專利名稱：酸性氣體吸收片和使用方法
背景技術：
本發(fā)明涉及一種用于放置于有限空間用來吸收有害酸性氣法的氣體吸收片。
在
背景技術：
中，在有限環(huán)境中，例如計算機硬件裝置和其他類型計算機和電子裝置中，產生揮發(fā)性的有機和其他酸性氣體，其對這些設備有不利影響。過去，已經采用顆粒狀和片狀活性炭來吸收上述類型設備中產生的酸性氣體。這種碳可以以未處理和鹽處理的形式使用。
發(fā)明簡述本發(fā)明的目的在于提供一種可以放置在有限環(huán)境中用于有效吸收其中產生的酸性氣體的氣體吸收片，這些酸性氣體對有限環(huán)境中的物品有不利影響。
本發(fā)明更具體的目的是提供一種可以放置于電子設備外殼中來吸收酸性氣體的氣體吸收片，這些酸性氣體對電子組件有不利影響。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種吸收有限環(huán)境如計算機硬件設備和其他類型計算機環(huán)境中的酸性氣體的改進方法。本發(fā)明的其他目的和附帶的優(yōu)點在下文可以更清楚地理解。
本發(fā)明涉及一種酸性氣體吸收片，包括相對足量重量比的至少一種吸附劑、粘合劑和堿式鹽。
本發(fā)明還涉及一種從電子設備中吸收酸性氣體的方法，包括制備酸性氣體吸收片的步驟，該酸性氣體吸收片含有相對足量重量比的至少一種吸附劑、粘合劑和至少一種堿式鹽，和將該酸性氣體吸收片放置在該電子設備中。
本發(fā)明的各方面在閱讀了說明書下面的部分后能夠更全面的了解。
發(fā)明詳述在存在酸性氣體的計算機硬件設備和包括計算機類設備的其他有限電子設備中，希望吸收這些有機酸性氣體，以使它們不對在該有限環(huán)境中的物品產生不利影響。
根據本發(fā)明，提供一種吸收產生的有機和其他酸性氣體的片。這些氣體包括乙酸、硫化氫和鹽酸中的一種或者幾種。該片含有至少一種吸附劑、堿式鹽和粘合劑。還可以將包括但是不限于無硅氧烷材料的脫模劑與上述組分混合，以有助于將成型的片從制備其的模具中取出。該片可以是長度約3/4英寸、寬度約1/4英寸、高度約1/4英寸的矩形固體，但其可以是其他尺寸。
優(yōu)選的吸附劑是活性炭或者硅膠或者它們的任意比例混合物?；钚蕴炕蛘吖枘z吸附劑或者它們的任意比例混合物以重量計可以以約73％到93％的量存在，更優(yōu)選約78％到88％，最優(yōu)選約80％到85％?；钚蕴炕蛘吖枘z或者任意比例的混合物可以具有約10到325目的粒徑，更優(yōu)選約30到230目，最優(yōu)選約50到200目。盡管優(yōu)選上述吸附劑，但也可以使用包括所說硅膠、分子篩和纖維素材料的其他吸附劑，沒有限制。
優(yōu)選的粘合劑是聚乙烯吡咯烷酮，其存在量可為約4％到25％，更優(yōu)選約8％到17％，最優(yōu)選約9％到11％。任何標準的制片粘合劑都可以代替聚乙烯吡咯烷酮。其他可以不受限制使用的粘合劑包括硅酸鈉、微晶纖維素、甲基纖維素、HPMC纖維素和CMC纖維素加上各種樹膠基粘合劑。如下所述，上述粘合劑的作用方式與聚乙烯吡咯烷酮相同，即它們將吸附酸性氣體并將其隨后釋出。
優(yōu)選的堿式鹽是碳酸鉀，其含量可為約0.2％到8.4％，更優(yōu)選約0.8％到4％，最優(yōu)選約1.5％到2.5％。pH為約7到12的堿式鹽可以替代碳酸鉀，這些化合物包括但是不限于碳酸氫鉀、碳酸氫鈉和碳酸鈉。如后面所述的，將碳酸鉀與吸附劑混合，其作用是吸收大部分酸性氣體。如后面所述的，碳酸鉀與酸性氣體以化學方式結合，生成二氧化碳和水作為副產物。水被吸附劑吸附，而二氧化碳釋放到空氣中。優(yōu)選的堿式鹽可以自身使用或者與另一堿式鹽結合，如后面所述。
