CN106492620A - 一种脱氧型干燥剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种脱氧型干燥剂,包括以下质量比的组分：15～45%的氧化镁；30～45%的氯化镁；9～24%的硅藻土；9～30%的铁粉；0.1～10%的碳粉。其有益效果是：具有很强的脱氧量以及吸湿能力，最大吸氧量可以达到100ml，在25℃、湿度为90%的条件下，吸湿率可以达到自身重量的200%以上，而目前未见有在同样条件状态下吸湿率达到自身重量的200%以上的干燥剂同时具有脱氧效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种同时具有高吸湿率、高脱氧量功能的脱氧干燥剂，尤其是一种矿物类的脱氧干燥剂组合物。
背景技术
干燥剂是工业和民用防潮包装最常用的材料，脱氧剂则是工业和民用防锈防霉变最常用的材料，而将防潮防霉变锈化功能集合一起的脱氧干燥剂却未见于行业中。
一般现有干燥剂商品有物理吸湿型的：硅胶干燥剂、矿物干燥剂、活性炭干燥剂、蒙脱石干燥剂、纤维干燥剂等，其吸湿率一般最高只能达到30%左右，还有化学吸湿型的：氯化钙干燥剂、氯化镁干燥剂等通过盐的潮解性提供防潮作用，这类型的干燥剂一帮吸湿率能达到150%以上，具有高吸湿性能。但由于盐的潮解从而改变了干燥剂本身的状态，从粉末或晶体状转化成液体或凝胶体，造成运输储存上泄露的安全性问题。其中氯化镁干燥剂吸湿状态比一般化学吸湿型干燥剂的安全性稍高，由氯化镁、氧化镁等形成的菱镁材料，在吸湿的过程中会直接从粉末或晶体状态过渡到固体状态，从而避免了泄漏等安全性问题的产生。
现有技术中，如中国发明专利ZL 200710068572.3公开了一种高吸湿率的干燥剂及其配方选用，以氯化镁、氧化镁以及二氧化硅为原材料，其最佳配比为30 : 68 : 2，得到的干燥剂吸湿率高达200%以上，吸湿后成松散块状，具有较好的安全性能。
现有的脱氧剂应用较广的有铁系脱氧剂以及酶系脱氧剂。酶系脱氧剂对pH、Aw、盐含量、温度和其他因素的变化都很敏感，在反应时还需水的参与，因此，在低水分含量的食品中应用效果不好。铁系脱氧剂由于其成本低，原材料易得成为目前市场上应用最广泛的脱氧剂。而温度，湿度，脱氧剂各成分的比例，铁粉粒子的大小，脱氧剂和抗氧化剂或其他反应机理的脱氧剂是否复配都是影响铁系脱氧剂脱氧性能的重要因素。因此就食品脱氧剂根据不同食品包装环境的要求所制作的配方就有很多种。主要的配方原料以还原铁粉为主要原料，辅料则以活性炭、矿物、硅藻土、盐类等物质为主，能为铁粉提供相应的水分，反应温度等还原反应的所需环境。
但目前广泛使用的干燥剂以及脱氧剂在功能上都比较单一，不能比较全面保护一些要求低湿，容易氧化，锈化，质变的产品。
发明内容
为此，本发明为解决上述技术问题，提供一种脱氧型干燥剂。
本发明实现发明目的采用的技术方案是：本发明提供一种吸湿率高，脱氧量高，加工、使用方便的脱氧型干燥剂，包括以下质量比的组分：15～45%的氧化镁；30～45%的氯化镁； 9～24%的硅藻土；9～30%的铁粉；0.1～10%的碳粉。
优选地，所述脱氧型干燥剂还含有0.1～10%的氢氧化钠。
优选地，所述脱氧型干燥剂由以下质量比的组分组成，15～20%的氧化镁；30～40%的氯化镁； 0.1～1%的碳粉；19～24%的硅藻土；20～30%的铁粉。
