基于离子液体的空调用调湿材料制造技术

本申请公开了一种基于离子液体的空调用调湿材料，该调湿材料含有通式1所示氧离子和通式2所示阴离子的离子液体，或通式3所示阳离子和阴离子所组成的离子液体；该离子液体通过使磷酸三烷基酯作用于2‑N，N‑二甲基氨基乙醇，并使其onium化来合成。本申请的离子液体具有吸湿性好，无毒性，金属腐蚀性(特别是在空调等热交换器中一般使用的铜，不锈钢，铝等)少不产生臭气的特点，在本申请的离子液体合成过程中，只需将2‑N，N‑二甲基氨基乙醇和磷酸三甲酯在无溶剂下混合，反应非常容易进行，因此可以极其简单地合成离子液体。适合作为液式空调或吸收冷冻机中使用的调湿材料。

【技术实现步骤摘要】
基于离子液体的空调用调湿材料
本专利技术涉及空调用的调湿材料；具体涉及一种基于离子液体的空调用调湿材料。
技术介绍
在液体空调中，使用具有吸收空气中水蒸气特性的液体调湿材料。文献11中公开了将离子液体作为调湿材料使用的空调的工作原理(见图1)。使冷却后的离子液体【冷离子液体(干)】与外界空气接触，外界空气的湿气被离子液体吸收，同时外界空气也被冷却。如果将产生的【干冷空气】导入室内，就可以同时实现室内的冷气和除湿(图1，左)。吸收了湿气的【离子液体(湿)】通过热泵进行加温，变成【热离子液体(湿)】，通过暴露在导入的外部空气(或者室内的温空气)中，将湿气转移到外部空气或者室内的温空气中，作为湿暖风排出(图1，右)。水分含量减少的【离子液体(干)】通过热交换器冷却成为【冷离子液体(干)】，通过反复该循环作为空调发挥作用(图1))。在上述图1的装置中，可以在换气的同时产生干式冷空气。另外，还可以利用运转时的低温废热，在加温室内的同时加湿，因此可以期待在冬季作为不需要加湿器的暖气空调发挥作用(图1)。因此，图1的用于空调的调湿材料，不仅需要能够吸收水蒸气，还需要具有只需与气体接触即可吸入水蒸气的性质。作为液体调湿材料，在专利文献1～5以及非专利文献中，公开了表示常压下100℃以下熔点的盐作为调湿材料。在文献6及7中，公开了使用氯化锂水溶液，氯化钙水溶液，三乙二醇等的液体调湿材料。常压下显示100℃以下熔点的盐一般称为离子液体。文献6～10以及非专利文献中公开的离子液体是溴化物阴离子，四氟硼酸阴离子和咪唑安定阳离子，双(三氟甲基磺酰)酰胺([Tf2N]和略记)的组合。文献6～7公开了氯化锂水溶液，氯化钙水溶液作为调湿材料。这些具有高水蒸气吸收性，具有只需与气体接触即可吸入水蒸气的性质，能够得到稳定低湿度的空气的优点。但一般来说，卤化物离子的碱或碱土金属的水溶液具有金属腐蚀性。因此，这些吸湿剂接触的配管和热交换器等必须使用钛等耐腐蚀性高的价格昂贵的材料。在专利文献1至5和文献8至11中公开了使用离子液体作为调湿材料。离子液体具有较高的水蒸气吸收性，具有只需与气体接触即可吸入水蒸气的性质，但构成这些离子液体的阴离子使用的是溴化物阴离子和四氟硼酸阴离子。这些阴离子具有金属腐蚀性，同时也存在毒性的问题。在文献11中公开的离子液体在阳离子中具有磷阳离子，在阴离子中具有磷酸阴离子。该离子液体与上述专利文献1～5，文献8～10中公开的离子液体相比，具有低毒性，金属腐蚀性也比较低，但最好是能够廉价制造的安全离子液体。技术方案针对现有技术中存在的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于离子液体的空调用调湿材料，具有具有低毒，低金属腐蚀性，而且能够廉价制造等特性，满足空调使用需求。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：含有下列通式1所示氧离子和通式2所示阴离子的离子液体的吸湿剂：通式1：通式1中，R1表示1-6个碳原子数的烷基碳，碳原子数2-6的烯基，以及表示两个或多个烷基通过一个或多个醚键或硫醚键结合的一价基团；烷基为直链烷基或支链烷基；通式2：通式2中，R2和R3可以相同，也可以不同。阳离子中的R1，阴离子中的R2和R3可以相同或不同。R2，R3可以是氢原子，1-6个碳原子数的烷基碳，碳原子数2-6的烯基，以及表示两个或多个烷基通过一个或多个醚键或硫醚键结合的一价基团；烷基是直链烷基或支链烷基。烷基可以具有硅烷基作为取代基。在通式1所示的阳离子中，R1作为甲基的阳离子为胆碱，简称为[Ch]。该阳离子普遍存在于所有的生物体中，因此安全性高，可廉价制造。关于通式2所示的阴离子，R2，R3已知甲基或乙基的化合物价格便宜且安全性高，优选作为阴离子的取代基。