一种自裂饱和吸湿型硅胶干燥剂的制备方法与流程

本发明涉及硅胶干燥剂领域，更具体地说，涉及一种自裂饱和吸湿型硅胶干燥剂的制备方法。

背景技术：

干燥剂是指能除去潮湿物质中水分的物质，常分为两类：化学干燥剂，如硫酸钙和氯化钙等，通过与水结合生成水合物进行干燥；物理干燥剂，如硅胶等，通过物理吸附水进行干燥。硅胶干燥剂是一种高活性吸附材料，主要成分是二氧化硅，是一种高活性吸附材料，通常是用硅酸钠和硫酸或盐酸反应，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。

现有的硅胶干燥剂大都是颗粒状，虽然其体积较小，但在使用时，仍存在外层吸湿饱和，内层吸湿不充分的现象，造成材料利用率较低，使用成本增大。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种自裂饱和吸湿型硅胶干燥剂的制备方法，它通过在硅胶干燥剂内部引入湿敏引裂球，当硅胶干燥剂由外到内逐渐吸水，水分传递至最外侧的湿敏引裂球后，膨胀引裂球吸湿膨胀，将硅胶干燥剂向外胀裂，同时，因膨胀造成加强引裂针逐渐向外探出，伸入硅胶干燥剂内部，进一步引发该湿敏引裂球周围部分硅胶干燥剂的碎裂，当硅胶干燥剂发生局部碎裂后，其内部内未吸水的部分暴露在外，继续对外界水分进行吸附，水分又逐渐传递至内侧的湿敏引裂球，从而继续引发硅胶干燥剂的局部碎裂，通过上述由外向内的多次吸湿-碎裂过程，使得硅胶干燥剂在吸湿过程中由外向内逐渐裂解，实现对水分的充分饱和吸湿过程，大大提高了硅胶材料的利用率。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种自裂饱和吸湿型硅胶干燥剂的制备方法，包括以下步骤：

s1、将硅酸钠加入表面活性剂溶液中，混合搅拌至完全溶解，得反应液a；

s2、取适量的湿敏引裂球加入反应液a中，缓慢搅拌均匀，随后保持缓慢搅拌过程，向反应液a中滴加稀盐酸溶液，边加边调节溶液ph值为7-8，直至溶液内出现白色透明的凝胶，停止加酸；

s3、将凝胶静置12小时，用去离子水充分洗涤至无钠离子和氯离子为止，得内部均匀分布湿敏引裂球的硅酸水凝胶；

s4、将硅酸水凝胶进行恒温干燥，在干燥过程中，湿敏引裂球受热，其表层发生熔化，干燥、冷却后得硅酸干凝胶；

s5、将硅酸干凝胶挤压成粒，得最终的自裂饱和吸湿型硅胶干燥剂。

本发明通过在硅胶干燥剂内部引入湿敏引裂球，当硅胶干燥剂由外到内逐渐吸水，水分传递至最外侧的湿敏引裂球后，膨胀引裂球吸湿膨胀，将硅胶干燥剂向外胀裂，同时，因膨胀造成加强引裂针逐渐向外探出，伸入硅胶干燥剂内部，进一步引发该湿敏引裂球周围部分硅胶干燥剂的碎裂，当硅胶干燥剂发生局部碎裂后，其内部内未吸水的部分暴露在外，继续对外界水分进行吸附，水分又逐渐传递至内侧的湿敏引裂球，从而继续引发硅胶干燥剂的局部碎裂，通过上述由外向内的多次吸湿-碎裂过程，使得硅胶干燥剂在吸湿过程中由外向内逐渐裂解，实现对水分的充分饱和吸湿过程，大大提高了硅胶材料的利用率。