優(yōu)選含有的另一種堿式鹽是碳酸氫鉀，其含量可為約0.5％到7％。更優(yōu)選約1.5％到4％，最優(yōu)選約2.5％到3％。pH為7到12的其他堿式鹽可以替代碳酸氫鉀，這些化合物包括但是不限于碳酸鉀、碳酸氫鈉和碳酸鈉。碳酸氫鉀的作用是優(yōu)先直接吸收酸性氣體，然后還吸收已經被粘合劑吸附并且然后解吸的酸性氣體。除了碳酸鉀之外使用碳酸氫鉀的原因是由于其很容易與該粘合劑混合。碳酸鉀優(yōu)先與吸附劑一起使用，由于其吸收酸性氣體的能力較大，因此，使得總的酸性氣體吸收能力最大。但是，如上所述，碳酸鉀或者其他任何合適的堿式鹽，包括但是不限于氫氧化物和胺類的鹽，可以與粘合劑一起使用，但是優(yōu)選碳酸氫鹽。如后面所述，聚乙烯吡咯烷酮吸附和釋放酸性氣體，然后碳酸氫鹽與其進行化學反應，釋放二氧化碳和水。水被吸附劑吸附，二氧化碳被排放到大氣中。
氣體吸收片還可以含有高達30％的水，更優(yōu)選高達約15％，最優(yōu)選高達約2％。
除了上述的之外，適量的脫模潤滑劑可以與該組合物混合，在該例子中，脫模潤滑劑由硬脂酸鋁組成。其他合適的脫模劑也可以使用。
已經配制了具有下列重量組成的片活性炭/硅膠混合物*84％K2CO32％KHCO33％聚乙烯吡咯烷酮9％硬脂酸鋁(無硅氧烷)1％H2O 1％*該混合物的具體重量比例為80％的活性炭和20％的硅膠。但是，碳/硅膠混合物的比例可以從100％碳變化至100％硅膠。碳包括但是不限于活性果殼或者石油基碳，其可以是可商購的處理或者未處理過的碳。硅膠包括但是不限于A類、B類和AB類。
上述片按照下面的方法制備。將碳或者硅膠或者它們任意比例的混合物及碳酸鉀在行星式混合機中混合大約10分鐘。然后，將該混合物放置約24小時。但是，上述組分的混合可以在2到60分鐘間以任何方式完成，而放置可以在任何地方進行約2到72小時，只要在該時間段中達到平衡。放置上述混合物之后，加入硬脂酸鋁，將得到的組合物混合約5分鐘，直至良好混合。但是，該混合可以在1分鐘到30分鐘內完成。然后，在簡單的葉輪混合器中將碳酸氫鉀和聚乙烯吡咯烷酮混合，直至均化。然后，將碳酸氫鉀和聚乙烯吡咯烷酮的混合物加入到碳或硅膠的混合物或者它們與碳酸鉀的混合物中，所有這些組分在西格瑪混合機中在約54℃的溫度下混合大約2個小時，直至混合物良好混合并可用于制片。但是，可在約1小時到8小時的任何合適的時間內完成混合，最終的溫度范圍可為約10℃到180℃。最終混合物的制片在壓片機中在為約5000到12000磅每平方英寸的壓力下進行。
在上述配方中用另一化合物替代碳酸氫鉀時，混合步驟基本相同，其中替代的化合物與聚乙烯吡咯烷酮單獨混合，以確保與其密切接觸。因此，即使單獨混合已經進行，如果用碳酸鉀替代碳酸氫鉀，可以只存在一種堿式鹽。
上述片以下面的方式發(fā)揮作用。與吸附劑混合的堿式鹽通過將酸性氣體轉變成無害物質來吸收酸性氣體。堿式鹽與酸性氣體的化學反應產生一種鹽和二氧化碳氣體加上水。因此，消除了有害的酸性氣體。將二氧化碳排放到大氣中，而水分被吸附劑吸附，最后在硬件設備或者電子或計算機設備的運行過程中吸附劑被加熱時釋放到大氣中。聚乙烯吡咯烷酮粘合劑吸附酸性氣體，但是沒有象如上所述的酸性氣體與堿式鹽反應那樣的化學變化。但是，由于沒有發(fā)生化學變化，在片中存在堿式鹽時，酸性氣體將從粘合劑解吸并進入粘合劑外的片部分，并且隨后堿式鹽以上述的方式吸收酸性氣體。如上所述，更有效的堿式鹽是碳酸氫鉀，其與碳酸鉀相比，更容易與聚乙烯吡咯烷酮混合。
