[发明专利]用于制造和保护湿敏装置的包含表面改性的金属氧化物粉末的干燥剂组合物

说明书

本发明涉及表面改性的氧化物颗粒，特别是碱金属氧化物和碱土金属氧化物，并且涉及改进的干燥剂组合物，其适于控制封装的电子装置内的湿度水平，从而防止其过早损坏和/或其性能劣化。

多种电子和工业装置要求湿度水平在约0.1至5000份/百万份水蒸汽(ppm)的范围内，原因是其性能受湿度影响。这些装置的实例是微机电装置(MEM)和微型光机电装置(MOEM)、用于电信应用的光电装置、可植入医疗装置(起搏器、除颤器)、有机电子装置例如OLED、OLET和有机太阳能电池(OPV)。

这些装置的保存通常由以下方法实现：使用适于降低来自外部环境的水分传输的密封剂对装置进行包封和通过将干燥剂组合物插入容纳湿敏装置的壳体内。

碱金属氧化物和碱土金属氧化物及其他吸湿无机金属氧化物通常化学地吸湿，其提供比物理吸附材料更低的水分平衡压力值和更高的吸湿能力。然而，其吸湿性质的结果是，强烈聚集倾向可影响这些种类的氧化物粉末，即使存在较低湿度量或与涉及分散于其中的复合材料的制造过程相关的其他特定条件亦如此，这导致难以获得良好分散的干燥剂粉末在聚合物基体中的复合材料。

美国专利US 5,591,379描述了一种具有水分吸除性能的组合物并且所述组合物包含分散于可渗透水蒸汽的粘合剂中的干燥剂材料粉末。该粘合剂可以是聚合物、多孔陶瓷或多孔玻璃，其均需要尽可能不影响吸湿速度。因此，US 5,591,379致力于维持干燥剂组合物的吸附性能，但是未提及如何实现该目标，尤其是如何避免干燥剂粉末在聚合物基体中聚集以及如何限制在组合物的制造过程期间或使用组合物的湿敏装置的制造过程期间干燥剂粉末暴露于环境湿度中的所有可能负面影响。

改善颗粒在聚合物基体中分散的常规方式在于使用一种或更多种因其化学官能团而能够分布于颗粒表面周围的液体组合物中的添加剂例如离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂。当将无机颗粒用作填料时，该方式允许组合物的可接受的改进，即元素起到改善可通过液体组合物自身凝固获得的复合材料的机械强度的作用。与此相反，当将无机颗粒用于其固有性质(例如其吸附气体或水分的能力)时，该类表面活性剂的使用危害其在最终复合固体材料中的作用。

作为表面活性剂的使用的替代方案，日本专利公开JP 2008-050188公开了用于无机细颗粒的表面改性的方法和包含所述颗粒的热塑性复合材料。为了改善填料粉末的分散而不导致不期望的光散射效应，先对填料无机颗粒进行表面改性然后使其与表面处理剂、然后与硅烷偶联剂反应。列举了若干种无机颗粒作为可被处理剂和偶联剂的可能结合之一改性的填料。总之，JP 2008-050188不仅未提及如何维持或改善固化复合材料的机械性能和尺寸稳定性，也未提及一些化学性质例如气体吸附能力。

本发明的目的在于提供适于操作并且用于湿敏装置制造过程的干燥剂组合物，所述湿敏装置有效地减少分散于其中的无机氧化物颗粒的聚集现象并且维持吸湿能力以保护所述敏感装置。

在第一方面，本发明涉及一种干燥剂组合物，其包含分散于聚合物粘合剂中的至少一种第一吸湿无机氧化物颗粒，所述颗粒具有外表面并且通过通式为C_nH_2n+1COO^-(其中n是大于11的整数)的脂肪酸阴离子在所述外表面上进行官能化。

根据本发明，可通过使用微米或亚微米的无机氧化物颗粒来实现组合物在其物化性质(具体参照聚合物基体中的无机粉末的细分散体)和功能性质(即吸湿性能)方面的优化，其中所述颗粒首先通过与通式为C_nH_2n+1COOH的脂肪酸反应来进行表面改性，其中碳链长度(即n)大于11，更优选在13至23之间。根据待用于官能化所述第一吸湿无机氧化物颗粒的适当脂肪酸可选自包含以下的组：十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸、二十烷酸、二十二烷酸、二十四烷酸。因此，根据本发明可使用的脂肪酸阴离子选自十四烷酸根、十六烷酸根、十八烷酸根、二十烷酸根、二十二烷酸根、二十四烷酸根。

优选地，所述第一吸湿无机氧化物颗粒的尺寸在0.05μm至20μm，更优选0.1μm至10μm的范围内。0.1至1微米之间的尺寸对于一些特定沉积处理(即喷墨和旋涂)而言是理想的。