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优选地，所述氯化镁为无水氯化镁。
优选地，所述铁粉为还二次原性铁粉。
优选地，所述氧化镁为轻烧氧化镁、活性氧化镁或轻烧氧化镁与活性氧化镁的混合物。所述的氧化镁优选使用轻烧氧化镁与活性氧化镁的混合物，其中轻烧氧化镁与活性氧化镁的质量比为3 : 1-3 ，轻烧氧化镁与活性氧化镁的质量比优选为3 : 1.5~2.5 ，最优选质量比为3 : 2。
本发明脱氧干燥剂的吸湿脱氧原理为氧化镁与无水氯化镁与水作用发生水化反应，形成通式为aMgO•bMgCl•cH2O的复合物，另外MgO也可以与水单独作用生成氢氧化镁，无水氯化镁也可以与水单独作用生成带有结晶水的氯化镁，硅藻土以及活性炭具有一定吸湿以及吸附能力，通过氧化镁与无水氯化镁与水作用为硅藻土以及活性炭提供了盐与水的换环境，促使铁粉发生与空气中的样发生氧化还原反应，其反应简式为4Fe + 6O2 + 6H2O→4Fe(OH)3，而适量的氢氧化钠是根据耗氧量需求调节脱氧干燥的碱性环境调节脱氧量。
本发明中，氧化镁和氯化镁作为一种盐属于干燥剂的成分，因为通常脱氧剂也会加入微量盐，所以氧化镁和氯化镁同时也可以作为脱氧剂的辅助成分，本发明中氧化镁和氯化镁作为盐的含量是大量的，在具有干燥剂作用的同时与脱氧剂成分形成协同作用，这种协同作用使得在相同质量的情况下，干燥效果和脱氧效果会更好。
本发明干燥剂具有如下优点：
具有很强的吸湿能力以及脱氧量，在25℃、湿度为90%的条件下，吸湿率可以达到自身重量的200%以上，在30℃，湿度为80%的条件下，最大吸氧量可以达到100ml，而目前未见有在同样条件状态下吸湿率达到自身重量的200%以上的干燥剂同时具有脱氧效果。
具有很好的环保性，选用的材料环保无毒，吸湿后的产物很容易在自然界中分解。
具有很高的性价比，使用的原料氧化镁、无水氯化镁、硅藻土、铁粉、活性炭均为价格低廉的生产资源丰富的原材料，吸湿能力为一般物理干燥剂的2~6倍，吸湿后的性状为松散块状，其安全性能优于一般的化学干燥剂，同时又具有脱氧效果，其用途广泛，适合各种场合的使用。
具体实施方式
下面，结合具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
将以下组分均匀混合，按照需要以具有透湿性材料定量包装。原料的质量百分比组成为：
氧化镁 20%
氯化镁 30%
碳粉 1%
硅藻土 24%
铁粉 25%。
实施例2
将以下组分均匀混合，按照需要以具有透湿性材料定量包装。原料的质量百分比组成为：
氧化镁 20%
氯化镁 35%
碳粉 1%
硅藻土 21%
铁粉 23%。
实施例3
将以下组分均匀混合，按照需要以具有透湿性材料定量包装。原料的质量百分比组成为：
氧化镁 20%
氯化镁 40%
碳粉 1%
硅藻土 19%
铁粉 20%。
实施例4
将以下组分均匀混合，按照需要以具有透湿性材料定量包装。原料的质量百分比组成为：
氧化镁 15%
氯化镁 35%
碳粉 1%
硅藻土 19%
铁粉 30%。
实施例5
将以下组分均匀混合，按照需要以具有透湿性材料定量包装。原料的质量百分比组成为：
氧化镁 20%
氯化镁 30%
碳粉 1%
硅藻土 19%
铁粉 30%。
实施例6
将以下组分均匀混合，按照需要以具有透湿性材料定量包装。原料的质量百分比组成为：
氧化镁 20%
氯化镁 30%
碳粉 1%
硅藻土 20%
