CN115916394A - 防止漏液高性能吸湿剂组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防止漏液高性能吸湿剂组合物及其制备方法。根据本发明的实施例的固体型吸湿剂组合物包含氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)以及金属氧化物，上述金属氧化物可以是氧化钙(CaO)。根据本发明的实施例的凝胶型吸湿剂组合物包含金属氯化物和吸水性高分子，上述金属氯化物可以是氯化钙(CaCl2)和氯化镁(MgCl2)，上述吸水性高分子可以是CMC(Carboxymethyl Cellulose，羧甲基纤维素)。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够防止漏液的高性能吸湿剂组合物及其制备方法。更具体地讲，包括固体型吸湿剂组合物及其制备方法以及凝胶型吸湿剂组合物及其制备方法。
背景技术
吸湿剂是一种包含对水分的亲和力高的物质而具有吸收空气中的水分的功能的物质。吸湿剂主要包含氯化钙，其用作去除空气中的湿气的除湿剂、干燥剂以及防止冬季道路结冰的除雪剂。
然而，就包含氯化钙的现有的吸湿剂而言，发生所吸收的水分漏泄的漏液现象，从而浸湿周边的物品，由此在电子产品、精密产品、光学产品等中还发生腐蚀问题。
为了提供价廉且具有优良的吸水性的吸湿剂，作为在先技术文献的韩国专利公开公报第10-1994-0002336号将氯化钙、矿物、氧化物及其它添加剂混合并限定各成分的含量。
发明内容
技术问题
本发明其目的在于提供一种具有高的水分吸湿率的吸湿剂组合物及其制备方法。
另外，降低制造成本，因而经济实惠。
另外，固体型吸湿剂组合物因水分固化反应而能够防止漏液现象。
另外，凝胶型吸湿剂组合物形成高粘度的凝胶，因而能够防止漏液现象。
解决问题方案
根据本发明的实施例的固体型吸湿剂组合物包含氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)以及金属氧化物。
根据本发明的实施例的固体型吸湿剂组合物的制备方法包括：将氯化钙、氯化镁以及金属氧化物混合而制备混合物的步骤；以及使包含在上述混合物中的金属氧化物进行水合反应而生成金属氢氧化物的步骤。
根据本发明的实施例的凝胶型吸湿剂组合物包含氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)以及吸水性高分子。
根据本发明的实施例的凝胶型吸湿剂组合物的制备方法包括：将氯化钙、氯化镁以及吸水性高分子混合而制备混合物的步骤；以及使上述氯化钙和氯化镁的金属阳离子与吸水性高分子的亲水性阴离子形成键合而凝胶化的步骤。
发明效果
根据本发明的实施例的吸湿剂组合物具有高的水分吸湿率。
另外，降低制造成本，因而经济实惠。
另外，固体型吸湿剂组合物因水分固化反应而能够防止漏液现象。
另外，凝胶型吸湿剂组合物形成高粘度的凝胶，因而能够防止漏液现象。
附图说明
图1示出了氯化钙或氯化镁的单一离子盐以潮解性吸湿水分的过程。
图2示出了由氯化钙和氯化镁组成的复合离子盐以潮解性吸湿水分的过程。
图3示出了由氯化钙、氯化镁的单一或复合离子盐和金属氧化物组成的固体型吸湿剂吸湿水分而进行固化的过程。
图4示出了由氯化钙、氯化镁的单一或复合离子盐和吸水性高分子组成的凝胶型吸湿剂吸湿水分且通过交联反应而粘度增加并成为凝胶的过程。
具体实施方式
固体型吸湿剂组合物及其制备方法
根据本发明的实施例的固体型吸湿剂组合物包含氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)以及金属氧化物。
氯化钙(CaCl2)和氯化镁(MgCl2)可以通过多种方法制备，对此不特别限制。氯化钙(CaCl2)和氯化镁(MgCl2)具有吸收空气中的水分的潮解性(参照图1和图2)。
上述氯化钙与氯化镁的质量比可以是1:1至1:10，优选为1:2.3至1:9.5，最优选为1:8.5至9.5。在氯化钙的含量过高的情况下，水分吸湿率会降低，在氯化镁的含量过高的情况下，发生制造成本上升的问题。
上述金属氧化物可以是氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)等，但优选地、可以是氧化钙(CaO)。在使用氧化镁(MgO)的情况下，固化速度相对比使用了氧化钙(CaO)的场合慢，且一部分不固化的物质残留，从而品质会下降。使用氧化钙即可防止这些问题。
上述金属氧化物执行与氯化钙(CaCl2)和氯化镁(MgCl2)一起混合而将混合物制成固体的功能，且能够改善漏液问题。
上述氯化钙和氯化镁之和与金属氧化物的质量比可以是1:0.5至1:4，更优选地、可以是1:0.5至1:2。在金属氧化物的含量过低的情况下，有可能不易固化或漏液防止效果减少。在金属氧化物的含量过高的情况下，水分吸湿率会降低。
