專利名稱：一種黏土復(fù)合干燥劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合型干燥劑及其制備方法。具體地講，本發(fā)明涉及一種吸 附速度快、吸附能力高、無毒、無味、無接觸腐蝕性和抑菌等特點(diǎn)的黏土復(fù)合干 燥劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
利用干燥劑吸附物品中的水分，可保持物品在較長時(shí)間內(nèi)相對(duì)干燥，從而達(dá) 到防潮、防霉、防蟲、防銹、抗氧化和延長產(chǎn)品保存期的目的。然而過去使用的 干燥劑如硅膠干燥劑和氯化鈣干燥劑等存在著各自的缺點(diǎn)。硅膠干燥劑為物理吸 水方式，當(dāng)物品和空氣中水分含量低于干燥劑時(shí)則出現(xiàn)水分的逆吸附現(xiàn)象。硅膠 的吸附容量低，在較高濕度時(shí)吸水量很易達(dá)到飽和，而在較低的分壓下，吸水速 度又十分緩慢。同時(shí)硅膠為生物惰性物質(zhì)，難降解，遺棄在環(huán)境中會(huì)對(duì)環(huán)境造成 危害。氯化鈣吸濕性強(qiáng)，吸濕率在60%以上，但由于其潮解性，脫附再生所需能 耗較高，使其在實(shí)際應(yīng)用中受到了限制。因此，近年來，黏土基干燥劑逐漸成為 研究開發(fā)的熱點(diǎn)。
黏土礦物如蒙脫石、海泡石、硅藻土、伊利石、蛭石、云母、累托石和凹凸 棒石具有活性炭、硅膠和合成沸石成分和結(jié)構(gòu)上的相似性和吸濕能力，是良好的 干燥劑材料。相對(duì)于傳統(tǒng)吸附型干燥劑，黏土礦物干燥劑的優(yōu)勢在于資源豐富、 對(duì)環(huán)境無污染和價(jià)格低廉等。然而黏土基干燥劑吸濕量不高，粉化問題嚴(yán)重，在 脫附再生等方面還有待于更進(jìn)一步改善。為此，近年來采用黏土與氯化轉(zhuǎn) (200410065533.4)、黏土與氯化鈣和硅膠(200410065534.9)和含白云石凹凸棒 石粘土與工業(yè)廢酸液結(jié)合制備干燥劑(200710191081.8)等復(fù)合制備干燥劑取得 了進(jìn)展。但這些改進(jìn)仍沒有賦予抑菌的功能。
隨著現(xiàn)代食品和藥品工業(yè)的發(fā)展,對(duì)無毒高效、作用穩(wěn)定和抑菌功能的干燥 劑需求量越來越大。發(fā)明專利200510038164.4公開了一種糧食防蟲防霉千燥劑及 生產(chǎn)方法，其技術(shù)方案是由凹凸棒石粘土、膨潤土、氧化韓、無煙煤、生姜、大 蒜、桔皮、紅辣椒、花椒、小茴香和八角茴香組成，經(jīng)酸化、磨粉、造粒、焙燒和烘干，混合包裝為成品，但該組成成分多和工藝復(fù)雜。因此，如何開發(fā)吸附速 度快、吸附能力高、無毒、無味、無接觸腐蝕性和抑菌等特點(diǎn)的干燥劑仍是目前 必須解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)目前干燥劑存在的不足，本發(fā)明提供了 一種黏土基復(fù)合干燥劑及其制備 方法，目的就是在使用過程中，除滿足干燥功能外，賦予干燥劑抑菌的功能。 本發(fā)明的目的是按下列方案實(shí)現(xiàn)的
黏土在我國儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉。不同的黏土礦物有不同的結(jié)構(gòu)，利用黏土 礦物的可插層特性和吸濕特性，通過與殼聚糖的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)黏土基復(fù)合干燥劑的 制備。近年來，復(fù)合納米技術(shù)得到了快速發(fā)展，本發(fā)明采用廉價(jià)的黏土與殼聚糖 作用后形成插層的納米復(fù)合材料，賦予干燥劑抑菌的功能。
殼聚糖是從蝦、蟹殼中提取的一種天然高分子，化學(xué)名稱是(l, 4)-2-胺基-2-脫氧-p-D-葡萄糖。不同分子量和不同脫乙酰度的殼聚糖有廣譜抑菌性。由于殼 聚糖的重復(fù)單元中含有活潑的氨基和羥基基團(tuán),通過化學(xué)修飾可以賦予更好的功 能性,從而大大拓展了殼聚糖的應(yīng)用范圍和利用價(jià)值，修飾后的衍生物有更強(qiáng)的 抑菌性。
一種黏土復(fù)合干燥劑，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，主要由黏土 70-95%以及殼聚糖5-30%組成。