下列圖表表明該片保留有機酸的性能。在這方面，對其中在上述含有碳酸鉀、碳酸氫鉀和聚乙烯吡咯烷酮的具體配方中吸附劑是100％的活性炭的三個8-10mg樣品在Dynatherm測試機上進行測試，結果繪于下列各表中。試驗表明，三個樣品平均吸收139mg的乙酸，而在進行了26次解吸循環(huán)之后，只解吸6mg。因此，酸被所述片吸收然后釋放的原始量的百分數小于約5％。上述情況示出于下面題為“有機酸解吸”的圖A和圖B中。
在下面的圖A、B、C和D中，每個循環(huán)由對每個樣品(8-10mg)進行4分鐘具體加熱構成。每個循環(huán)的溫度在下表中表示，其中連續(xù)列出每個循環(huán)。

為進一步說明，前三個連續(xù)循環(huán)分別在100℃、125℃和150℃下進行4分鐘。然后，是三個連續(xù)的四分鐘循環(huán)在200℃、225℃、250℃等，總共26個循環(huán)。換言之，對每個樣品進行二十六個連續(xù)的四分鐘循環(huán)，測定酸性氣體解吸的量。每個曲線表明酸性氣體解吸的累積量。也就是說，該圖不表示每個循環(huán)的解吸的具體量，而表示循環(huán)結束時解吸的總量。
下面的圖A繪出了相對于解吸循環(huán)的解吸毫克數

下面的圖B涉及相同的主題。但是，該圖是相對于解吸循環(huán)繪出的解吸的原始重量的百分數。
由這兩個圖可見，在二十六個解吸循環(huán)之后，解吸的量趨于穩(wěn)定。
上面的圖A和B表示含有碳酸氫鉀的上述片的解吸特性。在上述圖A和B與其中該片不含碳酸氫鉀的下圖C和D相比時，可以理解碳酸氫鉀的意義。圖C和D的片含有87％的吸附劑(其是100％的活性炭)、2％的碳酸鉀、9％的聚乙烯吡咯烷酮、1％硬脂酸鋁和1％的水。只將碳酸鉀與吸附劑混合，然后將該混合物與聚乙烯吡咯烷酮混合。簡單地說，當圖A與圖C相比時，可以看到圖A中解吸的總量為6.3毫克，而圖C中為75毫克，這說明碳酸氫鉀的容量大大限制解吸。相同的結果可以從其中4.5％的原始重量被解吸的圖B與其中52％的原始重量被解吸的圖D的比較中得出。
前文采用的術語“吸收”是指反應的結果使氣體被化學地改變，而術語“吸附”和“解吸”是指分別與粘合劑和吸附劑結合和從中釋放的結果不使氣體發(fā)生化學變化。
盡管前文指出吸附劑是吸附劑和粘合劑一起使用，但在某些情況下，可能需要吸附劑只用粘合劑。
雖然前文已經指出了電子設備、計算機和計算機硬件設備，但還可以理解本發(fā)明的酸性氣體吸收片和方法還可以用于其他類型的電子設備，包括但是不限于DVD、光讀機等。
雖然本發(fā)明的優(yōu)選實施方案已經公開，但可以理解本發(fā)明并不限于此，而是可以在所附的權利要求的范圍之內實施。
權利要求
1.一種酸性氣體吸收片，含有相對足量重量比的至少一種吸附劑、粘合劑和至少一種堿式鹽。
2.權利要求1記載的酸性氣體吸收片，其中含有第二種堿式鹽。
3.權利要求2記載的酸性氣體吸收片，其中所說的至少一種堿式鹽主要與所說的吸附劑結合，并且其中所說的第二種堿式鹽主要與所說的粘合劑結合。
4.權利要求1記載的酸性氣體吸收片，其中所說的至少一種堿式鹽選自鈉和鉀的碳酸鹽和碳酸氫鹽。
5.權利要求1記載的酸性氣體吸收片，其中包括第二種堿式鹽，并且其中所說的至少一種堿式鹽和所說的第二種堿式鹽選自鈉和鉀的碳酸鹽和碳酸氫鹽。
6.權利要求1記載的酸性氣體吸收片，其中所說的至少一種堿式鹽選自鈉和鉀的碳酸鹽，所說的第二種堿式鹽選自鈉和鉀的碳酸氫鹽。
7.一種從電子設備中吸收酸性氣體的方法，包括提供酸性氣體吸收片的步驟，和將該酸性氣體吸收片裝入該電子設備中的步驟，該吸收片包含相對足量重量比的至少一種吸附劑、粘合劑和至少一種堿式鹽。
