本发明公开了一种可再生硅胶干燥剂的制备方法，属于干燥剂
技术领域：
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背景技术：
：空气湿度是影响空气品质的重要环境参数，与人们的日常生产和生活密切相关。过高的湿度会使人感到不舒适，也会引起金属锈蚀，机器损坏，电器绝缘性能降级，食品变质和霉烂，给经济造成重大损失。在精密机械、计量仪器、电子、纺织和化工等生产工程中，如不对湿度进行控制，会严重影响产品质量。因此，空气的湿度控制问题成为人们关注的焦点。吸附除湿具有耗能低，对环境污染小等优点而备受关注。硅胶作为吸附除湿的代表材料，因其吸附能力强、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度、可循环重复利用、无毒无污染等特点，受到了广泛关注和大量应用。硅胶干燥剂是透湿性小袋包装的不同品种的硅胶，主要原料硅胶是一种高微孔结构的含水二氧化硅，无毒、无味、无嗅，化学性质稳定，具强烈的吸湿性能，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。硅胶属非晶态物质，其形状透明不规则球体。因而广泛用于仪器、仪表、设备器械、皮革、箱包、鞋类、纺织品、食品、药品等的贮存和运输中控制环境的相对湿度，降低和减缓物品受潮，霉变和锈蚀。但是普通硅胶吸水率不高，故有采用改性来提高其吸附能力。硅胶的改性方法有很多，如钛改性，还有学者分别用氯化钙或氯化镁硅胶进行改性研究，取得了一定成果。但是单一组分改性硅胶的再生温度相对较高，影响实际应用。除此之外，人们还注意到再生能耗是影响吸附除湿运行成本的主要因素。普通硅胶干燥剂再生性差，使用寿命短，其反复吸湿能力差，使用范围受到局限，成为阻碍其推广与应用的重大问题。因此，如何改善传统硅胶干燥剂吸湿性能不佳及再生性差的缺点，以获取更高综合性能的硅胶干燥剂，是其推广与应用于更广阔的领域，满足工业生产需求亟待解决的问题。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是：针对传统硅胶干燥剂吸湿性能不佳及再生性差的缺点，提供了一种可再生硅胶干燥剂的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：（1）将玉米棒芯汽爆，得玉米棒芯粉末；（2）将玉米棒芯粉末充氮保温炭化，得炭化玉米棒芯粉末；（3）将炭化玉米棒芯粉末与双氧水按质量比1：50～1：100加热混合，减压蒸馏，干燥，得一次处理炭化玉米棒芯粉末；（4）按重量份数计，将40～50份一次处理炭化玉米棒芯粉末，8～10份卡波姆，80～100份水加热搅拌混合，减压蒸馏，干燥，得二次处理炭化玉米棒芯粉末；（5）按重量份数计，将40～50份硅胶粉，20～30份二次处理炭化玉米棒芯粉末，5～6份硅烷偶联剂，8～10份表面活性剂，50～60份水搅拌混合，挤出造粒，得硅胶干燥剂；（6）将硅胶干燥剂用水蒸气熏蒸，冷冻干燥循环5～8次，得预处理硅胶干燥剂；（7）按重量份数计，将10～20份预处理硅胶干燥剂，40～50份氯化钙溶液，40～50份氯化镁溶液超声分散，减压蒸馏，干燥，即得可再生硅胶干燥剂。步骤（3）所述减压蒸馏条件：温度为90～100℃，转速为50～80r/min，压力为500～600kPa。步骤（4）所述卡波姆为卡波姆971PNF，卡波姆974PNF或卡波姆934PNF中的任意一种。步骤（5）所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。步骤（5）所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，对甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸钠或木质素磺酸钠中的任意一种。步骤（6）所述水蒸气熏蒸条件：水蒸气的流速为60～90mL/min。本发明的有益效果是：本发明技术方案，首先，炭化玉米棒芯粉末经双氧水浸泡（浸泡过程去掉），提升炭化玉米棒芯粉末中活性羟基的数量，活性羟基可与更多的水分子氢键连接，从而固定更多的水分子，提升硅胶干燥剂的吸湿性能，其次，通过添加卡波姆，卡波姆分子结构含有大量羧基，一方面，可与更多的水分子氢键连接，固定更多的水分子，从而进一步提升硅胶干燥剂的吸湿性能，另一方面，可与炭化玉米棒芯粉末中活性羟基形成氢键，使得卡波姆与炭化玉米棒芯粉末的结合能力强，进一步提升硅胶干燥剂的吸湿性能，达到长久吸湿干燥的效果，另外，卡波姆内孔道具有很强的静电场，因静电场的作用，使得水分子液化趋于增强，从而将更多的水分子固定住，提升硅胶干燥剂的吸湿性能，同时，卡波姆内孔道具有很强的极性，对水分子的亲和力很强，从而进一步提升硅胶干燥剂的吸湿性能，再次，干燥剂颗粒经水蒸气熏蒸，再经冷冻循环（循环俩字去掉），使得干燥剂颗粒经过反复胀缩，干燥剂颗粒在胀缩过程中因受力不均出现大量裂纹，大量裂缝的存在增大干燥剂颗粒的比表面积，从而增强干燥剂颗粒吸湿性能，同时，由于大量孔隙和裂缝的存在，使得体系中水经加热易于逸出，提升干燥剂的再生性能。