具有下述通式3所示阳离子和阴离子所组成的离子液体作为吸湿材料。通式3：通式3中：R1、R2、R3表示1-6个碳原子数的烷基碳，碳原子数2-6的烯基，以及表示两个或多个烷基通过一个或多个醚键或硫醚键结合的一价基团；烷基为直链烷基或支链烷基；在通式3所示的阳离子中，R1作为甲基的阳离子以胆碱的名称为人所知，优选作为阳离子。阴离子R2和R3可以是相同的，也可以是不同的。而且，阳离子中的R1，阴离子中的R2和R3可以相同或不同，但优选其中一个为甲基或乙基。在调湿材料中使用的盐中，可以含有单个阳离子，也可以含有多种阳离子；阴离子也同样如此。所述的吸湿材料在空调中的应用。上述离子液体可以通过使磷酸三烷基酯[trialkylphophate]作用于2-N，N-二甲基氨基乙醇[2-(N，N-dimethyl)aminoethanol]并使其onium化来合成。例如，N-三甲基乙醇铵磷酸二甲酯[2-hydroxyethyl-N，N，N-trimethylethanaminiumdimethylphospahte][Ch][DMPO4](以下简称为([Ch][DMPO4])合成的反应式(1)如下所示。在合成过程中，只需将2-N，N-二甲基氨基乙醇和磷酸三甲酯在无溶剂下混合，反应非常容易进行，因此可以极其简单地合成离子液体。另外，由于不需要金属交换反应或使用离子交换树脂进行阴离子交换，因此可以防止混入导致金属腐蚀的卤素。调湿材料可以含有通式所示的一种特定盐，也可以含有R1，R2，R3可以含有两种或更多种不同的盐。调湿材料还可以含有通常用于调湿材料的其他组分，只要在不阻碍本专利技术效果的范围内即可。湿度调节剂可以是水溶液。此外，水溶液可以含有其他分子液体，例如三甘醇和二甲基甲酰胺。然而，在这种情况下，所含的特定盐必须含有通式3所示的盐。本实施例的湿度调节材料可应用于例如干燥剂型液体空调器和吸收式制冷机。该调湿材料可以在开放式和密闭系统中的任何一种状态下使用。有益效果：与现有技术相比，本申请的优势在于：本申请的离子液体具有吸湿性好，无毒性，不产生臭气的特点，适合作为液式空调或吸收冷冻机中使用的调湿材料。在本申请的离子液体合成过程中，只需将2-N，N-二甲基氨基乙醇和磷酸三甲酯在无溶剂下混合，反应非常容易进行，因此可以极其简单地合成离子液体。另外，由于不需要金属交换反应或使用离子交换树脂进行阴离子交换，因此可以防止混入导致金属腐蚀的卤素，使得金属腐蚀性(特别是在空调等热交换器中一般使用的铜，不锈钢，铝等)少，可应用于例如干燥剂型液体空调器和吸收式制冷机。附图说明图1是离子液体空调工作原理图；图2是平衡水蒸气压的测量装置图；图3是[Ch][DMPO4]80％水溶液的温度可变粘度结果图。具体实施方式以下列举实施例及比较例，进一步具体说明调湿材料离子液体的合成。本专利技术不限于此。实施例1N，N，N-三甲基乙醇铵磷二甲酸酯([Ch][DMPO4])的合成表达式：(CH3)2(CH2)2OH+(CH3O)3PO→[Ch][DMPO4]在0℃下，2.39mol2-N，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.含有下列通式1所示氧离子和通式2所示阴离子的离子液体的吸湿剂：/n通式1：

【技术特征摘要】
1.含有下列通式1所示氧离子和通式2所示阴离子的离子液体的吸湿剂：
通式1：
通式1中，R1表示1-6个碳原子数的烷基碳，碳原子数2-6的烯基，以及表示两个或多个烷基通过一个或多个醚键或硫醚键结合的一价基团；
烷基为直链烷基或支链烷基；
通式2：
通式2中，R2和R3均表示氢原子，1-6个碳原子数的烷基碳，碳原子数2-6的烯基，以及表示两个或多个烷基通过一个或多个醚键或硫醚键结合的一价基团；烷基是直链烷基或支链烷基。


2.根据权利要求1所述的吸湿剂，其特征在于：R2和R3表示的烷基为具有硅烷基作为取代基。


3.含有下述通式3所示阳离子和阴离子所组成的离子液体的吸湿剂。
通式3：
通式3中：R1、R2、R3表示1-6个碳原子数的烷基碳，碳原子数2-6的烯基，以及表示两个或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤敏幸，中山浩，李建新，
申请(专利权)人：赛诺盈株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP