CN112870926B - 一种干燥剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种干燥剂及其制备方法和应用。所述干燥剂包括无机干燥剂和SAP高吸水树脂，所述无机干燥剂包括凹凸棒石粉、膨润土、氯盐、硅酸盐或硅胶中至少两种的组合。本发明的干燥剂主要特点包括：只需要将特定的无机干燥剂和SAP按照组合使用，不需要额外的物料，简单实用，且本发明设计简单、性能可靠，尤其适用于潮湿环境下密闭设备的内部水汽防护。

Description

一种干燥剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于电路板干燥技术领域，具体涉及一种干燥剂及其制备方法和应用。
背景技术
现有的干燥剂主要为防潮干燥剂，这是一种高活性吸附材料，通常是用硅酸钠和硫酸反应，并经老化、酸泡等一系列后处理过程而制得。优点是价格低廉，吸附速度快，制备成本低。缺点是自身吸水后会再次挥发出水分，导致密闭设备内部充满水汽，无法达到设计的防水目的。而高吸水树脂(Super Absorbent Polymer，SAP)是一种新型功能高分子材料。它具有吸收比自身重几百到几千倍水的高吸水功能，并且保水性能优良，一旦吸水膨胀成为水凝胶时，即使加压也很难把水分离出来。缺点是对水汽的吸附效果差，吸附速度慢。
CN108745323A公开了一种纤维基高吸水性树脂氯化钙复合凝胶干燥剂及其制备方法，采用羧甲基纤维素为高分子聚合物的基本骨架，丙烯酰胺为聚合单体，利用微波聚合法制备得到的纤维基高吸水树脂氯化钙复合凝胶干燥剂，首先其需要采用较为复杂的制备方法将无机盐和高吸水树脂进行结合，而且制备得到的干燥剂对水汽的吸附效果仍然差，且吸附速度慢，不适用于井下设备中电路板的防护。
CN112169775A公开了一种耐高温高效干燥剂产品及其制法，其中耐高温高效干燥剂产品包括包装袋和收容于所述包装袋内的干燥剂组合物，所述干燥剂组合物由以下重量百分比的成分组成：分子筛粉末0-25％，无水氯化镁 15-39％，轻质氧化镁20-60％，聚丙烯酸钠与聚丙烯酰胺中的至少一种5-20％。该干燥剂产品具有吸湿速度缓慢可控，该干燥剂仍存在自身吸水后会再次挥发出水分的问题，因此其需要制备PP耐温薄膜与植物纤维纸复合的特殊干燥剂包装膜以防止干燥剂再次挥发出水分，导致密闭设备内部充满水汽。
因此，开发一种吸湿能力强、使用寿命长、耐高温高湿的干燥剂对于井下电路板的防护是十分必要的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种干燥剂及其制备方法和应用。所述干燥剂解决普通干燥剂的二次挥发水分的问题，极大改善了潮湿环境下密闭设备的内部水汽防护问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种干燥剂，所述干燥剂包括无机干燥剂和SAP高吸水树脂，所述无机干燥剂包括凹凸棒石粉、膨润土、氯盐、硅酸盐或硅胶中至少两种的组合。
在本发明中，为解决现有高湿环境下设备内部的防护问题，综合防潮干燥剂和高吸水树脂的优点，采用将无机干燥剂和SAP按照一定比例组合使用的模式，让无机干燥剂吸收水分，SAP再将无机干燥剂中的水分吸收和永久储存，最终达到设备防水的目的。本发明可实际解决普通干燥剂的二次挥发水分的问题，极大改善了潮湿环境下密闭设备的内部水汽防护问题。
优选地，所述无机干燥剂和SAP高吸水树脂的质量比为(2-10):1，例如可以是2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1等，优选为(6-8):1。
本发明所述无机干燥剂和SAP高吸水树脂的质量比优选为(6-8):1，能进一步保证无机干燥剂快速吸收水分，SAP再将无机干燥剂中的水分吸收和永久储存。若无机干燥剂过多，而SAP过少，则SAP无法及时吸收无机干燥剂可能会溢出的水分，无法达到最佳的吸收效果；而若无机干燥剂过少，而SAP过多，则干燥剂不能即使吸收密闭环境当中的水汽，而SAP虽然很多，但其对水汽的吸附效果差，吸附速度慢，也无法达到最佳的吸收效果。
优选地，所述SAP高吸水树脂包括聚丙烯酸盐高吸水树脂。