铁粉 22%
氢氧化钠 7%。
实施例7
将以下组分均匀混合，按照需要以具有透湿性材料定量包装。原料的质量百分比组成为：
氧化镁 40%
氯化镁 40%
碳粉 1%
硅藻土 9%
铁粉 10%。
以上实施例中，氧化镁选用轻烧氧化镁和活性氧化镁的混合物，轻烧氧化镁粒径一般小于8mm，是一种由天然菱镁矿石、水镁石和由海水或卤水中提取的氢氧化镁Mg(OH)2，经700~1000℃温度下煅烧所获得的轻烧氧化镁。以上实施例中采用的轻烧氧化镁粒径分布在0~8mm间既有小颗粒又有比较细的粉末。市售的轻烧氧化镁均可以使用，生产厂家如丹东永兴矿业有限公司、海城市宏菱镁制品制造有限公司等等。
以上实施例的活性氧化镁粒径一般在40~350目，优选使用40~80目，颗粒微细化，表面原子与体相原子数的比例较大而具有极高的化学活性和物理吸附能力，由于大量表面原子和表面缺陷的存在，表面原子的扩散速度很高，因此具有良好的烧结性能。市售的活性氧化镁均可以使用，生产厂家如丹东永兴矿业有限公司、海城市宏菱镁制品制造有限公司等等。
本发明如单纯使用活性氧化镁，虽然在吸湿效果上可以满足使用，但吸湿后干燥剂呈粘稠的浆状，容易泄露，适量的添加轻烧氧化镁可以是干燥剂吸湿后仍可以保持比较松散的状态。若单纯使用轻烧氧化镁，虽然干燥剂吸湿后状态良好，但吸湿能力会有所下降，并且吸湿后结块较硬，活性氧化镁的添加可以提高干燥剂活性，一边吸湿后干燥剂与水进行的可以即加快进行并且进行的更彻底。
为了达到良好的吸湿能力，以上实施例所使用的氯化镁为无水氯化镁（即没有结晶水），虽然带有结晶水（如带有2、4、6个等结晶水）的氯化镁也可以使用但结晶水越少越利于提高干燥剂的吸湿能力。无水氯化镁的纯度越高也利于提高干燥剂的吸湿能力，优选纯度为97%以上。无水氯化镁有很强的吸潮性，在不同温度下与水形成多水结晶的化合物，以上实施例选用的无水氯化镁的粒径一般小于8mm，在0~8mm间分布，既有小颗粒又有比较细的粉末。一般的市售无水氯化镁均可以使用，生产厂家如青海铁源镁业有限责任公司、寿光鼎昊经贸有限公司等等。
为了达到较高的吸氧量，还原铁粉中二次还原铁粉的耗氧持续时间比一次还原铁粉的时间要长，因此以上实施例使用的铁粉优选为二次还原铁粉。二次还原铁粉采用一次还原铁粉经过熔融深加工而成，含铁量达到99%以上，粒径一般为40目~100目，以上实施例优选80~100目使用。一般市售的二次还原铁粉均可使用，生产厂家如巩义市桥沟金鑫粉末冶金厂、灵寿县雷鸣矿产品加工茶等等。
以上实施例通过添加适量的硅藻土，可以使干燥剂吸湿后产物质地略松，否则高遭际吸湿后会结成比较硬的块状，这样的话会阻碍硬块内部的进一步稀释，降低整体的吸湿能力。同时由于其质地松散多孔，能储藏水分具有良好的渗透性，可能更好的促发二次还原铁粉反应，提高脱氧干燥剂的脱氧持续时间以及脱氧量。硅藻土的粒径一般在1~4mm，以上实施例优选2~3mm，如果粒径太细易于产生扬尘，不利于加工和使用，粒径太粗影响会使用效果。一般市售的硅藻土均可使用，生产厂家如嵊州市浙东硅藻土精细制品厂等。
以上实施例通过添加适量的碳粉，作为脱氧干燥剂脱氧的引发剂加入。一般可以选用市售活性炭，包括有木屑活性炭，毛竹活性炭以及椰壳活性炭。由于毛竹活性炭较木屑活性炭，具有3倍木屑活性炭的比较面积，具有更强的吸附能力，因此以上实施例优选活性竹炭。虽然椰壳活性炭的具有高机械强度，孔隙结构发达，比表面积大，吸附速度快，吸附容量高，易于再生，经久耐用等特点，但由于原材料获得范围较小使得成本较高，本发明配方产品可根据对应使用产品的经济价值而使用。选用活性炭粒径一般为150目~300目，优选300目，生产厂家如东莞市站木头枫林过滤材料经营部等。
