專利名稱：化學(xué)發(fā)熱組成物及發(fā)熱袋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)熱材料領(lǐng)域，具體涉及一種化學(xué)發(fā)熱組成物；另外本發(fā)明還 涉及一種利用該化學(xué)發(fā)熱組成物的發(fā)熱袋。
背景技術(shù)：
中國專利CN1760310A于2006年04月19日公開了一種化學(xué)發(fā)熱材料和一 種使用上述化學(xué)發(fā)熱材料制成的發(fā)熱袋，將由鐵粉、活性炭、氯化鈉、水、無 機(jī)保水劑(或木粉)等混合而成，遇空氣發(fā)熱的組成物封裝在透氣性內(nèi)袋中， 再密封在非透氣性的外袋中保存。使用時(shí)，打開外袋取出內(nèi)發(fā)熱袋。這種一次 性的發(fā)熱袋在人體和動物取暖，植物和儀器設(shè)備保溫，藥物增效和醫(yī)療衛(wèi)生等 方面都有重要應(yīng)用，消費(fèi)量正逐年大幅度增加。
但上述發(fā)熱袋使用后的廢棄物堆積或填埋，封裝在透氣袋內(nèi)殘留物中的氯化鈉 被雨水等溶出，會對土壤、河流、湖泊等造成污染。
另外，現(xiàn)在用作透氣包裝袋的高分子材料化學(xué)穩(wěn)定性高，廢棄后填埋很難 降解，大量堆積，會造成環(huán)境污染。進(jìn)行焚燒處理，伴隨產(chǎn)生的有害氣體會對 大氣造成污染。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是提供一種使用性 能好，資源能得到再利用和環(huán)境友好的化學(xué)發(fā)熱組成物。該化學(xué)發(fā)熱組成物作 為發(fā)熱材料使用后，其廢棄物能作為肥料和土壤改良劑再使用。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提出一種使用上述化學(xué)發(fā)熱組成物的發(fā) 熱袋，廢棄后的發(fā)熱袋可以被生物降解，避免了對環(huán)境造成污染。
為了解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明提出的化學(xué)發(fā)熱組成物，由鐵粉、竹炭粉、非鈉可溶性無機(jī)鹽、水、無機(jī)多孔質(zhì)保水劑、高吸水性樹脂組成，各組 分的重量百分含量為
鐵粉 43-65 %;
竹炭粉 5-15%;
非鈉可溶性無機(jī)鹽1.5-15%;
水 15-35 %;
無機(jī)多孔質(zhì)保水劑2 — 18%; 高吸水性樹脂 0.5 — 5%。
本發(fā)明上述鐵粉選自還原鐵粉、鑄鐵粉、水霧化鐵粉、電解鐵粉、羰基鐵 粉及其混合物。
本發(fā)明上述竹炭粉選自經(jīng)活化處理，具有比表面積大、吸附性能強(qiáng)，對碘 的吸附值^1000mg/g，亞甲蘭脫色力》150mg/g的竹炭粉。其原料竹材生長快， 繁殖能力強(qiáng)。將竹炭粉用于發(fā)熱材料，催化活性高，能輻射遠(yuǎn)紅外線，釋放負(fù) 離子。作為廢棄物的殘留組分具有保水保肥，調(diào)節(jié)土壤酸堿度和濕度的功能。
本發(fā)明上述非鈉可溶性無機(jī)鹽選自含植物所需營養(yǎng)元素氮、磷、鉀等以鹽 為主要形式存在的化學(xué)肥料，選自氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀、磷酸二氫鉀、碳 酸氫鉀、磷酸二氫鈣、過磷酸鈣、磷酸二氫銨、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、碳 酸氫銨、尿素及其復(fù)合物。
本發(fā)明上述無機(jī)質(zhì)多孔保水劑選自蛭石、硅藻土、硅膠、氧化鋁、珍珠巖、 膨潤土及其混合物。選用無機(jī)質(zhì)多孔保水劑，可以防止化學(xué)組成物結(jié)塊，并具 有透氣性。
本發(fā)明上述吸水性樹脂具有極高的吸水性能和保水性能，其吸水保水量為 自身重量的幾十倍至千倍以上。本發(fā)明中，優(yōu)選選用吸水保水量為自身重量IOO 倍以上的高吸水性樹脂。選用高吸水性樹脂可以抑制發(fā)熱袋在制備和儲藏過程 中產(chǎn)生氫氣，防止鐵粉在儲藏過程中失活。使用后，作為廢棄物的組分，高吸水性樹脂能使土壤形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，吸收水分和肥料，并使其緩慢放出，具有增 強(qiáng)肥效和保水抗旱的功能。