8.權利要求7記載的方法，其中所說的酸性氣體吸收片包括第二種堿式鹽。
9.權利要求8記載的方法，其中所說的至少一種堿式鹽主要與所說的吸附劑結合，并且所說的第二種堿式鹽主要與所說的粘合劑結合。
10.權利要求7記載的方法，其中所說的至少一種堿式鹽選自鈉和鉀的碳酸鹽和碳酸氫鹽。
11.權利要求7記載的方法，其中包括第二種堿式鹽，并且其中所說的至少一種堿式鹽和所說的第二種堿式鹽選自鈉和鉀的碳酸鹽和碳酸氫鹽。
12.權利要求7記載的方法，其中所說的至少一種堿式鹽選自鈉和鉀的碳酸鹽，并且第二種堿式鹽選自鈉和鉀的碳酸氫鹽。
13.一種其中產生酸性氣體的電子設備，改進在于該電子設備中的酸性氣體吸收片，該酸性氣體吸收片包括相對足量重量比的至少一種吸附劑、粘合劑和至少一種堿式鹽。
14.權利要求13記載的電子設備，其中含有第二種堿式鹽。
15.權利要求14記載的電子設備，其中所說的至少一種堿式鹽主要與所說的吸附劑結合，并且所說的第二種堿式鹽主要與所說的粘合劑結合。
16.權利要求13記載的電子設備，其中所說的至少一種堿式鹽選自鈉和鉀的碳酸鹽和碳酸氫鹽。
17.權利要求13記載的電子設備，其中包括第二種堿式鹽，并且其中所說的至少一種堿式鹽和所說的第二種堿式鹽選自鈉和鉀的碳酸鹽和碳酸氫鹽。
18.權利要求13記載的電子設備，其中所說的至少一種堿式鹽選自鈉和鉀的碳酸鹽，第二種堿式鹽選自鈉和鉀的碳酸氫鹽。
19.一種酸性氣體吸收片，以重量計含有約73％到93％的吸附劑、4.2％到25.1％的聚乙烯吡咯烷酮、約0.4％到6.7％的碳酸氫鉀、約0.2％到8.4％的碳酸鉀，和0％到30％的水。
20.權利要求19記載的酸性氣體吸收片，其中所說的吸附劑是活性炭和硅膠的混合物。
21.權利要求20記載的酸性氣體吸收片，其中所說的混合物是任何比例的，包括全部是活性炭或者全部是硅膠。
22.權利要求19記載的酸性氣體吸收片，其中所說吸附劑的量約為78％到88％，其中所說的聚乙烯吡咯烷酮的量約為8.3％到16.8％，其中所說碳酸氫鉀的量約為1.4％到3.9％，其中所說碳酸鉀的量約為0.8％到4.2％，其中所說的水的量約為0％到15％。
23.權利要求22記載的酸性氣體吸收片，其中所說吸附劑是活性炭和硅膠的混合物。
24.權利要求23記載的酸性氣體吸收片，其中所說的混合物是任何比例的，包括全部是活性炭或者全部是硅膠。
25.權利要求19記載的酸性氣體吸收片，其中所說吸附劑的量約為80％到85％，其中所說的聚乙烯吡咯烷酮的量約為9.2％到10.9％，其中所說碳酸氫鉀的量約為2.6％到3.1％，其中所說碳酸鉀的量約為1.6％到2.5％，其中所說的水的量約為0％到2％。
26.權利要求25記載的酸性氣體吸收片，其中所說吸附劑是活性炭和硅膠的混合物。
27.權利要求26記載的酸性氣體吸收片，其中所說的混合物是任何比例的，包括全部是活性炭或者全部是硅膠。
全文摘要
一種酸性氣體吸收片，包括相對足量重量比的可為活性炭或硅膠或其混合物的吸附劑、碳酸鉀、聚乙烯吡咯烷酮、或碳酸氫鉀。一種利用上述吸收片通過將其插入有限環(huán)境中而吸收該環(huán)境中的酸性氣體的方法。
文檔編號B01J20/28GK1487826SQ01822202
公開日2004年4月7日 申請日期2001年11月26日 優(yōu)先權日2001年1月23日
發(fā)明者S·B·米勒三世, L·帕特羅尼, P·A·茲爾尼亞克, S B 米勒三世, 茲爾尼亞克, 羋弈 申請人:多種吸附技術公司, 唐納森有限公司