进一步的，步骤s4中所述恒温干燥的温度为120℃。

进一步的，步骤s1中所述表面活性剂溶液的制备方法为：将表面活性剂溶于去离子水中配制成一定浓度的表面活性剂溶液，在反应进行过程中，溶解在水中的表面活性剂分子会对生成的硅酸凝胶的一次粒子进行包覆，限制了一次粒子的生长，而且使一次粒子堆积时接触面减小，减少了粒子间的相互堆积，使得得到的二氧化硅颗粒小，结构疏松。

进一步的，所述湿敏引裂球包括膨胀引裂球，所述膨胀引裂球的外侧包裹有防水易熔膜，所述防水易熔膜采用低熔点的聚乙酸乙烯酯材质制成，在步骤s2的制备过程中，防水易熔膜对膨胀引裂球起到隔水的作用，使膨胀引裂球在制备过程中保持初始状态，不易提前发生遇水膨胀现象，随后在步骤s4的恒温干燥过程中，防水易熔膜在干燥温度下发生熔化，将膨胀引裂球暴露在外，当膨胀引裂球周围的硅胶吸收后，膨胀引裂球可以实现遇水膨胀，使周围硅胶发生破碎裂解，暴露出内部未吸湿的硅胶，聚乙酸乙烯酯的熔点在60°作用，因此在120°的恒温干燥温度下可以顺利发生熔化。

进一步的，所述膨胀引裂球的外端开设有多个均匀分布的深凹槽，所述深凹槽的内底面固定连接有多个均匀分布的加强引裂针，当膨胀引裂球发生遇水膨胀后，深凹槽的内壁会向外挤出，带动加强引裂针向外移动，伸入周围硅胶内部，破坏硅胶内部结构，进一步促进周围硅胶的破裂。

进一步的，所述深凹槽的内部填充有疏松填料，所述深凹槽的槽口内壁上固定连接有封堵橡胶块，所述加强引裂针贯穿疏松填料的内部直至与封堵橡胶块接触，所述疏松填料由橡胶碎屑堆积而成，封堵橡胶块对深凹槽槽口处提供支撑，疏松填料对深凹槽内部提供支撑，使深凹槽槽口和内部不易因膨胀而发生完全闭合现象，即使在闭合力作用下受到轻微挤压，体积发生一定程度的减小，但仍为加强引裂针的向外挤出提供足够的空间，并且不易对加强引裂针的挤出造成阻碍，加强引裂针可以顺利贯穿疏松填料和封堵橡胶块向外移动。

进一步的，所述膨胀引裂球的外端还开设有聚液槽，所述聚液槽的槽口内壁固定连接有硬质撑形弧网，所述硬质撑形弧网的外圈直径与膨胀引裂球的外圈直径相同。

进一步的，所述聚液槽的内壁还固定连接有弧形配重块，所述弧形配重块位于硬质撑形弧网的内侧，通过硬质撑形弧网使整个湿敏引裂球呈完整球形形状，保证聚液槽内部存在足够空间，通过弧形配重块的重力使整个湿敏引裂球的重心偏低，当湿敏引裂球混合在反应液a中时，在自重作用下保持聚液槽朝下的稳定状态，使得湿敏引裂球呈聚液槽朝下的状态分布于硅酸水凝胶中，在恒温干燥过程中,防水易熔膜发生熔化后，会自动向下流动，逐渐聚集在聚液槽，冷却后凝固在聚液槽内部，使得膨胀引裂球外表面可以与硅胶内部充分接触，方便硅胶吸湿的水分传递至膨胀引裂球上，使膨胀引裂球发生膨胀引发硅胶碎裂。

进一步的，所述膨胀引裂球和封堵橡胶块的外表面均涂设有脱模层，所述防水易熔膜包裹在脱模层的外端，脱模层采用在涂抹脱模剂使其成膜的方式制得，使得防水易熔膜发生熔化时，不易粘附在膨胀引裂球的表面，可以顺利向下流动聚集在聚液槽中。

