[发明专利]一种块状自加热组合物及其放热速率的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学发热材料，尤其涉及一种块状自加热组合物，还涉及一种控制块状自加热组合物放热速率的方法。

背景技术

随着便携式自加热产品的广泛应用，人们对自加热材料组合物的要求越来越高。目前，人们使用的多是粉末状自加热材料组合物，或将粉末状组合物放入袋体中或其他容器中，使用时，使液体与组合物接触，引发放热反应。该方式中放热材料接触面积大，放热反应速率快，但反应速率难以控制，尤其是对于释放出大量的气体的放热反应，存在一定的安全隐患；另外反应速率过快也会造成局部过热，导致包装材料受损而造成泄漏等问题。粉末状自加热材料组合物多采用水作为放热反应成份之一，这就使得自加热材料组合物在存放，运输过程中易于受潮，从而失效，严重时也会造成一定事故。

为解决上述问题，采用工业上常用的成型方法，如压片、造粒、挤出、轧制等来成型，制造块状的便携式自加热材料组合物。块状自加热材料组合物较之粉末状自加热材料组合物易于存放和运输，也解决了粉末状自加热材料组合物放热过快的问题。然而，由于反应时材料接触面积小，导致放热速率太慢，放热效果不理想。

因此，随着自加热组合物在人们生活中的应用越来越广泛，急需一种放热速率可控的块状自加热组合物及控制块状自加热组合物放热速率的方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的是提供了一种放热速率可控的块状自加热组合物。

本发明的另一目的是提供一种控制自加热组合物放热速率的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种放热速率可控的块状自加热组合物，其成份主要包括自加热材料和粘结料，所述块状自加热组合物还含有放热过程中使所述自加热组合物与水接触面积增加的崩解剂，所述崩解剂的含量为5～50wt％。

较佳地，所述崩解剂的含量为2～20wt％。

所述崩解剂选自溶于水的固体粉末、不溶于水但吸水膨胀的物质、不溶于水的多孔状物质中的任何一种或它们的混合物。

所述溶于水的固体粉末选自氯化钠，所述不溶于水但吸水膨胀的物质选自交联聚乙烯基吡咯烷酮、交联羧基纤维素钠或羧甲基淀粉钠，所述不溶于水的多孔状物质选自活性炭或硅藻土。

所述自加热材料为镁粉和金属氯化物或水合金属氯化物。

所述粘接剂选自水溶性高分子树脂或不溶于水但熔点超过100℃的高分子树脂。

所述水溶性高分子树脂选自聚乙烯醇、醋酸纤维素或聚丙烯酰胺，所述不溶于水但熔点超过100℃的高分子树脂选自聚丙烯、超高分子量聚乙烯或聚酰胺。

所述粘接剂的含量为0.2～10wt％。

较佳地，所述粘接剂的含量为0.5～5wt％。

本发明控制自加热组合物放热速率的方法为在将所述自加热组合物成型为块状之前，向所述自加热组合物中添加放热过程中使所述自加热组合物与水接触面积增加的崩解剂，并控制所述崩解剂在成品中的含量为5～50wt％，然后将所述自加热组合物和崩解剂混合均匀并成型为块状。

本发明的有益效果为：一方面，本发明块状自加热组合物较之粉末状自加热材料组合物安全、易于存放和运输及广泛应用，另一方面，崩解剂使所述自加热组合物遇水后形成孔隙或崩解，从而增加与水接触的面积，加快放热速率，达到理想的放热效果。

氯化钠等溶于水的固体粉末添加到自加热组合物中，压制成块状后，在与水接触的过程中，该物质溶于水，在自加热组合物中形成孔穴，从而增加了与水接触的面积，提高放热速率。

交联聚乙烯基吡咯烷酮(PVPP)、交联羧基纤维素钠(CMC-NA)、羧甲基淀粉钠(CMS)等不溶于水但吸水膨胀的物质添加到自加热组合物中，压制成块状后，在与水接触的过程中，该物质吸水后体积膨胀，破坏块状结构，从而增加了与水接触的面积，提高放热速率。

活性炭，硅藻土等不溶水的多孔状物质添加到自加热组合物中，压制成块状后，在与水接触的过程中，水分能够通过此类多孔状物质内部的孔隙运输到自加热组合物的内部，从而增加与水的接触面积，提高放热速率。

附图说明

图1为块状自加热组合物(plate)与粉末形式自加热组合物(powder)的放热过程曲线。

图2为添加了交联羧基纤维素钠(CMC-Na)的块状自加热组合物和添加了交联聚乙烯吡咯烷酮树脂(PVPP)的块状自加热组合物的放热过程曲线。

图3为添加了氯化钠(NaCl)的块状自加热组合物和未添加氯化钠的块状自加热组合物(Ref.)的放热过程曲线。

图4为添加了活性炭的块状自加热组合物和未添加活性炭的块状自加热组合物的放热过程曲线。