优选地，所述聚丙烯酸盐高吸水树脂的pH值为5.9-6.4，例如可以是5.9、 6.0、6.1、6.2、6.3、6.4等，所述聚丙烯酸盐高吸水树脂的目数为30-300目，例如可以是30目、50目、60目、80目、100目、150目、200目、250目、300 目等。
优选地，所述SAP高吸水树脂还包括其他SAP高吸水树脂，所述其他SAP 高吸水树脂选自淀粉高吸水树脂、壳聚糖高吸水树脂、海藻酸钠高吸水树脂、聚丙烯酸盐高吸水树脂、聚乙烯醇高吸水树脂或聚氧乙烯高吸水树脂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述SAP高吸水树脂聚丙烯酸钠吸水树脂、聚乙烯醇吸水树脂和海藻酸钠高吸水树脂的组合，三者相互配合，协同增效，对于高湿密闭环境有更好的吸收效果。其中，海藻酸钠高吸水树脂优选为海藻酸钠、丙烯酸、丙烯酰胺聚合得到的高吸水树脂。
其中，所述海藻酸钠高吸水树脂由以下制备方法制备得到：将丙烯酸、N,N- 亚甲基双丙烯酰胺和海藻酸钠搅拌均匀，反应得聚合溶液；再向聚合溶液加入丙烯酰胺和过硫酸钠，搅拌均匀后反应，即得高吸水树脂。
优选地，所述聚丙烯酸盐高吸水树脂和其他SAP高吸水树脂的质量比为 (8-15):1，例如可以是8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1等，优选为(10-12):1。
优选地，所述氯盐选自无水氯化镁和/或无水氯化钙。
优选地，所述硅酸盐选自硅酸钠和/或硅酸钾。
优选地，所述无机干燥剂为凹凸棒石粉和膨润土的混合物、凹凸棒石粉和硅酸盐的混合物或硅酸盐和硅胶的混合物。
第二方面，本发明公开了一种如第一方面所述的干燥剂的制备方法，所述制备方法为：将无机干燥剂和SAP高吸水树脂充分混合，真空干燥，得到所述的干燥剂。
优选地，所述混合的转速为100-1000rpm，例如可以是100rpm、200rpm、 300rpm、400rpm、500rpm、600rpm、700rpm、800rpm、900rpm、1000rpm 等，混合的时间为5-10min，例如可以是5min、6min、7min、8min、9min、 10min等。
优选地，所述真空干燥的温度为50-70℃，例如可以是50℃、52℃、54℃、 56℃、58℃、60℃、62℃、64℃、66℃、68℃、70℃等，真空干燥的时间为 5-40min，例如可以是5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、 40min等。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的干燥剂在潮湿环境下密闭设备的内部水汽防护中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用将特定的无机干燥剂和SAP按照一定比例组合使用的模式，让普通干燥剂吸收水汽，SAP再将普通干燥剂中的水分吸收和永久储存，最终达到设备防水的目的。
(2)本发明只需要将无机干燥剂和SAP按照一定比例组合使用，不需要额外的物料，简单实用。本发明设计简单、性能可靠，尤其适用于潮湿环境下密闭设备的内部水汽防护。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
以下实施例和对比例各组分来源如下所示：凹凸棒石粉(购于常州铂安防护材料有限公司)、膨润土(购于常州铂安防护材料有限公司)、硅胶(购于东莞鼎兴)、聚丙烯酸钠吸水树脂(购于复禾新材料科技(上海)有限公司，型号 H-106)、聚乙烯醇吸水树脂(购于广东普尔曼新材料科技有限公司，牌号 PM-01230)。
制备例
本制备例提供一种海藻酸钠高吸水树脂，所述海藻酸钠高吸水树脂由以下制备方法制备得到：将5g丙烯酸(经25wt％氢氧化钾溶液中和后)、0.05gN,N- 亚甲基双丙烯酰胺和0.2g海藻酸钠在室温下搅拌均匀，反应30min得聚合溶液；将聚合溶液加入2g丙烯酰胺、0.5g过硫酸钠，搅拌均匀后放入120℃烘箱反应5h，得到所述海藻酸钠高吸水树脂。
实施例1
本实施例提供一种干燥剂，所述干燥剂包括质量比为8:1的无机干燥剂和 SAP高吸水树脂，所述无机干燥剂为质量比为1:1的凹凸棒石粉和膨润土的混合物，所述SAP高吸水树脂为聚丙烯酸钠吸水树脂。
所述干燥剂的制备方法为：将无机干燥剂和SAP高吸水树脂以200rpm的转速充分混合5min，60℃下真空干燥10min，得到所述的干燥剂。