根据本发明的实施例的固体型吸湿剂组合物的制备方法包括：将氯化钙、氯化镁以及金属氧化物混合而制备混合物的步骤；以及使包含在上述混合物中的金属氧化物进行水合反应而生成金属氢氧化物的步骤。
这里，关于氯化钙、氯化镁以及金属氧化物的内容可以与先前所说明的内容相同。
就制备上述混合物的步骤中的混合方法而言，只要将氯化钙、氯化镁以及金属氧化物混合而均匀地分散，则对此不特别限制。
在使包含在上述混合物中的金属氧化物进行水合反应而生成金属氢氧化物的步骤中，就金属氧化物而言，氯化钙和氯化镁由所吸收的水发生水合反应而能够形成为金属氢氧化物。
在本步骤中，使空气中的水分与氯化钙和氯化镁接触，并使上述吸收的水分与金属氧化物在高温气氛下进行水合反应，从而能够使混合物固化。具体地讲，氯化钙和氯化镁吸收水分而分别生成氯化钙水合物即CaCl2·H2O和氯化镁水合物即MgCl2·H2O。金属氧化物例如氧化钙与氯化钙水合物和氯化镁水合物的H2O反应而生成氢氧化钙(Ca(OH)2)(参照图3)。
本步骤可以在一定的湿度和温度气氛下执行。湿度可以设定为80至95％RH(Relative Humidity，相对湿度)，温度可以设定为40至60℃的范围。由此稳定地进行固化，从而能够解决残留物残留或生成物破碎的问题。
凝胶型吸湿剂组合物及其制备方法
根据本发明的实施例的凝胶型吸湿剂组合物包含氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)以及吸水性高分子。
氯化钙(CaCl2)和氯化镁(MgCl2)可以与先前所说明的氯化钙(CaCl2)和氯化镁(MgCl2)相同。
上述氯化钙与氯化镁的质量比为1:1至1:10，优选地、可以是1:2.3至1:9.5，最优选地、可以是1:8.5至9.5。在氯化钙的含量过高的情况下水分吸湿率会降低，在氯化镁的含量过高的情况下发生制造成本上升的问题。
上述吸水性高分子形成三维网状结构，由于毛细管现象和渗透压现象而能够将水分吸收到上述网状结构内部。上述吸水性高分子可以包含亲水性阴离子，例如可以包含COO-，网内部的空间由于上述阴离子之间的斥力而扩大，从而能够吸收大量的水分，且与氯化钙和氯化镁形成离子交联反应，从而能够凝胶化，由此能够防止漏液现象。
优选地、上述吸水性高分子可以是CMC(Carboxymethyl Cellulose，羧甲基纤维素)。此时，上述CMC可以由以下的化学式1表示。
[化学式1]
上述氯化钙和氯化镁之和与吸水性高分子的质量比为100:7.5至100:65，优选地、可以是100:25至100:65，更优选地、可以是100:55至100:65。若吸水性高分子的含量少则粘度降低而漏液防止效果减少，若吸水性高分子的含量过多则水分吸湿率会降低。
根据本发明的实施例的凝胶型吸湿剂组合物的制备方法包括：将氯化钙、氯化镁以及吸水性高分子混合而制备混合物的步骤；以及使上述氯化钙和氯化镁的金属阳离子与吸水性高分子的亲水性阴离子形成键合而凝胶化的步骤。
这里，关于氯化钙、氯化镁以及吸水性高分子的内容可以与先前所说明的内容相同。
就制备上述混合物的步骤中的混合方法而言，只要将氯化钙、氯化镁以及吸水性高分子混合而均匀地分散，则对此不特别限制。
上述吸水性高分子可以是CMC(Carboxymethyl Cellulose，羧甲基纤维素)，在制备上述混合物的步骤中，上述氯化钙与氯化镁的质量比为1:2至1:10，优选地、可以是1:2.3至1:9。另外，上述氯化钙和氯化镁之和与吸水性高分子的质量比为100:7.5至100:65，优选地、可以是100:25至100:65，更优选地、可以是100:55至100:65。
参照图4，在使上述氯化钙和氯化镁的金属阳离子与吸水性高分子的亲水性阴离子形成键合而凝胶化的步骤中，在吸水性高分子与氯化钙和氯化镁之间能够形成物理交联。物理交联是指在上述吸水性高分子的阴离子与氯化钙和氯化镁的金属阳离子之间发生离子交联反应，由此各自的分子相互键合。由此，吸湿剂的粘度上升而进行凝胶化。
为此，本步骤可以包括使混合物的温度保持在40℃至60℃的步骤。在上述温度范围内可以最佳地形成交联。另外，湿度可以保持在80至95％RH。
水分吸湿率和粘度的测定
测定试样初始重量和与水分反应之后的试样重量并以下式计算了固体型吸湿剂和凝胶型吸湿剂的水分吸湿率。
水分吸湿率(％)＝((W1-W0)/W0)×100
W0：与水分进行反应之前的试样的重量
W1：与水分进行反应之后的试样的重量
使用布鲁克菲尔德粘度计在25℃、100rpm条件下测定了凝胶型吸湿剂的粘度。
实施例1
在将0.5g氯化钙和4.5g氯化镁混合并测定了重量之后，将其放入恒温恒湿机中，并在50℃、90％RH条件下保持120个小时与水分进行了反应，之后测定重量并计算了水分吸湿率。