具体实施方式将玉米棒芯置于汽爆罐中，于汽爆压力为2.5～3.5MPa，温度为160～180℃条件下，保压60～90s，打开出料阀瞬间泄压，得玉米棒芯粉末；将玉米棒芯粉末置于炭化炉中，并以速率为50～60mL/min向炉内充入氮气，于温度为550～650℃条件下，于氮气保护条件下，保温炭化1～2h后，随炉降至室温，得炭化玉米棒芯粉末；将炭化玉米棒芯粉末与质量分数为8～10%的双氧水按质量比1：50～1：100置于1号烧杯中，并将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90～100℃，转速为400～500r/min条件下，恒温搅拌反应1～2h，得混合液，再将混合液置于旋转蒸发仪中，于温度为90～100℃，转速为50～80r/min，压力为500～600kPa条件下，减压蒸馏30～50min后，得1号浓缩液，并将1号浓缩液置于烘箱中干燥，得一次处理炭化玉米棒芯粉末；按重量份数计，将40～50份一次处理炭化玉米棒芯粉末，8～10份卡波姆，80～100份水置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为60～80℃，转速为500～600r/min条件下，加热搅拌混合30～50min，得混合浆液，随后将混合浆料置于旋转蒸发仪中，于温度为90～100℃，转速为50～80r/min，压力为500～600kPa条件下，减压蒸馏30～50min后，得2号浓缩液，并将2号浓缩液置于烘箱中干燥，得二次处理炭化玉米棒芯粉末；按重量份数计，将40～50份硅胶粉，20～30份二次处理炭化玉米棒芯粉末，5～6份硅烷偶联剂，8～10份表面活性剂，50～60份水置于2号烧杯中，于转速为500～600r/min条件下，搅拌混合40～60min，得混合浆料，再将混合浆料置于造粒机中挤出造粒，得硅胶干燥剂；将硅胶干燥剂置于薰箱中，并以60～90mL/min的速率向薰箱内通入水蒸气，得熏蒸物料，再将熏蒸物料置于真空冷冻干燥箱中，真空冷冻干燥，如此熏蒸，真空冷冻干燥循环5～8次，得预处理硅胶干燥剂；按重量份数计，将10～20份预处理硅胶干燥剂，40～50份质量分数为8～10%的氯化钙溶液，40～50份质量分数为8～10%的氯化镁溶液置于3号烧杯中，并将3号烧杯置于超声分散仪中，于频率为55～75kHz条件下，超声分散40～60min，得分散液，随后将分散液置于旋转蒸发仪中，于温度为110～120℃，转速为50～80r/min，压力为500～600kPa条件下，减压蒸馏30～50min后，得3号浓缩液，并将3号浓缩液置于烘箱中干燥，即得可再生硅胶干燥剂。所述卡波姆为卡波姆971PNF，卡波姆974PNF或卡波姆934PNF中的任意一种。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，对甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸钠或木质素磺酸钠中的任意一种。实例1将玉米棒芯置于汽爆罐中，于汽爆压力为3.5MPa，温度为180℃条件下，保压90s，打开出料阀瞬间泄压，得玉米棒芯粉末；将玉米棒芯粉末置于炭化炉中，并以速率为60mL/min向炉内充入氮气，于温度为650℃条件下，于氮气保护条件下，保温炭化2h后，随炉降至室温，得炭化玉米棒芯粉末；将炭化玉米棒芯粉末与质量分数为10%的双氧水按质量比1：100置于1号烧杯中，并将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应2h，得混合液，再将混合液置于旋转蒸发仪中，于温度为100℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压蒸馏50min后，得1号浓缩液，并将1号浓缩液置于烘箱中干燥，得一次处理炭化玉米棒芯粉末；按重量份数计，将50份一次处理炭化玉米棒芯粉末，10份卡波姆，100份水置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌混合50min，得混合浆液，随后将混合浆料置于旋转蒸发仪中，于温度为100℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压蒸馏50min后，得2号浓缩液，并将2号浓缩液置于烘箱中干燥，得二次处理炭化玉米棒芯粉末；按重量份数计，将50份硅胶粉，30份二次处理炭化玉米棒芯粉末，6份硅烷偶联剂，10