本發(fā)明涉及化工材料的自發(fā)熱材料，尤其涉及一種鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著生活水平的日益提高，現(xiàn)代人對(duì)健康問(wèn)題越來(lái)越重視。在身體防寒保暖方面，自發(fā)熱材料充當(dāng)著重要角色。其不需要外加熱源，僅僅在有氧條件下就能快速制熱，而且原料成本低，日常攜帶以及使用方便，成為最主要的熱敷材料之一，但在實(shí)際使用過(guò)程中，容易出現(xiàn)溫度控制不當(dāng)造成燙傷或致熱效果不好等情況。

2、目前，市場(chǎng)上主流的制備方法是采用物理混合法，即將鐵粉、活性炭、食鹽及水等原料按一定比例混合，通過(guò)物理作用激發(fā)鐵粉與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生熱量。然而，這種制備方法存在明顯的缺點(diǎn)：一是反應(yīng)速率難以控制，導(dǎo)致發(fā)熱不均勻，影響使用效果；二是材料混合均勻度不高，容易出現(xiàn)局部過(guò)熱或反應(yīng)不充分的現(xiàn)象，降低了材料的發(fā)熱效率和持續(xù)時(shí)間；三是制備過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵和廢氣對(duì)環(huán)境造成一定污染，不利于環(huán)保要求。制備出一種發(fā)熱溫度穩(wěn)定，發(fā)熱效果可持續(xù)的鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料尤為重要。因此，需要開(kāi)發(fā)一種鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料的制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是要提供一種鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料的制備方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是按照以下技術(shù)方案實(shí)施的：

3、一方面，一種鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料包括按照質(zhì)量比100份發(fā)熱材料和25-60份輔助材料，所述發(fā)熱材料具有以還原鐵粉為核心，外殼為聚丙烯酸吸水樹(shù)脂的核-膜結(jié)構(gòu)，所述輔助材料包括磷酸氫二鈉十二水合物，鈦白粉和活性炭粉末。

4、進(jìn)一步地，所述材料包括100份還原鐵粉，10份聚丙烯酸吸水樹(shù)脂，10-20份活性炭粉末、5-10份鈦白粉和10-30份磷酸氫二鈉十二水合物。

5、進(jìn)一步地，所述聚丙烯酸吸水樹(shù)脂為10份丙烯酸鈉、1份過(guò)硫酸鉀、1份亞硫酸鈉、0.5份n?,n’-亞甲基雙丙烯酰胺、50份水混合處理后的反應(yīng)產(chǎn)物。

6、進(jìn)一步地，所述磷酸氫二鈉十二水合物相變材料的相變溫度控制在35.8℃。

7、進(jìn)一步地，所述還原鐵粉和活性炭粉末的粒徑為100目，所述鈦白粉的粒徑為200目。

8、另一方面，一種鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料的制備方法，包括以下步驟：

9、（1）室溫下，按照質(zhì)量比加入100份還原鐵粉、10份丙烯酸鈉、1份過(guò)硫酸鉀、1份亞硫酸鈉、0.5份n?,n’-亞甲基雙丙烯酰胺和50份水混合均勻得到混合物；

10、（2）在無(wú)氧條件下，將所述混合物加入到氮?dú)獯祾哌^(guò)后的去離子水中，升溫至35℃，攪拌反應(yīng)6h后得含有還原鐵粉的凝膠態(tài)樹(shù)脂，而后用無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌、干燥、粉碎，經(jīng)由離心機(jī)離心，保留比重大的核-膜結(jié)構(gòu)組分的粉末；

11、（3）在所述核-膜結(jié)構(gòu)組分的粉末中按照質(zhì)量比100：（10-20）：（5-10）：（10-30）加入份活性炭粉末、鈦白粉和磷酸氫二鈉十二水合物，混合均勻，即得鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料。

12、一種鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料在保溫上的應(yīng)用，將配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)5-15%的氯化鈉溶液滴加到鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料即可開(kāi)始發(fā)熱。

13、本發(fā)明的有益效果是：

14、本發(fā)明是一種鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料的制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：

15、發(fā)明提供的鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料的發(fā)熱材料部分具有核-膜結(jié)構(gòu)，在以還原鐵粉為核的基礎(chǔ)上合成一層聚丙烯酸類(lèi)吸水樹(shù)脂膜。

16、本發(fā)明在使用過(guò)程中，電解質(zhì)溶液被聚丙烯酸吸水樹(shù)脂膜層吸收浸潤(rùn)，與還原鐵粉接觸，溶解氧和氣態(tài)氧富集在活性炭粉末附近，具備鐵的電化學(xué)腐蝕條件。

17、本發(fā)明通過(guò)添加低相變溫度的相變材料，來(lái)控制鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料的發(fā)熱溫度和有效發(fā)熱時(shí)長(zhǎng)。

技術(shù)特征：

1.一種鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料，其特征在于，包括按照質(zhì)量比100份發(fā)熱材料和25-60份輔助材料，所述發(fā)熱材料具有以還原鐵粉為核心，外殼為聚丙烯酸吸水樹(shù)脂的核-膜結(jié)構(gòu)，所述輔助材料包括磷酸氫二鈉十二水合物，鈦白粉和活性炭粉末。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料，其特征在于，所述材料包括100份還原鐵粉，10份聚丙烯酸吸水樹(shù)脂，10-20份活性炭粉末、5-10份鈦白粉和10-30份磷酸氫二鈉十二水合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料，其特征在于，所述聚丙烯酸吸水樹(shù)脂為10份丙烯酸鈉、1份過(guò)硫酸鉀、1份亞硫酸鈉、0.5份n?,n’-亞甲基雙丙烯酰胺、50份水混合處理后的反應(yīng)產(chǎn)物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料，其特征在于，所述磷酸氫二鈉十二水合物相變材料的相變溫度控制在35.8℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料，其特征在于，所述還原鐵粉和活性炭粉末的粒徑為100目，所述鈦白粉的粒徑為200目。

6.一種鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料的制備方法，用以制備如權(quán)利要求1-5所述的鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料，包括以下步驟：

7.一種鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料在保溫上的應(yīng)用，其特征在于，將配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)5-15%的氯化鈉溶液滴加到鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料即可開(kāi)始發(fā)熱。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料的制備方法，所述鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料由發(fā)熱材料和輔助材料混合組成，所述發(fā)熱材料具有以還原鐵粉為核心，外殼為聚丙烯酸吸水樹(shù)脂的核?膜結(jié)構(gòu)，所述輔助材料有磷酸氫二鈉十二水合物作為相變材料，鈦白粉作為均熱材料，活性炭粉末作為吸附材料。本發(fā)明可以有效延緩還原鐵粉與外界環(huán)境的接觸，通過(guò)添加低相變溫度的相變材料，來(lái)控制鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料的發(fā)熱溫度和有效發(fā)熱時(shí)長(zhǎng),制得的鐵碳化學(xué)自發(fā)熱材料發(fā)熱時(shí)間快，發(fā)熱溫度穩(wěn)定，發(fā)熱效果可持續(xù)，可用來(lái)解決溫度控制不當(dāng)造成的燙傷或致熱效果不好等問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：馬儷芳,陳迪名,歐寶立,郭俊超,潘國(guó)新,肖墨涵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)家康復(fù)輔具研究中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19