实施例2
本实施例提供一种干燥剂，所述干燥剂包括质量比为7:1的无机干燥剂和 SAP高吸水树脂，所述无机干燥剂为质量比为1:1的凹凸棒石粉和硅酸钠的混合物，所述SAP高吸水树脂为聚乙烯醇吸水树脂。
所述干燥剂的制备方法为：将无机干燥剂和SAP高吸水树脂以200rpm的转速充分混合5min，60℃下真空干燥10min，得到所述的干燥剂。
实施例3
本实施例提供一种干燥剂，所述干燥剂包括质量比为6:1的无机干燥剂和 SAP高吸水树脂，所述无机干燥剂为质量比为1:2的硅酸钠和硅胶的混合物，所述SAP高吸水树脂为海藻酸钠高吸水树脂。
所述干燥剂的制备方法为：将无机干燥剂和SAP高吸水树脂以200rpm的转速充分混合10min，60℃下真空干燥20min，得到所述的干燥剂。
实施例4
本实施例提供一种干燥剂，所述干燥剂包括质量比为6:1的无机干燥剂和 SAP高吸水树脂，所述无机干燥剂为质量比为1:2的凹凸棒石粉和膨润土的混合物，所述SAP高吸水树脂为质量比为1:1:1的聚丙烯酸钠吸水树脂、聚乙烯醇吸水树脂和海藻酸钠高吸水树脂的组合。
所述干燥剂的制备方法为：将无机干燥剂和SAP高吸水树脂以300rpm的转速充分混合10min，50℃下真空干燥20min，得到所述的干燥剂。
实施例5
本实施例提供一种干燥剂，所述干燥剂包括质量比为8:1的无机干燥剂和 SAP高吸水树脂，所述无机干燥剂为质量比为2:1的凹凸棒石粉和硅酸钠的混合物，所述SAP高吸水树脂为质量比为1:1:3的聚丙烯酸钠吸水树脂、聚乙烯醇吸水树脂和海藻酸钠高吸水树脂的组合。
所述干燥剂的制备方法为：将无机干燥剂和SAP高吸水树脂以300rpm的转速充分混合10min，50℃下真空干燥20min，得到所述的干燥剂。
实施例6
本实施例提供一种干燥剂，与实施例1的区别仅在于，所述无机干燥剂为质量比为1:1:1的凹凸棒石粉、膨润土、硅酸钠的混合物，其他组分含量及制备方法同实施例1。
实施例7
本实施例提供一种干燥剂，与实施例1的区别仅在于，所述无机干燥剂为质量比为1:1的凹凸棒石粉和无水氯化钙的混合物，其他组分含量及制备方法同实施例1。
实施例8
本实施例提供一种干燥剂，与实施例1的区别仅在于，所述无机干燥剂为质量比为1:1的无水硅酸钠和无水氯化钙的混合物，其他组分含量及制备方法同实施例1。
实施例9
本实施例提供一种干燥剂，与实施例4的区别仅在于，所述SAP高吸水树脂为质量比为1:1的聚丙烯酸钠吸水树脂和聚乙烯醇吸水树脂的组合，SAP高吸水树脂的总质量、其他组分含量及制备方法同实施例1。
实施例10
本实施例提供一种干燥剂，与实施例4的区别仅在于，所述SAP高吸水树脂为质量比为1:1的聚丙烯酸钠吸水树脂和海藻酸钠高吸水树脂的组合，SAP 高吸水树脂的总质量、其他组分含量及制备方法同实施例1。
实施例11
本实施例提供一种干燥剂，与实施例4的区别仅在于，所述SAP高吸水树脂为质量比为1:1的聚乙烯醇吸水树脂和海藻酸钠高吸水树脂的组合，SAP高吸水树脂的总质量、其他组分含量及制备方法同实施例1。
实施例12
本实施例提供一种干燥剂，与实施例1的区别仅在于，所述干燥剂包括质量比为5:1的无机干燥剂和SAP高吸水树脂，其他组分含量及制备方法同实施例1。
实施例13
本实施例提供一种干燥剂，与实施例1的区别仅在于，所述干燥剂包括质量比为9:1的无机干燥剂和SAP高吸水树脂，其他组分含量及制备方法同实施例1。
对比例1
本对比例提供一种干燥剂，所述干燥剂仅为质量比为1:1的凹凸棒石粉和膨润土的混合物。
对比例2
本对比例提供一种干燥剂，所述干燥剂仅为SAP高吸水树脂为聚丙烯酸钠吸水树脂。
对比例3
本对比例提供一种干燥剂，与实施例1的区别仅在于，所述无机干燥剂仅为凹凸棒石粉，无机干燥剂的总质量、其他组分含量及制备方法同实施例1。
对比例4
本对比例提供一种干燥剂，与实施例1的区别仅在于，所述无机干燥剂仅为膨润土，无机干燥剂的总质量、其他组分含量及制备方法同实施例1。
对比例5
本对比例提供一种干燥剂，与实施例1的区别仅在于，所述无机干燥剂仅为二氧化硅粉末，无机干燥剂的总质量、其他组分含量及制备方法同实施例1。
性能测试
将实施例1-13和对比例1-5提供的干燥剂分别置于相同的密闭环境中，模拟井下高湿密闭环境，在90RH％的湿度、40℃的温度下，静置24h后，测试其吸收水汽的能力，分别测试吸湿前后干燥剂总重量，各项目分别测试5次，取平均值对吸湿率进行计算，吸湿率/％＝[(吸水饱和后干燥剂总重量-吸水前干燥剂总重量)]/吸水前干燥剂总重量×100％；