份表面活性剂，60份水置于2号烧杯中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，得混合浆料，再将混合浆料置于造粒机中挤出造粒，得硅胶干燥剂；将硅胶干燥剂置于薰箱中，并以90mL/min的速率向薰箱内通入水蒸气，得熏蒸物料，再将熏蒸物料置于真空冷冻干燥箱中，真空冷冻干燥，如此熏蒸，真空冷冻干燥循环8次，得预处理硅胶干燥剂；按重量份数计，将20份预处理硅胶干燥剂，50份质量分数为10%的氯化钙溶液，50份质量分数为10%的氯化镁溶液置于3号烧杯中，并将3号烧杯置于超声分散仪中，于频率为75kHz条件下，超声分散60min，得分散液，随后将分散液置于旋转蒸发仪中，于温度为120℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压蒸馏50min后，得3号浓缩液，并将3号浓缩液置于烘箱中干燥，即得可再生硅胶干燥剂。所述卡波姆为卡波姆971PNF。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。实例2将玉米棒芯置于汽爆罐中，于汽爆压力为3.5MPa，温度为180℃条件下，保压90s，打开出料阀瞬间泄压，得玉米棒芯粉末；将玉米棒芯粉末置于炭化炉中，并以速率为60mL/min向炉内充入氮气，于温度为650℃条件下，于氮气保护条件下，保温炭化2h后，随炉降至室温，得炭化玉米棒芯粉末；按重量份数计，将50份处理炭化玉米棒芯粉末，10份卡波姆，100份水置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌混合50min，得混合浆液，随后将混合浆料置于旋转蒸发仪中，于温度为100℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压蒸馏50min后，得1号浓缩液，并将1号浓缩液置于烘箱中干燥，得一次处理炭化玉米棒芯粉末；按重量份数计，将50份硅胶粉，30份二次处理炭化玉米棒芯粉末，6份硅烷偶联剂，10份表面活性剂，60份水置于1号烧杯中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，得混合浆料，再将混合浆料置于造粒机中挤出造粒，得硅胶干燥剂；将硅胶干燥剂置于薰箱中，并以90mL/min的速率向薰箱内通入水蒸气，得熏蒸物料，再将熏蒸物料置于真空冷冻干燥箱中，真空冷冻干燥，如此熏蒸，真空冷冻干燥循环8次，得预处理硅胶干燥剂；按重量份数计，将20份预处理硅胶干燥剂，50份质量分数为10%的氯化钙溶液，50份质量分数为10%的氯化镁溶液置于2号烧杯中，并将2号烧杯置于超声分散仪中，于频率为75kHz条件下，超声分散60min，得分散液，随后将分散液置于旋转蒸发仪中，于温度为120℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压蒸馏50min后，得2号浓缩液，并将2号浓缩液置于烘箱中干燥，即得可再生硅胶干燥剂。所述卡波姆为卡波姆971PNF。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。实例3将玉米棒芯置于汽爆罐中，于汽爆压力为3.5MPa，温度为180℃条件下，保压90s，打开出料阀瞬间泄压，得玉米棒芯粉末；将玉米棒芯粉末置于炭化炉中，并以速率为60mL/min向炉内充入氮气，于温度为650℃条件下，于氮气保护条件下，保温炭化2h后，随炉降至室温，得炭化玉米棒芯粉末；将炭化玉米棒芯粉末与质量分数为10%的双氧水按质量比1：100置于1号烧杯中，并将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应2h，得混合液，再将混合液置于旋转蒸发仪中，于温度为100℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压蒸馏50min后，得1号浓缩液，并将1号浓缩液置于烘箱中干燥，得一次处理炭化玉米棒芯粉末；按重量份数计，将50份一次处理炭化玉米棒芯粉末，100份水置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌混合50min，得混合浆液，随后将混合浆料置于旋转蒸发仪中，于温度为100℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压蒸馏50min后，得2号浓缩液，并将2号浓缩液置于烘箱中干燥，得二次处理炭化玉米棒芯粉末；按重量份数计，将50份硅胶粉，30份二次处理炭化玉米棒芯粉末，6份硅烷偶联剂，10份表面活性剂，60份水置于2号烧杯中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