本發(fā)明上述高吸水性樹脂選自淀粉類系列，包括淀粉接枝丙烯腈水解物、淀 粉接枝丙烯酸鹽、淀粉接枝丙烯酰胺、羧甲基化淀粉、淀粉黃原酸鹽接枝丙烯 酸鹽、淀粉接枝丙烯酸一丙烯酰胺、淀粉接枝丙烯酸一丙烯酰胺—順丁烯二酸
酐等；還可選自纖維素類系列，包括羧甲基化纖維素、纖維素接枝丙烯腈水解
物、纖維素接枝丙烯酸鹽、纖維素黃原酸化接枝丙烯酸鹽、纖維素接枝丙烯酰
胺等；除此之外，還可選自合成樹脂類系列，包括聚丙烯酸鹽、丙烯酸一醋酸 乙烯共聚物、丙烯酸一丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯醇一 酸酐交聯(lián)共聚物、聚乙烯醇一丙烯酸接枝共聚物、醋酸乙烯一丙烯酸酯共聚水 解物、醋酸乙烯一順丁烯二酸酐共聚水解物、聚丙烯腈交聯(lián)水解物、丙烯腈共 聚水解交聯(lián)物等及其混合物。
有關(guān)本發(fā)明化學(xué)發(fā)熱組成物的生產(chǎn)方法沒有特別限制，只是將各組成物均勻 混合即可。
為了解決上述技術(shù)問題之二，本發(fā)明提出的發(fā)熱袋具有雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為 封裝有上述化學(xué)發(fā)熱組成物的透氣性包裝袋，外層為非透氣性包裝袋，其中， 內(nèi)層透氣性包裝袋由生物降解非織造布和生物降解塑料加工而成。本發(fā)明上述 內(nèi)層透氣性包裝袋的兩面均由透氣性材料構(gòu)成；也可以是一面由透氣性材料構(gòu) 成，另一面由非透氣性材料構(gòu)成，在非透氣面涂布膠粘劑，可以將發(fā)熱袋固定 在所希望的位置。透氣面的微孔用于提供空氣與發(fā)熱組成物相接觸的通道，由 透氣率大小控制空氣的供給量。本發(fā)明中，透氣面的透濕度范圍一般是 200-900g/m2 d ，更好的范圍是300-700g/ m2 d。
本發(fā)明上述內(nèi)層透氣性包裝袋由生物降解材料加工而成，生物降解材料可 選自棉、麻、人造纖維等通過殼聚糖或淀粉粘合而成的非織造布，聚已酸內(nèi)酯 (PCL)，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚物聚(丁二酸丁二醇酯/已二酸酯)，
聚乳酸(PLA)，聚羥基丁酸酯(PHB)及其共聚物，淀粉類生物降解塑料，脂肪 族聚酯與聚酰胺的共聚體(CPAE)，脂肪族/芳香聚酯，聚乙烯醇(PVA)，聚二 氧化碳共聚物等生物降解高分子薄膜或非織造布以及這些生物降解薄膜與非織 造布的復(fù)合薄膜。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明發(fā)熱袋的非透氣性外層包裝袋是由對空氣、水蒸 氣有高阻隔性的材料構(gòu)成。使用時(shí)，只要打開外袋，取出封裝有發(fā)熱組成物的 透氣性內(nèi)袋，可以在有效發(fā)熱溫度40。C以上持續(xù)發(fā)熱10小時(shí)以上。
本發(fā)明化學(xué)發(fā)熱組成物及其發(fā)熱袋使用后，經(jīng)填埋處理或廢棄在野外，經(jīng) 過一段時(shí)間的雨淋及太陽光的幅照會逐漸降解，更主要的是經(jīng)棲息在土壤中的 微生物作用會使它發(fā)生粉化和降解，這就解決了現(xiàn)有產(chǎn)品所用透氣性內(nèi)包裝袋 在廢棄后難降解，造成對環(huán)境污染的問題。同時(shí)，使用后殘留在內(nèi)袋中的混合 物，由于不含氯化鈉，不會對土壤、河流、湖泊等造成危害。以可溶性非鈉無 機(jī)鹽為主要形式存在的化學(xué)肥料進(jìn)入土壤中可以為植物生長提供所需的營養(yǎng)元 素。竹炭粉和高吸水性樹脂可調(diào)節(jié)土壤的酸堿度和濕度、保水保肥，發(fā)揮土壤 改良劑的功能。因此，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的發(fā)熱組成物及發(fā)熱袋不 僅使用性能好，而且實(shí)現(xiàn)了資源優(yōu)化和再利用，并避免了對環(huán)境造成污染。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。 本發(fā)明下述實(shí)施例中發(fā)熱性能參數(shù)(包括升溫時(shí)間、最高溫度和持續(xù)時(shí)間)
生物降解透氣性包裝袋的兩面 一面為透氣面，由人造纖維的非織造布和多 孔聚(丁二酸丁二醇酯/已二酸酯)的復(fù)合薄膜構(gòu)成；另一面為非透氣性面，由 聚(丁二酸丁二醇酯/已二酸酯)薄膜構(gòu)成。袋長130mm，袋寬95mm，四邊封幅 寬6mm，透濕度為450g/m、d。封裝在透氣性包裝袋內(nèi)的化學(xué)發(fā)熱組成物重 36.00g。所用竹炭粉，對碘的吸附值1600mg/g，亞甲蘭的脫色力260mg/g (上海市海諾炭業(yè)有限公司)。
