溶于3份纯净水，充分搅拌至形成溶液，喷涂于植物纤维纸(小于10g/平方米，厚度(10微米)。将前述混合物粉末均匀散布、刮平后，涂装在多孔纤维纸表面，表面再覆盖一层多孔纤维纸(厚度5微米)，辊压成片(厚度为1mm)，切为正方形片(边长为5cm)，立即包装入无纺布袋、密封放置6h以上。取出样品片，按照图1样式测三个点的温度变化，测试一个点的湿度变化。具体结果参见表2。

实施例2蒸汽热敷自发热片的制备

取料按以下重量份数。取28.3份纯净水与3份聚丙烯酸钠接枝淀粉粉末(粉末颗粒度100目)、0.33份甲壳素混合，依次加入5份竹碳粉(粉末颗粒度200目)、6.7份蛭石粉(粉末颗粒度100目)、3份黄原胶粉(粉末颗粒度50目)，充分混合搅拌60min；随后，在上述混合物里加入43份还原铁粉(粉末颗粒度200目)、3.3份氯化钠粉末(粉末颗粒度250目)，混合搅拌2min，立即转入涂装阶段。

取2份水性环氧树脂溶于5份纯净水，充分搅拌至形成溶液，喷涂于植物纤维纸(小于10g/平方米，厚度15微米)。将前述混合物粉末均匀散布、刮平后，涂装在上述多孔纤维纸表面，表面再覆盖一层多孔纤维纸(厚度5微米)，辊压成片(厚度为1mm)，切为正方形片(边长为5cm)，立即包装入无纺布袋、密封放置6h以上。取出样品片，按照图1样式测三个点的温度变化，测试一个点的湿度变化。具体结果参见表1和2。

实施例3蒸汽热敷自发热片的制备

取料按以下重量份数。取35份纯净水与10份高取代度交联羧甲基纤维素(重均分子量200万，粉末颗粒度100目)混合，依次加入4份椰壳碳粉(粉末颗粒度200目)、5份膨胀珍珠岩微粉(粉末颗粒度200目)、4份黄原胶粉(粉末颗粒度100目)，充分混合搅拌60min；随后，在上述混合物里加入30份还原铁粉(粉末颗粒度200目)、6份氯化钠粉末(粉末颗粒度200目)，混合搅拌5min，立即转入涂装阶段。

取1份水性聚氨酯溶于5份纯净水，充分搅拌至形成溶液，喷涂于多孔纤维纸(小于10g/平方米，厚度10微米)。将前述混合物粉末均匀散布、刮平后，涂装在多孔纤维纸表面，表面再覆盖一层多孔纤维纸(厚度10微米)，辊压成片(厚度为1.2mm)，切为正方形片(边长为5cm)，立即包装入无纺布袋、密封放置6h以上。取出样品片，按照图1样式测三个点的温度变化，测试一个点的湿度变化。具体结果参见表2。

实施例4蒸汽热敷自发热片的制备

取料按以下重量份数。取36份纯净水与3份低交联型聚丙烯酸钠粉末(平均分子量200万，粉末颗粒度50目)混合，依次加入8份稻壳碳粉(粉末颗粒度100目)、5份蛭石粉(粉末颗粒度50目)、3份环氧树脂粉(粉末颗粒度50目)，充分混合搅拌120min；随后，在上述混合物里加入50份还原铁粉(粉末颗粒度100目)、1份氯化钠粉末(粉末颗粒度200目)，快速混合搅拌5min，立即转入涂装阶段。

取2份黄原胶溶于4份纯净水，充分搅拌至形成溶液，喷涂于植物纤维纸(小于10g/平方米，(厚度10微米)。将前述混合物粉末均匀散布、刮平后，涂装在多孔纤维纸表面，表面再覆盖一层多孔纤维纸(厚度10微米)，辊压成片(厚度为1mm)，切为正方形片(边长为5cm)，立即包装入无纺布袋、密封放置6h以上。取出样品片，按照图1样式测三个点的温度变化，测试一个点的湿度变化，测试样品片使用前后的可弯曲度。具体结果参见表2。

实施例5蒸汽热敷自发热片的制备

取料按质量百分比。取30份纯净水与5份硅胶粉(颗粒度200目)混合，依次加入3份竹碳粉(粉末颗粒度300目)、6份凹凸棒土(粉末颗粒度100目)、9份聚氨酯(粉末颗粒度100目)，充分混合搅拌60min；随后，在上述混合物里加入40份还原铁粉(粉末颗粒度100目)、3份氯化钠粉末(粉末颗粒度200目)，快速混合搅拌3min，立即转入涂装阶段。