进一步的，步骤s5中所制备硅胶干燥剂的颗粒直径是湿敏引裂球直径的3-5倍，保证硅胶干燥剂整个分散分布着多个湿敏引裂球，方便实现硅胶干燥剂的充分破碎裂解过程。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过在硅胶干燥剂内部引入湿敏引裂球，当硅胶干燥剂由外到内逐渐吸水，水分传递至最外侧的湿敏引裂球后，膨胀引裂球吸湿膨胀，将硅胶干燥剂向外胀裂，同时，因膨胀造成加强引裂针逐渐向外探出，伸入硅胶干燥剂内部，进一步引发该湿敏引裂球周围部分硅胶干燥剂的碎裂，当硅胶干燥剂发生局部碎裂后，其内部内未吸水的部分暴露在外，继续对外界水分进行吸附，水分又逐渐传递至内侧的湿敏引裂球，从而继续引发硅胶干燥剂的局部碎裂，通过上述由外向内的多次吸湿-碎裂过程，使得硅胶干燥剂在吸湿过程中由外向内逐渐裂解，实现对水分的充分饱和吸湿过程，大大提高了硅胶材料的利用率。

(2)步骤s4中恒温干燥的温度为120℃。

(3)步骤s1中表面活性剂溶液的制备方法为：将表面活性剂溶于去离子水中配制成一定浓度的表面活性剂溶液，在反应进行过程中，溶解在水中的表面活性剂分子会对生成的硅酸凝胶的一次粒子进行包覆，限制了一次粒子的生长，而且使一次粒子堆积时接触面减小，减少了粒子间的相互堆积，使得得到的二氧化硅颗粒小，结构疏松。

(4)湿敏引裂球包括膨胀引裂球，膨胀引裂球的外侧包裹有防水易熔膜，防水易熔膜采用低熔点的聚乙酸乙烯酯材质制成，在步骤s2的制备过程中，防水易熔膜对膨胀引裂球起到隔水的作用，使膨胀引裂球在制备过程中保持初始状态，不易提前发生遇水膨胀现象，随后在步骤s4的恒温干燥过程中，防水易熔膜在干燥温度下发生熔化，将膨胀引裂球暴露在外，当膨胀引裂球周围的硅胶吸收后，膨胀引裂球可以实现遇水膨胀，使周围硅胶发生破碎裂解，暴露出内部未吸湿的硅胶，聚乙酸乙烯酯的熔点在60°作用，因此在120°的恒温干燥温度下可以顺利发生熔化。

(5)膨胀引裂球的外端开设有多个均匀分布的深凹槽，深凹槽的内底面固定连接有多个均匀分布的加强引裂针，当膨胀引裂球发生遇水膨胀后，深凹槽的内壁会向外挤出，带动加强引裂针向外移动，伸入周围硅胶内部，破坏硅胶内部结构，进一步促进周围硅胶的破裂。

(6)深凹槽的内部填充有疏松填料，深凹槽的槽口内壁上固定连接有封堵橡胶块，加强引裂针贯穿疏松填料的内部直至与封堵橡胶块接触，疏松填料由橡胶碎屑堆积而成，封堵橡胶块对深凹槽槽口处提供支撑，疏松填料对深凹槽内部提供支撑，使深凹槽槽口和内部不易因膨胀而发生完全闭合现象，即使在闭合力作用下受到轻微挤压，体积发生一定程度的减小，但仍为加强引裂针的向外挤出提供足够的空间，并且不易对加强引裂针的挤出造成阻碍，加强引裂针可以顺利贯穿疏松填料和封堵橡胶块向外移动。