如上所述的復(fù)合干燥劑，黏土選自凹凸棒石黏土、蒙脫土、硅藻土、伊利石、 蛭石、云母和累托石中的任一種或任意組合。
如上所述的復(fù)合干燥劑，黏土是經(jīng)過酸處理的，處理濃度在1-12 mol/L之間。 黏土礦物一般都伴隨著碳酸鈣或硫酸鈣，用酸處理后可以轉(zhuǎn)變成氯化鈣而賦予更 好的吸水性能。
如上所述的的復(fù)合干燥劑，殼聚糖的分子量在30萬以下，脫乙酰度大于 85%。殼聚糖的分子量一般在50萬以上，有一定的吸濕和保濕性能，如果降低 分子量其吸濕和保濕性能更好。脫乙酰度越高，其吸濕和保濕性能也越好。
如上所述的復(fù)合干燥劑，殼聚糖可以是進(jìn)行衍生化的，衍生物可以是羧基化、 羥基化和季銨化的，取代度再0.1-1之間。在殼聚糖的分子中引入含羧基和羥基 等基團(tuán)，可進(jìn)一步改善吸濕和保濕性能。同時(shí)又賦予了抑菌性能。一種復(fù)合干燥劑的制備方法，其特征在于該方法將殼聚糖溶于酸性水溶液 中，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠹尤氚纪拱羰ね?、蒙脫土、硅藻土、伊利石、蛭石、云?和累托石中的任一種或任意組合進(jìn)行插層處理，然后滴入氫氧化鈉溶液中，過濾、 烘干即可得到黏土復(fù)合干燥劑。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)(1)利用黏土伴隨的碳酸鈣或硫酸鈣，用鹽酸處理生 成氯化鈣而賦予了干燥劑更好的吸水性能。(2)將殼聚糖衍生化進(jìn)一步增強(qiáng)了干 燥劑吸水性能的同時(shí)，還賦予了抑菌性能。(3)采用插層技術(shù)得到了納米黏土復(fù) 合干燥劑。(4)復(fù)合干燥劑具有吸附速度快、吸附能力高、無毒、無味、無接觸
腐蝕性和抑菌等特點(diǎn)，制備成本低，工藝簡單，可適用各類需要放置干燥劑的場 合。由于吸濕后不會(huì)膨脹粉化，經(jīng)烘干后，可多次再利用。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。 實(shí)施例1
在250升反應(yīng)釜中加入一定量的1%乙酸溶液，再加入5公斤分子量為10 萬和脫乙酰度為90%的殼聚糖，在室溫下攪拌溶解，然后加入75公斤凹凸棒石 黏土和20公斤蒙脫土繼續(xù)攪拌4小時(shí)后，放入5%氫氧化鈉溶液中繼續(xù)攪拌30 分鐘，過濾、烘干即可得到顆粒狀黏土基復(fù)合干燥劑。測試和使用結(jié)果表明，按 該方法生產(chǎn)的干燥劑，在相對(duì)濕度60%時(shí)的靜態(tài)吸濕率在50-90%之間。對(duì)枯草 芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、鏈球菌和大腸桿菌的抑菌效果好于苯甲酸鈉。 實(shí)施例2
在250升反應(yīng)釜中加入一定量的1%乙酸溶液，再加入8公斤分子量為5萬 和脫乙酰度為83%的殼聚糖，在室溫下攪拌溶解，然后加入80公斤2mol/L酸處 理凹凸棒石黏土和12公斤累托石繼續(xù)攪拌4小時(shí)后，放入5%氫氧化鈉溶液中繼 續(xù)攪拌30分鐘，過濾、烘干即可得到顆粒狀黏土基復(fù)合干燥劑。測試和使用結(jié) 果表明，按該方法生產(chǎn)的干燥劑，在相對(duì)濕度60%時(shí)的靜態(tài)吸濕率在65-90%之 間。對(duì)枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、鏈球菌和大腸桿菌的抑菌效果好于苯甲 酸鈉。 實(shí)施例3
在250升反應(yīng)釜中加入一定量的1%乙酸溶液，再加入5公斤分子量為8萬和取代度為0.25的羧甲基殼聚糖，在室溫下攪拌溶解，然后加入70公斤云母和 25公斤12mol/L酸處理凹凸棒石黏土繼續(xù)攪拌4小時(shí)后，放入5%氫氧化鈉溶液 中繼續(xù)攪拌30分鐘，過濾、烘干即可得到顆粒狀黏土基復(fù)合千燥劑。測試和使 用結(jié)果表明，按該方法生產(chǎn)的干燥劑，在相對(duì)濕度60%時(shí)的靜態(tài)吸濕率在 70-110%之間。對(duì)枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、鏈球菌和大腸桿菌的抑菌效 果好于苯甲酸鈉。 實(shí)施例4