实施例2
除了混合1.5g氯化钙和3.5g氯化镁之外，以与实施例1相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
实施例3
除了混合2.5g氯化钙和2.5g氯化镁之外，以与实施例1相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
实施例4
除了混合3.5g氯化钙和1.5g氯化镁之外，以与实施例1相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
实施例5
除了混合4.5g氯化钙和0.5g氯化镁之外，以与实施例1相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例1
除了未使用氯化镁而仅使用5g氯化钙之外，以与实施例1相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例2
除了未使用氯化镁而仅使用10g氯化钙之外，以与实施例1相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例3
除了未使用氯化镁而仅使用20g氯化钙之外，以与实施例1相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例4
除了未使用氯化镁而仅使用40g氯化钙之外，以与实施例1相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例5
除了未使用氯化钙而仅使用5g氯化镁之外，以与实施例1相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例6
除了未使用氯化钙而仅使用10g氯化镁之外，以与实施例1相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例7
除了未使用氯化钙而仅使用20g氯化镁之外，以与实施例1相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例8
除了未使用氯化钙而仅使用40g氯化镁之外，以与实施例1相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
实施例1至实施例5和比较例1至比较例8的水分吸湿率如下表1。
[表1]
| 氯化钙(g) | 氯化镁(g) | 水分吸湿率(％) | |
| 实施例1 | 0.5 | 4.5 | 473 |
| 实施例2 | 1.5 | 3.5 | 454 |
| 实施例3 | 2.5 | 2.5 | 438 |
| 实施例4 | 3.5 | 1.5 | 425 |
| 实施例5 | 4.5 | 0.5 | 412 |
| 比较例1 | 5 | 0 | 394 |
| 比较例2 | 10 | 0 | 408 |
| 比较例3 | 20 | 0 | 416 |
| 比较例4 | 40 | 0 | 420 |
| 比较例5 | 0 | 5 | 410 |
| 比较例6 | 0 | 10 | 425 |
| 比较例7 | 0 | 20 | 442 |
| 比较例8 | 0 | 40 | 460 |
将利用混合了氯化钙和氯化镁的5g混合物测定的实施例1至实施例5、仅使用5g氯化钙测定的比较例1以及仅使用5g氯化镁测定的比较例5进行比较，则可知混合了氯化钙和氯化镁的场合的水分吸湿率均高。尤其，可知在氯化钙和氯化镁的质量比为1:1至1:9的场合(实施例1至实施例3)其水分吸湿率明显高于比较例1和比较例5。
固体型吸湿剂的制备
在氯化钙和/或氯化镁中添加氧化钙而制备固体型吸湿剂并测定了各自的水分吸湿率。
实施例6
制备0.5g氯化钙、4.5g氯化镁以及20g氧化钙的混合物并测定了重量。之后，将其放入恒温恒湿机中，并在50℃、90％RH条件下保持120个小时制备固体型吸湿剂并测定了重量。
实施例7
除了在制备混合物时加入1g氯化钙、9g氯化镁以及20g氧化钙之外，与实施例1相同地执行而制备了固体型吸湿剂。
实施例8
除了在制备混合物时加入2g氯化钙、18g氯化镁以及20g氧化钙之外，与实施例1相同地执行而制备了固体型吸湿剂。
实施例9
除了在制备混合物时加入4g氯化钙、36g氯化镁以及20g氧化钙之外，与实施例1相同地执行而制备了固体型吸湿剂。
比较例9
除了在制备混合物时未使用氯化镁而仅使用5g氯化钙和20g氧化钙之外，以与实施例1相同的方法执行而制备了固体型吸湿剂。
比较例10
除了在制备混合物时未使用氯化镁而仅使用10g氯化钙和20g氧化钙之外，以与实施例1相同的方法执行而制备了固体型吸湿剂。
比较例11
