包含膨润土材料和聚合物的可再生干燥剂构件制造技术

公开了一种干燥剂构件，其包含聚合物材料和膨润土材料。该干燥剂构件能够从包含硅氧烷、沸点高于60℃的有机化合物或其混合物的气氛中吸收水分。该干燥剂构件是耐污染的并且可以是可再生的。该干燥剂构件可具有高工作水分容量，其适合于苛刻的环境。

Renewable desiccant components containing bentonite materials and polymers

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含膨润土材料和聚合物的可再生干燥剂构件优先权要求本申请要求2017年7月6日提交的美国临时申请第62/529,199号和2017年8月11日提交的美国临时申请62/544,407的优先权，其全部内容和公开内容通过引用结合于此。
通常，本公开涉及一种耐污染且可再生的干燥剂构件。更具体地，本公开涉及干燥剂构件，其包含能从含有硅氧烷、沸点高于60℃的有机化合物或其混合物的气氛中吸收水分的膨润土。
技术介绍
许多物品容易因水分过多而损坏。如本文所用，术语“水分”旨在包括从周围气氛扩散或冷凝的水，无论是液体形式还是蒸气形式。例如，由于过多的水分，电气和电子产品可能会被破坏或更改。类似地，经历热循环的封闭组件，例如容纳在外壳中的那些组件容易受到与水分有关的问题的影响。易受不希望的水分影响的封闭件的例子包括，例如，汽车前灯单元，太阳能逆变器，封闭外壳中包含的电子设备，以及其他系统，其中封闭件内的热源的开/关循环导致水分积聚。去除水分的一种方法是提供更大的气流穿过或穿过封闭件。但是，当组件位于封闭的外壳中时，可能难以提供足够的气流，而采用更传统的减少水分的方法(例如增加通风孔的尺寸)会加剧诸如封闭件污染的问题。控制封闭件中水分的另一种方法是将干燥试剂或干燥剂放入封闭件中。硅胶在商业上用作干燥剂，并且可以将其掺入多孔聚合物基质中，如US4830643中所述。然而，硅胶吸收水分的能力有限，并且需要“再生”或去除吸收的水分以继续用作从封闭件的气氛中去除水分的手段。控制封闭件中的水分的另一种方法是通过水分泵，其中在吸附周期中空气从封闭的空间转移到加热室中的硅胶干燥剂，并且在解吸周期中水分蒸发到外部环境中。US20160363331公开了包括用于从内部环境向外部环境去除水分的水分泵的系统。水分泵包括限定加热室和冷凝室的外壳。外壳中容纳有干燥剂，加热器和散热器，散热器用于在加热器关闭时选择性地吸收加热室中的水蒸气并且在加热器打开时将水蒸气解吸到加热室中。外壳中还容纳有阀组件，可在吸附位置和解吸位置之间转换。吸附位置允许水蒸气从内部环境选择性地传输到加热室中。解吸位置允许水蒸气相应地从加热室传输到冷凝室中，以传输到外部环境中。任选地在加热室周围使用绝热材料，以提高干燥剂的解吸效率。WO1997027042公开了一种多孔聚合物材料，其与干燥试剂混合构成干燥剂，该干燥剂可以在热源或热循环装置(例如汽车灯)附近使用。由热源产生的热量使多孔聚合物材料中的干燥试剂再生。干燥剂材料可以形成为各种形状，以易于将该材料放置或固定在热源附近。US2007/0197711公开了具有改善的颜色稳定性的聚合物/有机粘土组合物。该组合物包括卤化的聚合物基质。它还包括由层状硅酸盐粘土和一种或多种季铵化合物组成的有机粘土组合物。季铵化合物包括三[聚]氧亚烷基季铵化合物和四[聚]氧亚烷基季铵化合物，其醚和酯衍生物。层状硅酸盐粘土包括蒙脱石粘土，聚合物包括聚氯乙烯。该聚合物/有机粘土组合物包括选自以下的季铵化合物：三[2-羟乙基]牛脂烷基铵离子，三[2-羟乙基]氢化牛脂烷基铵离子和三[2-羟乙基]硬脂基烷基铵离子。EP1818609公开了一种装置，该装置具有干燥介质，该干燥介质用于从装置中存在的内部空气中吸收空气水分并将所吸收的空气水分释放至外部空气。电调节元件在吸附位置和解吸位置之间移动。一部分干燥介质在吸附位置暂时与内部空气接触以吸附水分，而在解吸位置暂时与外部空气接触以释放空气水分。US6290758公开了通过提供一种水分泵来减少设备外壳中的湿度，该水分泵从封闭的外壳中抽取水分并将其排放到外部气氛中。一根管子穿过外壳的壁，并向内部和外部气氛开放。该管包含吸湿再生干燥剂的第一部分，以吸收外壳中的水分。芯吸材料将水分转移到再生干燥剂的第二部分。加热器从第二部分驱除水分，形成“水分梯度”，由此水分从外壳内部连续排出。US6235219公开了用作干燥剂的组合物。可以通过如下方式来制备该组合物：在溶剂中混合包含吸湿材料和有机聚合物的组分以形成溶液，然后干燥溶液以去除溶剂，提供分散在有机聚合物中的缺水分吸湿材料。或者，可通过将包含吸湿材料和熔融有机聚合物的组分混合以形成流体混合物，然后将流体混合物冷却至非流体状态来制备组合物。