在250升反應(yīng)釜中加入一定量的1%乙酸溶液，再加入10公斤分子量為5 萬和取代度為0.62的季銨鹽殼聚糖，在室溫下攪拌溶解，然后加入50公斤蒙脫 土和40公斤4mol/L酸處理伊利石繼續(xù)攪拌4小時(shí)后，放入5%氫氧化鈉溶液中 繼續(xù)攪拌30分鐘，過濾、烘干即可得到顆粒狀黏土基復(fù)合干燥劑。測試和使用 結(jié)果表明，按該方法生產(chǎn)的干燥劑，在相對(duì)濕度60%時(shí)的靜態(tài)吸濕率在80-120% 之間。對(duì)枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、鏈球菌和大腸桿菌的抑菌效果好于苯
甲酸鈉。 實(shí)施例5
在250升反應(yīng)釜中加入一定量的1%乙酸溶液，再加入6公斤分子量為10 萬和取代度為0.78的羥乙基化殼聚糖，在室溫下攪拌溶解，然后加入74公斤蒙 脫土和20公斤6mol/L酸處理蛭石繼續(xù)攪拌4小時(shí)后，放入5%氫氧化鈉溶液中 繼續(xù)攪拌30分鐘，過濾、烘干即可得到顆粒狀黏土基復(fù)合干燥劑。測試和使用 結(jié)果表明，按該方法生產(chǎn)的千燥劑，在相對(duì)濕度60%時(shí)的靜態(tài)吸濕率在60-90% 之間。對(duì)枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、鏈球菌和大腸桿菌的抑菌效果好于苯 甲酸鈉。 實(shí)施例6
在250升反應(yīng)釜中加入一定量的1%乙酸溶液，再加入7公斤分子量為10萬和取 代度為0.35的季銨鹽殼聚糖，在室溫下攪拌溶解，然后加入65公斤累托石和28 公斤2mol/L酸處理硅藻土繼續(xù)攪拌4小時(shí)后，放入5%氫氧化鈉溶液中繼續(xù)攪拌 30分鐘'過濾、烘干即可得到顆粒狀黏土基復(fù)合干燥劑。測試和使用結(jié)果表明， 按該方法生產(chǎn)的干燥劑，在相對(duì)濕度60%時(shí)的靜態(tài)吸濕率在80-130%之間。對(duì)枯 草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、鏈球菌和大腸桿菌的抑菌效果好于苯甲酸鈉。
權(quán)利要求
1、一種黏土復(fù)合干燥劑，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，主要由黏土70-95％以及殼聚糖5-30％組成。
2、 如權(quán)利要求1所述的干燥劑，其特征在于黏土選自凹凸棒石黏土、蒙脫 土、硅藻土、伊利石、蛭石、云母和累托石中的任一種或任意組合。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的干燥劑，其特征在于黏土是經(jīng)過酸處理的， 處理濃度在1-12 mol/L之間。
4、 如權(quán)利要求1所述的干燥劑，其特征在于殼聚糖的分子量在30萬以下， 脫乙酰度大于85%。
5、 如權(quán)利要求1或4所述的干燥劑，其特征在于殼聚糖可以是進(jìn)行衍生 化的，衍生物可以是羧基化、羥基化和季銨化的，取代度再0.1-1之間。
6、 如權(quán)利要求1所述黏土復(fù)合干燥劑的制備方法，其特征在于該方法將殼 聚糖溶于酸性水溶液中，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠹尤氚纪拱羰ね痢⒚擅撏?、硅藻土?伊利石、蛭石、云母和累托石中的任一種或任意組合進(jìn)行插層處理，然后滴入氫 氧化鈉溶液中，過濾、烘干即可得到復(fù)合干燥劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種黏土復(fù)合干燥劑及其制備方法。干燥劑主要由黏土以及殼聚糖組成。干燥劑具有吸附速度快、吸附能力高、無毒、無味、無接觸腐蝕性和抑菌等特點(diǎn)，制備成本低，工藝簡單，可適用各類需要放置干燥劑的場合。由于吸濕后不會(huì)膨脹粉化，經(jīng)烘干后，可多次再利用。
文檔編號(hào)B01J20/22GK101683606SQ200810231638
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者琴 汪, 王愛勤 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所