除了在制备混合物时未使用氯化镁而仅使用20g氯化钙和20g氧化钙之外，以与实施例1相同的方法执行而制备了固体型吸湿剂。
比较例12
除了在制备混合物时未使用氯化镁而仅使用40g氯化钙和20g氧化钙之外，以与实施例1相同的方法执行而制备了固体型吸湿剂。
比较例13
除了在制备混合物时未使用氯化钙而仅使用5g氯化镁和20g氧化钙之外，以与实施例1相同的方法执行而制备了固体型吸湿剂。
比较例14
除了在制备混合物时未使用氯化钙而仅使用10g氯化镁和20g氧化钙之外，以与实施例1相同的方法执行而制备了固体型吸湿剂。
比较例15
除了在制备混合物时未使用氯化钙而仅使用20g氯化镁和20g氧化钙之外，以与实施例1相同的方法执行而制备了固体型吸湿剂。
比较例16
除了在制备混合物时未使用氯化钙而仅使用40g氯化镁和20g氧化钙之外，以与实施例1相同的方法执行而制备了固体型吸湿剂。
实施例6至实施例9和比较例9至比较例16的水分吸湿率如下表2。
[表2]
| 氯化钙(g) | 氯化镁(g) | 氧化钙(g) | 水分吸湿率(％) | |
| 实施例6 | 0.5 | 4.5 | 20 | 254 |
| 实施例7 | 1 | 9 | 20 | 312 |
| 实施例8 | 2 | 18 | 20 | 330 |
| 实施例9 | 4 | 36 | 20 | 368 |
| 比较例9 | 5 | 0 | 20 | 187 |
| 比较例10 | 10 | 0 | 20 | 219 |
| 比较例11 | 20 | 0 | 20 | 240 |
| 比较例12 | 40 | 0 | 20 | 276 |
| 比较例13 | 0 | 5 | 20 | 210 |
| 比较例14 | 0 | 10 | 20 | 247 |
| 比较例15 | 0 | 20 | 20 | 270 |
| 比较例16 | 0 | 40 | 20 | 308 |
将实施例6至实施例9和比较例9至比较例16进行比较，可知在氯化钙和/或氯化镁的总含量相同的情况下实施例的水分吸湿率高。
凝胶型吸湿剂的制备
在氯化钙和/或氯化镁中添加吸水性高分子而制备凝胶型吸湿剂并测定了各自的水分吸湿率。
实施例10
在将0.5g氯化钙、4.5g氯化镁以及3gCMC混合而制备混合物并测定了重量之后，将其放入恒温恒湿机中，并在50℃、90％RH条件下保持120个小时与水分进行了反应，之后测定重量并计算了水分吸湿率。
实施例11
除了在制备混合物时混合1g氯化钙、9g氯化镁以及3gCMC之外，以与实施例10相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
实施例12
除了在制备混合物时混合2g氯化钙、18g氯化镁以及3gCMC之外，以与实施例10相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
实施例13
除了在制备混合物时混合4g氯化钙、36g氯化镁以及3gCMC之外，以与实施例10相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例17
除了在制备混合物时混合5g氯化钙以及3gCMC之外，以与实施例10相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例18
除了在制备混合物时混合10g氯化钙以及3gCMC之外，以与实施例10相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例19
除了在制备混合物时混合20g氯化钙以及3gCMC之外，以与实施例10相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例20
除了在制备混合物时混合40g氯化钙以及3gCMC之外，以与实施例10相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例21
除了在制备混合物时混合5g氯化镁以及3gCMC之外，以与实施例10相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例22
除了在制备混合物时混合10g氯化镁以及3gCMC之外，以与实施例10相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例23
除了在制备混合物时混合20g氯化镁以及3gCMC之外，以与实施例10相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例24
除了在制备混合物时混合40g氯化镁以及3gCMC之外，以与实施例10相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