US6235219的组合物可包含：(1)分散在聚乙烯醇中的吸湿材料；(2)分散在有机聚合物中的潮解材料；或(3)均溶解在溶剂中的吸湿材料和聚合物材料。这种封闭件中的污染来自封闭件的内部和外部。例如，在计算机硬盘驱动器中，损坏可能是由于外部污染以及内部来源产生的颗粒和蒸汽造成的。US7306659公开了一种用于通过改善过滤器性能并可能将多种过滤功能结合到一体式过滤器中而从密闭环境(例如易受污染的电子或光学设备(例如计算机磁盘驱动器))过滤污染物(例如微粒和气相污染物)的设备。过滤器包括改善过滤器性能的流动层。过滤功能包括被动式吸附组件，并且可以包括入口过滤器或通气过滤器和吸附过滤器的组合。此外，可以根据封闭件内所需的功能将再循环过滤器、扩散管和外部安装功能添加到过滤器中。US5593482公开了一种用于从封闭件中去除气态污染物的吸附组件，其具有粘合剂层、吸附剂层和过滤层。还提供了一种外部安装的组件，该组件具有包含金属或金属化材料的外层，该外层为封闭件提供电磁屏蔽。US5500038公开了用于选择性地吸附污染物的紧凑型吸附过滤器，并且公开了一种利用过滤器从封闭件去除污染物的方法。该过滤器包括其中包含污染物吸附材料的吸附芯，包裹在内部吸附芯周围的外部保护罩，以完全包容吸附芯，芯的暴露端被封盖以将吸附芯封装在过滤器中，同时不限制过滤器中包含的材料量。将吸附过滤器放置在封闭件内以去除其中的气态污染物。该过滤器特别适合用于计算机磁盘驱动器或类似的封闭件，在这些封闭件中，排气污染可能成为麻烦。仍然需要在潮湿的环境(例如相对湿度为30％至80％)中以可再生的方式保持工作水分容量多年。
技术实现思路
大体来说，本专利技术从含有硅氧烷、沸点高于60℃的有机化合物或其混合物的气氛中除去水分。在一个实施方式中，提供了一种包含聚合物材料和膨润土材料的干燥剂构件，其中该干燥剂构件能够以可再生的方式保持工作水分容量，同时能够从包含硅氧烷、沸点高于60℃的有机化合物或其混合物的气氛中吸收水分。在另一个实施方式中，提供了一种干燥剂构件，其包括填充有膨润土材料的多孔膨胀聚四氟乙烯基质，其中该干燥剂构件能够以可再生的方式保持工作水分容量，同时能够从包含硅氧烷、沸点高于60℃的有机化合物或其混合物的气氛中吸收水分。在另一个实施方式中，提供一种封闭组件，该封闭组件包括：壳体，其包括具有加热器的第一腔室，通向该第一腔室的至少一个吸附端口，和靠近该至少一个吸附端口设置的膨润土材料；以及位于壳体中的阀组件，并且该阀组件能够在吸附位置和解吸位置之间转换。封闭组件可以被称为加热水分泵。在一个实施方式中，提供了一种包含膨润土材料的干燥剂构件。膨润土材料被再生以控制内部气氛中的水分。内部气氛包含硅氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干燥剂构件，其包含聚合物材料和膨润土材料的，其中所述干燥剂构件能够以可再生的方式保持工作水分容量，同时能够从包含硅氧烷、沸点高于60℃的有机化合物或其混合物的气氛中吸收水分，优选所述硅氧烷在气氛中的浓度为至少1ppm或更高，优选所述有机化合物在气氛中的浓度为至少1ppm或更高。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170706 US 62/529,199;20170811 US 62/544,4071.一种干燥剂构件，其包含聚合物材料和膨润土材料的，其中所述干燥剂构件能够以可再生的方式保持工作水分容量，同时能够从包含硅氧烷、沸点高于60℃的有机化合物或其混合物的气氛中吸收水分，优选所述硅氧烷在气氛中的浓度为至少1ppm或更高，优选所述有机化合物在气氛中的浓度为至少1ppm或更高。


2.如权利要求1所述的干燥剂构件，其中，所述干燥剂构件是柔性的。


3.如权利要求1或2中任一项所述的干燥剂构件，其中，所述膨润土材料包括钠基膨润土，钙基膨润土，一种或多种层状硅酸盐，优选蒙脱石、皂石、贝得石和/或水辉石，或它们的混合物。


4.如权利要求1-3中任一项所述的干燥剂构件，其中，所述聚合物材料包括聚烯烃、聚氨酯或含氟聚合物。


5.如权利要求1-4中任一项所述的干燥剂构件，其中，所述膨润土材料在再生后基本上保持了其水分容量。


6.如权利要求1-5中任一项所述的干燥剂构件，其中，在11.5g/m3的水蒸气浓度和536次再生循环下，工作水分容量大于初始水分容量的10％，优选在11.5g/m3的水蒸气浓度和536次再生循环下，工作水分容量大于初始水分容量的15％。


7.如权利要求1-6中任一项所述的干燥剂构件，其中，所述构件的厚度为0.1至15mm。

【专利技术属性】
技术研发人员：D·E·巴山姆，J·P·可拉鲁索，K·多思，S·A·汤普森，
申请(专利权)人：WL戈尔及同仁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US