实施例7的氢氧化钠可根据使用产品的耗氧量而使用直接添加调节脱氧干燥剂的吸氧量，一般市售氢氧化钠均可使用。
吸湿能力和脱氧能力对比实验
将实施例1～7制备的脱氧干燥剂与3种市售干燥剂和脱氧剂分别进行吸湿和脱氧测试，测试条件为：1.脱氧测试（常温常湿） 2.吸湿测试（温度25℃、湿度90%）
测试结果如下：
| 干燥剂来源 | 7天后吸湿率 | 7天后脱氧量 | 7天后状态 |
| 实施例1 | 150.8% | 100ml | 表面干燥，结块松散 |
| 实施例2 | 166.3% | 77ml | 表面干燥，结块略松 |
| 实施例3 | 174.4% | 74ml | 表面干燥，结块略松 |
| 实施例4 | 155.6% | 94ml | 表面干燥，结块松散 |
| 实施例5 | 146.0% | 86.5ml | 表面干燥，结块松散 |
| 实施例6 | 126.0% | 80ml | 表面干燥，结块略松 |
| 实施例7 | 220% | 8ml | 表面潮湿，结块较硬 |
| 脱氧剂 | 0.0% | 167ml | 表面干燥，松散没有结块 |
| 市售硅胶干燥剂 | 34.8% | 0ml/g铁粉 | 无明显变化 |
| 市售活矿干燥剂 | 30.8% | 0ml/g铁粉 | 表面湿润，结块松散 |
| 市售纤维干燥剂 | 98.3% | 0ml/g铁粉 | 表面呈浸湿状，粘稠状 |
从测试结果可以看出本发明的脱氧干燥剂具有很强的吸湿能力，吸湿能力是现有各类干燥剂的2～6倍；同时还具有很强的脱氧能力，脱氧能力是现有纯脱氧剂的60%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种脱氧型干燥剂，包括以下质量比的组分：15～45%的氧化镁；30～45%的氯化镁；9～24%的硅藻土；9～30%的铁粉；0.1～10%的碳粉。
2.根据权利要求1所述的脱氧型干燥剂, 其特征在于：所述脱氧型干燥剂还含有0.1～10%的氢氧化钠。
3.根据权利要求1所述的脱氧型干燥剂, 其特征在于：所述脱氧型干燥剂由以下质量比的组分组成，15～20%的氧化镁；30～40%的氯化镁； 0.1～1%的碳粉；19～24%的硅藻土；20～30%的铁粉。
4.根据权利要求2所述的脱氧型干燥剂, 其特征在于：所述脱氧型干燥剂由以下质量比的组分组成，15～20%的氧化镁；30～40%的氯化镁； 0.1～1%的碳粉；19～24%的硅藻土；20～30%的铁粉；0.1～10%的氢氧化钠。
5.根据权利要求1-4任一项所述的脱氧型干燥剂, 其特征在于：所述氯化镁为无水氯化镁。
6.根据权利要求5所述的脱氧型干燥剂, 其特征在于：所述铁粉为二次还原性铁粉。
7.根据权利要求5所述的脱氧型干燥剂, 其特征在于：所述氧化镁为轻烧氧化镁、活性氧化镁或轻烧氧化镁与活性氧化镁的混合物。
8.根据权利要求7所述的脱氧型干燥剂, 其特征在于：所述氧化镁为轻烧氧化镁与活性氧化镁的混合物，轻烧氧化镁与活性氧化镁的质量比为3 : 1-3。
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