環(huán)境溫度20±1°C，濕度50-70%。
升溫時(shí)間樣品從開始發(fā)熱起升溫到40。C時(shí)所需要的時(shí)間。
最高溫度樣品發(fā)熱測得的最高溫度。
持續(xù)時(shí)間樣品發(fā)熱后從4(TC起，經(jīng)過最高溫度再返回到40"C測得的時(shí)間
(以小時(shí)計(jì)，不足l小時(shí)的舍去)。 實(shí)施例1
將鐵粉20. 16g，竹炭粉3.00g，氯化鉀1.00g，水7. 35g，蛭石4. OOg，硅 藻土 0. 49g均勻混合，封裝在生物降解透氣性包裝袋中。
測得發(fā)熱性能升溫時(shí)間15min，最高溫度62'C，發(fā)熱持續(xù)時(shí)間12h。 比較例1
將鐵粉20. 16g，竹炭粉3.00g，氯化鈉1.00g，水7.35g，蛭石4. OOg，硅 藻土 0. 49g均勻混合，封裝在生物降解透氣性包裝袋中。
測得發(fā)熱性能升溫時(shí)間10min，最高溫度63'C，發(fā)熱持續(xù)時(shí)間llh。 比較例2
將鐵粉20.16g，活性炭(對碘的吸附值〉1000mg/g，亞甲蘭的脫色力〉 160mg/g，銀川市核工業(yè)寧夏活性炭廠)3.00g，氯化鉀1.00g，水7.35g，蛭石 4.00g，硅藻土0.49g均勻混合，封裝在生物降解透氣性包裝袋中。
測得發(fā)熱性能升溫時(shí)間18min，最高溫度6rC，發(fā)熱持續(xù)時(shí)間13h。
比較例3
將鐵粉20.16g，竹炭粉(未經(jīng)活化處理，對碘的吸附值59mg/g，亞甲蘭的 吸附值18mL，余姚市紫竹炭業(yè)有限公司)3.00g，氯化鉀1.00g，水7.35g，蛭 石4.00g，硅藻土0.49g均勻混合，封裝在生物降解透氣性包裝袋中。
測得發(fā)熱性能升溫時(shí)間60min，最高溫度60。C，發(fā)熱持續(xù)時(shí)間14h。
實(shí)施例2
將鐵粉20. 16g，竹炭粉3.00g，氯化鉀1.00g，水7. 35g，蛭石4. 49g均勻 混合，封裝在生物降解透氣性包裝袋中。
測得發(fā)熱性能升溫時(shí)間21min，最高溫度6rC，發(fā)熱持續(xù)時(shí)間13h。 實(shí)施例3
將鐵粉20. 16g，竹炭粉3.00g，氯化鉀1.00g，水7.35g，蛭石3.28g，硅 藻土 0. 49g，聚丙烯酸鹽(吸水倍率750g/g，保定市科瀚科技發(fā)展有限公司) 0.72g，均勻混合，封裝在生物降解透氣性包裝袋中。
測得發(fā)熱性能升溫時(shí)間18min，最高溫度61。C，發(fā)熱持續(xù)時(shí)間13h。
實(shí)施例4
將鐵粉19. 55g，竹炭粉2. 92g，氯化鉀0. 97g，尿素0. 97g，磷酸二氫鉀0. 14g， 水7. 13g，蛭石3.85g，硅藻土0.47g均勻混合，封裝在生物降解透氣性包裝袋 中。
測得發(fā)熱性能升溫時(shí)間19min，最高溫度62'C，發(fā)熱持續(xù)時(shí)間13h。 實(shí)施例5
將鐵粉19. 55g，竹炭粉2. 92g，氯化鉀0. 97g，尿素0. 97g，磷酸二氫鉀0. 14g， 水7. 13g，聚丙烯腈交聯(lián)水解物(吸水倍率450g/g，北京市高精樹脂廠)0. 68g， 蛭石3. 17g，硅藻土0.47g均勻混合，封裝在生物降解透氣性包裝袋中。
測得發(fā)熱性能升溫時(shí)間20min，最高溫度6rC，發(fā)熱持續(xù)時(shí)間14h。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)發(fā)熱組成物，其特征在于，該化學(xué)發(fā)熱組成物由鐵粉、竹炭粉、非鈉可溶性無機(jī)鹽、水、無機(jī)多孔保水劑和高吸水性樹脂組成，各組分的重量百分含量為鐵粉43-65％；竹炭粉 5-15％；非鈉可溶性無機(jī)鹽1.5-15％；水 15-35％；無機(jī)多孔質(zhì)保水劑2-18％；高吸水性樹脂0.5-5％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的化學(xué)發(fā)熱組成物，其特征在于，竹炭粉對碘的吸 附值》1000mg/g，對亞甲蘭的脫色力^150mg/g。