，得混合浆料，再将混合浆料置于造粒机中挤出造粒，得硅胶干燥剂；将硅胶干燥剂置于薰箱中，并以90mL/min的速率向薰箱内通入水蒸气，得熏蒸物料，再将熏蒸物料置于真空冷冻干燥箱中，真空冷冻干燥，如此熏蒸，真空冷冻干燥循环8次，得预处理硅胶干燥剂；按重量份数计，将20份预处理硅胶干燥剂，50份质量分数为10%的氯化钙溶液，50份质量分数为10%的氯化镁溶液置于3号烧杯中，并将3号烧杯置于超声分散仪中，于频率为75kHz条件下，超声分散60min，得分散液，随后将分散液置于旋转蒸发仪中，于温度为120℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压蒸馏50min后，得3号浓缩液，并将3号浓缩液置于烘箱中干燥，即得可再生硅胶干燥剂。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。实例4将玉米棒芯置于汽爆罐中，于汽爆压力为3.5MPa，温度为180℃条件下，保压90s，打开出料阀瞬间泄压，得玉米棒芯粉末；将玉米棒芯粉末置于炭化炉中，并以速率为60mL/min向炉内充入氮气，于温度为650℃条件下，于氮气保护条件下，保温炭化2h后，随炉降至室温，得炭化玉米棒芯粉末；将炭化玉米棒芯粉末与质量分数为10%的双氧水按质量比1：100置于1号烧杯中，并将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应2h，得混合液，再将混合液置于旋转蒸发仪中，于温度为100℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压蒸馏50min后，得1号浓缩液，并将1号浓缩液置于烘箱中干燥，得一次处理炭化玉米棒芯粉末；按重量份数计，将50份一次处理炭化玉米棒芯粉末，10份卡波姆，100份水置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌混合50min，得混合浆液，随后将混合浆料置于旋转蒸发仪中，于温度为100℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压蒸馏50min后，得2号浓缩液，并将2号浓缩液置于烘箱中干燥，得二次处理炭化玉米棒芯粉末；按重量份数计，将50份硅胶粉，30份二次处理炭化玉米棒芯粉末，6份硅烷偶联剂，10份表面活性剂，60份水置于2号烧杯中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，得混合浆料，再将混合浆料置于造粒机中挤出造粒，得硅胶干燥剂；将硅胶干燥剂置于薰箱中，并以90mL/min的速率向薰箱内通入水蒸气，得熏蒸物料，再将熏蒸物料置于真空冷冻干燥箱中，真空冷冻干燥，得预处理硅胶干燥剂；按重量份数计，将20份预处理硅胶干燥剂，50份质量分数为10%的氯化钙溶液，50份质量分数为10%的氯化镁溶液置于3号烧杯中，并将3号烧杯置于超声分散仪中，于频率为75kHz条件下，超声分散60min，得分散液，随后将分散液置于旋转蒸发仪中，于温度为120℃，转速为80r/min，压力为600kPa条件下，减压蒸馏50min后，得3号浓缩液，并将3号浓缩液置于烘箱中干燥，即得可再生硅胶干燥剂。所述卡波姆为卡波姆971PNF。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。对比例：东莞市某实业有限公司生产的硅胶干燥剂。将实例1至4所得的可再生硅胶干燥剂及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：1.吸湿性能：试验中在温度25℃，相对湿度为85%的环境条件进行。首先称量经过烘干的称量瓶M1g，将待测样品分别放入称量瓶中，作标记并称重为M2g。然后将其分别放入以上的干燥器中，并将干燥器密封。将干燥器在25℃的环境下放置24h。取出试样称量为M3g，根据公式C=(M3-M2)/(M2-M1)×100%计算出吸湿率；2.再生性能：将试件硅胶干燥剂吸水饱和后在温度为110℃条件下经加热脱水得到无水硅胶干燥剂，反复3次，计算再生后吸水量与原生吸水量之比，即为试件再生率。具体检测结果如表1所示：表1检测项目实例1实例2实例3实例4对比例吸湿率/%42.137.838.335.423.6再生率/%98.893.594.190.285.1由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的可再生硅胶干燥剂具有优异除湿性能和再生性能的特点，在干燥剂行业的发展中具有广阔的前景。当前第1页1 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