实施例10至实施例13和比较例17至比较例24的水分吸湿率如下表2。
[表3]
| 氯化钙(g) | 氯化镁(g) | CMC(g) | 水分吸湿率(％) | 粘度(cps) | |
| 实施例10 | 0.5 | 4.5 | 3 | 420 | 47300 |
| 实施例11 | 1 | 9 | 3 | 443 | 25900 |
| 实施例12 | 2 | 18 | 3 | 463 | 14200 |
| 实施例13 | 4 | 36 | 3 | 487 | 6900 |
| 比较例17 | 5 | 0 | 3 | 365 | 46900 |
| 比较例18 | 10 | 0 | 3 | 382 | 24800 |
| 比较例19 | 20 | 0 | 3 | 402 | 13100 |
| 比较例20 | 40 | 0 | 3 | 414 | 7800 |
| 比较例21 | 0 | 5 | 3 | 376 | 45400 |
| 比较例22 | 0 | 10 | 3 | 397 | 23700 |
| 比较例23 | 0 | 20 | 3 | 423 | 12400 |
| 比较例24 | 0 | 40 | 3 | 442 | 7000 |
将实施例10至实施例13和比较例17至比较例24进行比较，可知在氯化钙和/或氯化镁的总含量相同的情况下实施例的水分吸湿率高。
另外，在实施例10和实施例11的情况下，实施例的粘度在氯化钙和/或氯化镁的总含量相同的情况下为25000以上，因而可知稳定地制备凝胶型吸湿剂。
为了观察水分吸湿率和粘度随吸水性高分子的含量的变化，如下制备了吸湿剂。
实施例14
除了在制备混合物时混合0.5g氯化钙、4.5g氯化镁以及1gCMC之外，以与实施例10相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例25
除了在制备混合物时混合0.5g氯化钙、4.5g氯化镁以及5gCMC之外，以与实施例10相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
比较例26
除了在制备混合物时混合0.5g氯化钙、4.5g氯化镁以及10gCMC之外，以与实施例10相同的方法执行而计算了水分吸湿率。
实施例10、实施例14以及比较例25、比较例26的水分吸湿率和粘度如下表3。
[表4]
| 氯化钙(g) | 氯化镁(g) | CMC(g) | 水分吸湿率(％) | 粘度(cps) | |
| 实施例14 | 0.5 | 4.5 | 1 | 445 | 16100 |
| 实施例10 | 0.5 | 4.5 | 3 | 420 | 47300 |
| 比较例25 | 0.5 | 4.5 | 5 | 387 | - |
| 比较例26 | 0.5 | 4.5 | 10 | 326 | - |
观察上述实施例10、实施例14以及比较例25、比较例26的水分吸湿率和粘度，在吸水性高分子的含量高的比较例25和比较例26的情况下粘度非常高，但水分吸湿率会急剧降低至小于400％。相反，可知吸水性高分子的含量低的实施例14具有高的水分吸湿率且实现凝胶化。在氯化钙和氯化镁之和与吸水性高分子的质量比相当于100:55至100:66的实施例10的情况下，粘度为40000以上且水分吸湿率为400％以上，从而可判断为是最优的凝胶型吸湿剂。
Claims (9)
1.一种固体型吸湿剂组合物，其特征在于，
包含氯化钙、氯化镁以及金属氧化物。
2.根据权利要求1所述的固体型吸湿剂组合物，其特征在于，
上述氯化钙与氯化镁的质量比为1:1至1:10。
3.根据权利要求1所述的固体型吸湿剂组合物，其特征在于，
上述氯化钙和氯化镁之和与金属氧化物的质量比为1:3至1:5。
4.一种凝胶型吸湿剂组合物，其特征在于，
包含氯化钙、氯化镁以及吸水性高分子。
5.根据权利要求1所述的凝胶型吸湿剂组合物，其特征在于，
上述吸水性高分子是羧甲基纤维素。
6.根据权利要求1所述的凝胶型吸湿剂组合物，其特征在于，
上述氯化钙与氯化镁的质量比为1:1至1:10。
7.根据权利要求1所述的凝胶型吸湿剂组合物，其特征在于，
上述氯化钙和氯化镁之和与吸水性高分子的质量比为100:7.5至100:65。
8.一种固体型吸湿剂组合物的制备方法，其特征在于，
包括：将氯化钙、氯化镁以及金属氧化物混合而制备混合物的步骤；以及使包含在上述混合物中的金属氧化物进行水合反应而生成金属氢氧化物的步骤。
9.一种凝胶型吸湿剂组合物的制备方法，其特征在于，
包括：将氯化钙、氯化镁以及吸水性高分子混合而制备混合物的步骤；以及使上述氯化钙和氯化镁的金属阳离子与吸水性高分子的亲水性阴离子形成键合而凝胶化的步骤。
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