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的化學(xué)發(fā)熱組成物，其特征在于，非鈉可溶性無機(jī) 鹽為含植物所需營養(yǎng)元素氮、磷、鉀及其復(fù)合組成的可溶性化學(xué)肥料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的化學(xué)發(fā)熱組成物，其特征在于，可溶性化學(xué)肥料 選自氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀、磷酸二氫鉀、碳酸氫鉀、磷酸二氫鈣、過磷酸 鈣、磷酸二氫銨、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、碳酸氫銨、尿素及其復(fù)合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)發(fā)熱組成物，其特征在于，無機(jī)質(zhì)多孔保水 劑選自蛭石、硅藻土、硅膠、氧化鋁、珍珠巖、膨潤土及其混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)發(fā)熱組成物，其特征在于，高吸水性樹脂是 吸水能力為自身重量100倍以上，對土壤有改良和保水保肥功能的高吸水性樹 脂。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)發(fā)熱組成物，其特征在于，高吸水性樹脂選自 淀粉類系列、纖維素類系列和合成樹脂類系列，其中淀粉類系列選自淀粉接 枝丙烯腈水解物、淀粉接枝丙烯酸鹽、淀粉接枝丙烯酰胺、羧甲基化淀粉、淀 粉黃原酸鹽接枝丙烯酸鹽、淀粉接枝丙烯酸一丙烯酰胺和淀粉接枝丙烯酸一丙烯酰胺一順丁烯二酸酐；纖維素類系列選自羧甲基化纖維素、纖維素接枝丙烯腈水解物、纖維素接枝丙烯酸鹽、纖維素黃原酸化接枝丙烯酸鹽和纖維素接枝丙烯酰胺；合成樹脂類系列選自聚丙烯酸鹽、丙烯酸—醋酸乙烯共聚物、丙烯 酸一丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯醇一酸酐交聯(lián)共聚物、 聚乙烯醇一丙烯酸接枝共聚物、醋酸乙烯一丙烯酸酯共聚水解物、醋酸乙烯一 順丁烯二酸酐共聚水解物、聚丙烯腈交聯(lián)水解物、丙烯腈共聚水解交聯(lián)物及其 混合物。
8、 —種發(fā)熱袋，具有雙層結(jié)構(gòu)，其特征在于，內(nèi)層為封裝有權(quán)利要求卜7 任何一項(xiàng)所述的化學(xué)發(fā)熱組成物的透氣性包裝袋，外層為非透氣性包裝袋，其 中，內(nèi)層透氣性包裝袋由生物降解非織造布和生物降解塑料加工而成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)熱袋，其特征在于，內(nèi)層透氣性包裝袋至少一 面由透氣性材料構(gòu)成，透氣面的透濕度為200-900g/m2 d 。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)熱袋，其特征在于，生物降解非織造布選自 棉、麻和人造纖維等通過殼聚糖或淀粉粘合而成的非織造布。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)熱袋，其特征在于，生物降解塑料選自聚已 酸內(nèi)酯、聚丁二酸丁二醇酯及其共聚物、聚乳酸、聚羥基丁酸酯及其共聚物、 淀粉類生物降解塑料、脂肪族聚酯與聚酰胺的共聚體、脂肪族/芳香聚酯、聚乙 烯醇和聚二氧化碳共聚物。
全文摘要
本發(fā)明屬于發(fā)熱材料領(lǐng)域，具體公開了一種化學(xué)發(fā)熱組成物，該組成物由鐵粉、竹炭粉、非鈉可溶性無機(jī)鹽、水、無機(jī)多孔保水劑和高吸水性樹脂組成，在空氣中，該發(fā)熱組成物作為發(fā)熱材料使用后，其廢棄物能作為肥料和土壤改良劑再利用。另外，本發(fā)明還公開了一種發(fā)熱袋，具有雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為封裝有上述的化學(xué)發(fā)熱組成物的透氣性包裝袋，外層為非透氣性包裝袋，其中，內(nèi)層透氣性包裝袋由生物降解非織造布和生物降解塑料加工而成，內(nèi)層透氣性包裝袋廢棄后，可生物降解，避免了對環(huán)境造成污染。
文檔編號B65D77/04GK101338182SQ20071009393
公開日2009年1月7日 申請日期2007年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月6日
發(fā)明者侃 方, 方佑齡 申請人:上海超迪科技有限公司