具体测试结果如下表1所示：
表1
项目 吸湿率/％ 项目 吸湿率/％
实施例1 545 实施例10 570
实施例2 550 实施例11 590
实施例3 560 实施例12 500
实施例4 660 实施例13 510
实施例5 680 对比例1 200
实施例6 540 对比例2 150
实施例7 500 对比例3 410
实施例8 510 对比例4 400
实施例9 600 对比例5 300
由表1测试数据可知，本发明提供的干燥剂在90RH％的湿度、40℃的温度下，静置24h后，其吸湿率能够达到500％以上，由此说明本发明采用将特定的无机干燥剂和SAP按照一定比例组合使用的模式，让普通干燥剂吸收水汽，SAP再将普通干燥剂中的水分吸收和永久储存，最终达到设备防水的目的。
由实施例1和实施例6-8的对比可知，所述无机干燥剂优选为凹凸棒石粉和膨润土的混合物、凹凸棒石粉和硅酸盐的混合物或硅酸盐和硅胶的混合物，对于高湿密闭环境有更好的吸收效果。
由实施例4和实施例9-11的对比可知，选择聚丙烯酸钠吸水树脂、聚乙烯醇吸水树脂和海藻酸钠高吸水树脂复合，三者相互配合，协同增效，对于高湿密闭环境有更好的吸收效果。
由实施例1和实施例13、14的对比可知，本发明所述无机干燥剂和SAP 高吸水树脂的质量比优选为(6-8):1，能进一步保证无机干燥剂快速吸收水分， SAP再将无机干燥剂中的水分吸收和永久储存。若无机干燥剂过多，而SAP过少，则SAP无法及时吸收无机干燥剂可能会溢出的水分，无法达到最佳的吸收效果；而若无机干燥剂过少，而SAP过多，则干燥剂不能即使吸收密闭环境当中的水汽，而SAP虽然很多，但其对水汽的吸附效果差，吸附速度慢，也无法达到最佳的吸收效果。
由实施例1和对比例1-5的对比可知，本发明将特定的无机干燥剂和SAP 按照一定比例组合使用的模式，让无机干燥剂吸收水汽，SAP再将无机干燥剂中的水分吸收和永久储存，最终达到设备防水的目的。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明所述干燥剂及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种干燥剂，其特征在于，所述干燥剂由无机干燥剂和SAP高吸水树脂组成，所述无机干燥剂为凹凸棒石粉和膨润土的混合物、凹凸棒石粉和硅酸盐的混合物或硅酸盐和硅胶的混合物，所述SAP高吸水树脂为聚丙烯酸钠吸水树脂、聚乙烯醇吸水树脂和海藻酸钠高吸水树脂的组合；所述无机干燥剂和SAP高吸水树脂的质量比为(2-10):1。
2.根据权利要求1所述的干燥剂，其特征在于，所述无机干燥剂和SAP高吸水树脂的质量比为(6-8):1。
3.根据权利要求1所述的干燥剂，其特征在于，所述聚丙烯酸钠吸水树脂的pH值为5.9-6.4，所述聚丙烯酸钠吸水树脂的目数为30-300目。
4.根据权利要求1所述的干燥剂，其特征在于，所述SAP高吸水树脂中聚丙烯酸钠吸水树脂和其他SAP高吸水树脂的质量比为(8-15):1。
5.根据权利要求4所述的干燥剂，其特征在于，所述SAP高吸水树脂中聚丙烯酸钠吸水树脂和其他SAP高吸水树脂的质量比为(10-12):1。
6.根据权利要求1所述的干燥剂，其特征在于，所述硅酸盐选自硅酸钠和/或硅酸钾。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的干燥剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将无机干燥剂和SAP高吸水树脂充分混合，真空干燥，得到所述的干燥剂。
8.根据权利要求7所述的干燥剂的制备方法，其特征在于，所述混合的转速为100-1000rpm，混合的时间为5-10 min。
9.根据权利要求7所述的干燥剂的制备方法，其特征在于，所述真空干燥的温度为50-70℃，真空干燥的时间为5-40 min。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的干燥剂在潮湿环境下密闭设备的内部水汽防护中的应用。
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