(7)膨胀引裂球的外端还开设有聚液槽，聚液槽的槽口内壁固定连接有硬质撑形弧网，硬质撑形弧网的外圈直径与膨胀引裂球的外圈直径相同，聚液槽的内壁还固定连接有弧形配重块，弧形配重块位于硬质撑形弧网的内侧，通过硬质撑形弧网使整个湿敏引裂球呈完整球形形状，保证聚液槽内部存在足够空间，通过弧形配重块的重力使整个湿敏引裂球的重心偏低，当湿敏引裂球混合在反应液a中时，在自重作用下保持聚液槽朝下的稳定状态，使得湿敏引裂球呈聚液槽朝下的状态分布于硅酸水凝胶中，在恒温干燥过程中,防水易熔膜发生熔化后，会自动向下流动，逐渐聚集在聚液槽，冷却后凝固在聚液槽内部，使得膨胀引裂球外表面可以与硅胶内部充分接触，方便硅胶吸湿的水分传递至膨胀引裂球上，使膨胀引裂球发生膨胀引发硅胶碎裂。

(8)膨胀引裂球和封堵橡胶块的外表面均涂设有脱模层，防水易熔膜包裹在脱模层的外端，脱模层采用在涂抹脱模剂使其成膜的方式制得，使得防水易熔膜发生熔化时，不易粘附在膨胀引裂球的表面，可以顺利向下流动聚集在聚液槽中。

(9)步骤s5中所制备硅胶干燥剂的颗粒直径是湿敏引裂球直径的3-5倍，保证硅胶干燥剂整个分散分布着多个湿敏引裂球，方便实现硅胶干燥剂的充分破碎裂解过程。

附图说明

图1为本发明的流程框图；

图2为本发明的硅胶干燥剂在吸湿过程中的破碎裂解过程变化图；

图3为本发明的湿敏引裂球在恒温干燥过程中防水易熔膜发生熔化时的变化图；

图4为本发明的湿敏引裂球的正面结构示意图；

图5为本发明的湿敏引裂球膨胀时的正面结构示意图。

图中标号说明：

1膨胀引裂球、101深凹槽、2脱模层、3防水易熔膜、4加强引裂针、5疏松填料、6封堵橡胶块、7弧形配重块、8硬质撑形弧网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1，一种自裂饱和吸湿型硅胶干燥剂的制备方法，包括以下步骤：

s1、将硅酸钠加入表面活性剂溶液中，混合搅拌至完全溶解，得反应液a；

s2、取适量的湿敏引裂球加入反应液a中，缓慢搅拌均匀，随后保持缓慢搅拌过程，向反应液a中滴加稀盐酸溶液，边加边调节溶液ph值为7-8，直至溶液内出现白色透明的凝胶，停止加酸；

s3、将凝胶静置12小时，用去离子水充分洗涤至无钠离子和氯离子为止，得内部均匀分布湿敏引裂球的硅酸水凝胶；

s4、将硅酸水凝胶进行恒温干燥，在干燥过程中，湿敏引裂球受热，其表层发生熔化，干燥、冷却后得硅酸干凝胶；

s5、将硅酸干凝胶挤压成粒，得最终的自裂饱和吸湿型硅胶干燥剂。

步骤s4中恒温干燥的温度为120℃。

步骤s1中表面活性剂溶液的制备方法为：将表面活性剂溶于去离子水中配制成一定浓度的表面活性剂溶液，在反应进行过程中，溶解在水中的表面活性剂分子会对生成的硅酸凝胶的一次粒子进行包覆，限制了一次粒子的生长，而且使一次粒子堆积时接触面减小，减少了粒子间的相互堆积，使得得到的二氧化硅颗粒小，结构疏松。

请参阅图4，湿敏引裂球包括膨胀引裂球1，膨胀引裂球1的外侧包裹有防水易熔膜3，防水易熔膜3采用低熔点的聚乙酸乙烯酯材质制成，在步骤s2的制备过程中，防水易熔膜3对膨胀引裂球1起到隔水的作用，使膨胀引裂球1在制备过程中保持初始状态，不易提前发生遇水膨胀现象，随后在步骤s4的恒温干燥过程中，防水易熔膜3在干燥温度下发生熔化，将膨胀引裂球1暴露在外，请参阅图2，当膨胀引裂球1周围的硅胶吸收后，膨胀引裂球1可以实现遇水膨胀，使周围硅胶发生破碎裂解，暴露出内部未吸湿的硅胶，聚乙酸乙烯酯的熔点在60°作用，因此在120°的恒温干燥温度下可以顺利发生熔化。