取1份脲醛树脂溶于3份纯净水，充分搅拌至形成溶液，喷涂于植物纤维纸(小于10g/平方米，(厚度15微米)。将前述混合物粉末均匀散布、刮平后，涂装在多孔纤维纸表面，表面再覆盖一层多孔纤维纸(厚度10微米)，辊压成片(厚度为1mm)，切为正方形片(边长为5cm)，立即包装入无纺布袋、密封放置6h以上。取出样品片，按照图1样式测三个点的温度变化，测试一个点的湿度变化，测试样品片使用前后的可弯曲度。具体结果参见表2。

表1.实施例2样品的温湿度测试值。环境温度25℃、湿度RH50％。

实施例2	温度1/℃	温度2/℃	温度3/℃	湿度/％
					30秒	30.6	30.5	30.0	65
2分钟	42.3	42.3	41.9	90
					5分钟	43.8	43.6	43.1	90
10分钟	42.1	41.9	41.0	88
					25分钟	39.5	39.5	39.3	83

表2.实施例样品的温湿度测试值。环境温度25℃、湿度RH50％。

表1、2测试结果表明实施例1～5的样品均有快速的发热效果、稳定的释热温度和稳定的蒸汽释放，且持续时间内始终满足用户所需温湿度范围。本发明提供的新型混料组成和混料方法，所制造的样品片能够有效实现蒸汽热敷功能。

Claims (10)

1.一种蒸汽热敷自发热片，其特征在于，所述蒸汽热敷自发热片包括如下成分制成：还原铁粉、生物质碳粉、高效吸水材料、天然生物质矿化粉、胶黏剂、氯化钠、纯净水和原生浆多孔纤维纸。

2.根据权利要求1所述的蒸汽热敷自发热片，其特征在于，所述生物质碳粉为稻壳碳粉、竹碳粉或椰壳碳粉中的一种或几种，均为粉末状，颗粒度为100~300目。

3.根据权利要求1所述的蒸汽热敷自发热片，其特征在于，所述高效吸水材料为低交联型聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钠接枝淀粉、高取代度交联羧甲基纤维素、硅胶粉或甲壳素中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的蒸汽热敷自发热片，其特征在于，所述天然生物质矿化粉为硅藻土、蛭石粉、膨胀珍珠岩微粉、凹凸棒土中的一种或几种，颗粒度为50~200 目。

5.根据权利要求1所述的蒸汽热敷自发热片，其特征在于，所述胶黏剂为水性胶黏剂，包括黄原胶，环氧树脂、脲醛树脂、水性聚氨酯、聚乙烯醇的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的蒸汽热敷自发热片，其特征在于，所述还原铁粉的颗粒度为100~300目，所述氯化钠颗粒度为200~300 目。

7.根据权利要求1~6任一项所述的蒸汽热敷自发热片，其特征在于，所述蒸汽热敷自发热片按重量份数包括以下组分制成：还原铁粉30~50份、生物质碳粉3~8份、高效吸水材料3~10份、天然生物质矿化粉5~10份、胶黏剂5~15份、氯化钠1~6份、纯净水20~40份。

8.根据权利要求1~6任一项所述的蒸汽热敷自发热片，其特征在于，所述原生浆多孔纤维纸厚度10-20微米。

9.权利要求1~8任一项所述的蒸汽热敷自发热片的制备方法，其特征在于，所述蒸汽热敷自发热片的制备方法包括以下步骤：

1）取适量水与高分子吸水材料混合得到高分子吸水树脂粉；

2）依次将生物质碳粉、天然生物质矿化粉、胶黏剂充分混合并搅拌30min~120min；将步骤1）所得高分子吸水树脂粉加入，再次混合搅拌30~60 min得到混合物；

3）在步骤2）的混合物里加入还原铁粉、氯化钠粉末，快速混合搅拌1 min~5 min得到粉料；

4）将胶黏剂溶于剩余的水中充分搅拌形成溶液；

5）将步骤4）所得溶液喷涂于原生浆多孔纤维纸；

6）将步骤3）所得粉料均匀涂装在步骤5）得到的多孔纤维纸上，表面再覆盖一层多孔纤维纸，辊压成片，立即包装、密封。

10.权利要求1~8任一项所述的蒸汽热敷自发热片在制备具备蒸汽热敷护具中的应用。