[发明专利]一种纸状自发热膜及其制备方法

说明书

本发明公布了一种纸状自发热膜及其制备方法。自发热膜包括自发热金属粉和纤维载体，自发热金属粉均匀分布在纤维载体中，并与纤维载体共同形成纸状膜。纤维载体包括纤维和活性炭粉末。自发热金属粉为铁粉和铝粉的混合物，其中铝粉的质量百分比含量为0.05％～50％。纸状自发热膜按照面密度100～1000g/m²配置。纤维包括纸纤维、木纤维、亲水化学纤维、碳纤维、碳纳米纤维。金属粉、纤维、活性炭粉末和离子表面活性剂溶解于水并搅拌均匀，加入工业盐浓缩，然后采用均匀涂布法或辊压法将浓浆液涂抹到基体上，烘干后即得到纸状自发热膜。本发明采用纤维作为载体，为金属粉的氧化剂提供了扩散通道，提高了能效，并避免金属粉脱落。

技术领域

本发明涉及一种纸状自发热膜及其制备方法，属于材料合成及其医疗保健应用领域。

背景技术

自发热薄膜，如加热蒸汽贴在健康保健市场具有重要的应用，如可增强人体内的血液循环，有效缓解慢性腰痛，肩膀僵硬,眼睛疲劳、治疗干眼症等。同时，这些加热蒸汽贴还可以用于加热腰部或腹部，起到调节神经活动的生理功能、缓解疼痛等功效。在这些加热蒸汽贴中，主要通过铁粉氧化成氧化铁产生热量，使水蒸气挥发。然而，在自发热贴中，当铁粉氧化时，容易产生板结现象，造成剩余的铁粉不能在氧气、水及电解质的作用下顺利反应，从而导致发热和蒸汽产生不足，影响了正常医疗保健效果。另外，自发热贴在运输、使用过程中，铁粉有可能与基体分离、脱落，造成加热位置变化、铁粉氧化过程失控、甚至存在安全隐患。

现有的自发热贴技术，主要将铁粉、活性炭与盐及蛭石等混合后，通过胶粘合在一起构成发热材料，当接触空气时，空气中的氧与铁在水和盐的共同作用下，快速发生氧化反应并释放热量。现有的技术由于铁粉和水分分散不均匀，很难控制铁粉的氧化过程，容易造成过热或者发热不足等问题。铁粉的氧化过程需要良好的控制，才能准确控制自发热贴的温度和蒸汽量。

发明内容

本发明旨在提供一种基于微米或纳米级纤维的纸状自发热膜，将表面钝化的自发热金属粉均匀负载在纤维上形成复合纤维，然后将复合纤维制成纸状自发热膜。

本发明通过以下技术方案实现：

一种纸状自发热膜，所述自发热膜包括自发热金属粉和纤维载体，所述自发热金属粉均匀分布在所述纤维载体中，并与所述纤维载体共同形成纸状膜；所述纤维载体包括纤维和水分；所述纤维和自发热金属粉的质量比为1:10～1:1；所述自发热金属粉为铁粉和铝粉的混合物，其中所述铝粉的质量百分比含量为0.05％～50％。

所述自发热金属粉的粒径范围为20μm～0.5mm。

所述纸状自发热膜按照面密度100～1000g/m²配置。

所述纤维载体还包括活性炭粉末。

所述纤维包括纸纤维、木纤维、亲水化学纤维、碳纤维、碳纳米纤维。

所述纤维的直径为纳米级至微米级；所述纤维的长度为微米级至分米级。

一种纸状自发热膜的制备方法，能够用于上述纸状自发热膜的制备，所述方法包括：

准备基体；

分别称取适量的铁粉和铝粉；

分别称取适量纤维和活性炭粉末；

将所述纤维加入到盛有适量水的容器中，使纤维分散溶解形成纤维溶液；

将活性炭粉末加入到纤维溶液中，搅拌均匀后，加入阳离子表面活性剂并继续搅拌成为纤维混合溶液；

将适量铁粉和铝粉加入到纤维混合溶液中搅拌10分钟后，加入阴离子表面活性剂，搅拌10分钟以上，形成混合均匀的纸浆溶液；

将纸浆溶液过滤，取出滤后浓缩液，并将适量盐加入到浓缩液中搅拌形成浓浆液；