请参阅图4和图5，膨胀引裂球1的外端开设有多个均匀分布的深凹槽101，深凹槽101的内底面固定连接有多个均匀分布的加强引裂针4，当膨胀引裂球1发生遇水膨胀后，深凹槽101的内壁会向外挤出，带动加强引裂针4向外移动，伸入周围硅胶内部，破坏硅胶内部结构，进一步促进周围硅胶的破裂，深凹槽101的内部填充有疏松填料5，深凹槽101的槽口内壁上固定连接有封堵橡胶块6，加强引裂针4贯穿疏松填料5的内部直至与封堵橡胶块6接触，疏松填料5由橡胶碎屑堆积而成，封堵橡胶块6对深凹槽101槽口处提供支撑，疏松填料5对深凹槽101内部提供支撑，使深凹槽101槽口和内部不易因膨胀而发生完全闭合现象，即使在闭合力作用下受到轻微挤压，体积发生一定程度的减小，但仍为加强引裂针4的向外挤出提供足够的空间，并且不易对加强引裂针4的挤出造成阻碍，加强引裂针4可以顺利贯穿疏松填料5和封堵橡胶块6向外移动。

请参阅图3和图4，膨胀引裂球1的外端还开设有聚液槽，聚液槽的槽口内壁固定连接有硬质撑形弧网8，硬质撑形弧网8的外圈直径与膨胀引裂球1的外圈直径相同，聚液槽的内壁还固定连接有弧形配重块7，弧形配重块7位于硬质撑形弧网8的内侧，通过硬质撑形弧网8使整个湿敏引裂球呈完整球形形状，保证聚液槽内部存在足够空间，通过弧形配重块7的重力使整个湿敏引裂球的重心偏低，当湿敏引裂球混合在反应液a中时，在自重作用下保持聚液槽朝下的稳定状态，使得湿敏引裂球呈聚液槽朝下的状态分布于硅酸水凝胶中，在恒温干燥过程中,防水易熔膜3发生熔化后，会自动向下流动，逐渐聚集在聚液槽，冷却后凝固在聚液槽内部，使得膨胀引裂球1外表面可以与硅胶内部充分接触，方便硅胶吸湿的水分传递至膨胀引裂球1上，使膨胀引裂球1发生膨胀引发硅胶碎裂。

膨胀引裂球1和封堵橡胶块6的外表面均涂设有脱模层2，防水易熔膜3包裹在脱模层2的外端，脱模层2采用在涂抹脱模剂使其成膜的方式制得，使得防水易熔膜3发生熔化时，不易粘附在膨胀引裂球1的表面，可以顺利向下流动聚集在聚液槽中。

步骤s5中所制备硅胶干燥剂的颗粒直径是湿敏引裂球直径的3-5倍，保证硅胶干燥剂整个分散分布着多个湿敏引裂球，方便实现硅胶干燥剂的充分破碎裂解过程。

本发明通过在硅胶干燥剂内部引入湿敏引裂球，当硅胶干燥剂由外到内逐渐吸水，水分传递至最外侧的湿敏引裂球后，膨胀引裂球1吸湿膨胀，将硅胶干燥剂向外胀裂，同时，因膨胀造成加强引裂针4逐渐向外探出，伸入硅胶干燥剂内部，进一步引发该湿敏引裂球周围部分硅胶干燥剂的碎裂，当硅胶干燥剂发生局部碎裂后，其内部内未吸水的部分暴露在外，继续对外界水分进行吸附，水分又逐渐传递至内侧的湿敏引裂球，从而继续引发硅胶干燥剂的局部碎裂，通过上述由外向内的多次吸湿-碎裂过程，使得硅胶干燥剂在吸湿过程中由外向内逐渐裂解，实现对水分的充分饱和吸湿过程，大大提高了硅胶材料的利用率。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。