CN1487826A - 酸性气体吸收片和使用方法 - Google Patents

Abstract

一种酸性气体吸收片，包括相对足量重量比的可为活性炭或硅胶或其混合物的吸附剂、碳酸钾、聚乙烯吡咯烷酮、或碳酸氢钾。一种利用上述吸收片通过将其插入有限环境中而吸收该环境中的酸性气体的方法。

Description

酸性气体吸收片和使用方法

发明背景

本发明涉及一种用于放置于有限空间用来吸收有害酸性气法的气体吸收片。

在背景技术中，在有限环境中，例如计算机硬件装置和其他类型计算机和电子装置中，产生挥发性的有机和其他酸性气体，其对这些设备有不利影响。过去，已经采用颗粒状和片状活性炭来吸收上述类型设备中产生的酸性气体。这种碳可以以未处理和盐处理的形式使用。

发明简述

本发明的目的在于提供一种可以放置在有限环境中用于有效吸收其中产生的酸性气体的气体吸收片，这些酸性气体对有限环境中的物品有不利影响。

本发明更具体的目的是提供一种可以放置于电子设备外壳中来吸收酸性气体的气体吸收片，这些酸性气体对电子组件有不利影响。

本发明的另一个目的是提供一种吸收有限环境如计算机硬件设备和其他类型计算机环境中的酸性气体的改进方法。本发明的其他目的和附带的优点在下文可以更清楚地理解。

本发明涉及一种酸性气体吸收片，包括相对足量重量比的至少一种吸附剂、粘合剂和碱式盐。

本发明还涉及一种从电子设备中吸收酸性气体的方法，包括制备酸性气体吸收片的步骤，该酸性气体吸收片含有相对足量重量比的至少一种吸附剂、粘合剂和至少一种碱式盐，和将该酸性气体吸收片放置在该电子设备中。

本发明的各方面在阅读了说明书下面的部分后能够更全面的了解。

发明详述

在存在酸性气体的计算机硬件设备和包括计算机类设备的其他有限电子设备中，希望吸收这些有机酸性气体，以使它们不对在该有限环境中的物品产生不利影响。

根据本发明，提供一种吸收产生的有机和其他酸性气体的片。这些气体包括乙酸、硫化氢和盐酸中的一种或者几种。该片含有至少一种吸附剂、碱式盐和粘合剂。还可以将包括但是不限于无硅氧烷材料的脱模剂与上述组分混合，以有助于将成型的片从制备其的模具中取出。该片可以是长度约3/4英寸、宽度约1/4英寸、高度约1/4英寸的矩形固体，但其可以是其他尺寸。

优选的吸附剂是活性炭或者硅胶或者它们的任意比例混合物。活性炭或者硅胶吸附剂或者它们的任意比例混合物以重量计可以以约73％到93％的量存在，更优选约78％到88％，最优选约80％到85％。活性炭或者硅胶或者任意比例的混合物可以具有约10到325目的粒径，更优选约30到230目，最优选约50到200目。尽管优选上述吸附剂，但也可以使用包括所说硅胶、分子筛和纤维素材料的其他吸附剂，没有限制。

优选的粘合剂是聚乙烯吡咯烷酮，其存在量可为约4％到25％，更优选约8％到17％，最优选约9％到11％。任何标准的制片粘合剂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剂包括硅酸钠、微晶纤维素、甲基纤维素、HPMC纤维素和CMC纤维素加上各种树胶基粘合剂。如下所述，上述粘合剂的作用方式与聚乙烯吡咯烷酮相同，即它们将吸附酸性气体并将其随后释出。

优选的碱式盐是碳酸钾，其含量可为约0.2％到8.4％，更优选约0.8％到4％，最优选约1.5％到2.5％。pH为约7到12的碱式盐可以替代碳酸钾，这些化合物包括但是不限于碳酸氢钾、碳酸氢钠和碳酸钠。如后面所述的，将碳酸钾与吸附剂混合，其作用是吸收大部分酸性气体。如后面所述的，碳酸钾与酸性气体以化学方式结合，生成二氧化碳和水作为副产物。水被吸附剂吸附，而二氧化碳释放到空气中。优选的碱式盐可以自身使用或者与另一碱式盐结合，如后面所述。

优选含有的另一种碱式盐是碳酸氢钾，其含量可为约0.5％到7％。更优选约1.5％到4％，最优选约2.5％到3％。pH为7到12的其他碱式盐可以替代碳酸氢钾，这些化合物包括但是不限于碳酸钾、碳酸氢钠和碳酸钠。碳酸氢钾的作用是优先直接吸收酸性气体，然后还吸收已经被粘合剂吸附并且然后解吸的酸性气体。除了碳酸钾之外使用碳酸氢钾的原因是由于其很容易与该粘合剂混合。碳酸钾优先与吸附剂一起使用，由于其吸收酸性气体的能力较大，因此，使得总的酸性气体吸收能力最大。但是，如上所述，碳酸钾或者其他任何合适的碱式盐，包括但是不限于氢氧化物和胺类的盐，可以与粘合剂一起使用，但是优选碳酸氢盐。如后面所述，聚乙烯吡咯烷酮吸附和释放酸性气体，然后碳酸氢盐与其进行化学反应，释放二氧化碳和水。水被吸附剂吸附，二氧化碳被排放到大气中。

气体吸收片还可以含有高达30％的水，更优选高达约15％，最优选高达约2％。

除了上述的之外，适量的脱模润滑剂可以与该组合物混合，在该例子中，脱模润滑剂由硬脂酸铝组成。其他合适的脱模剂也可以使用。

已经配制了具有下列重量组成的片：

活性炭/硅胶混合物*        84％

K₂CO₃                   2％

KHCO₃                    3％

聚乙烯吡咯烷酮            9％

硬脂酸铝(无硅氧烷)        1％

H₂O                      1％

*该混合物的具体重量比例为80％的活性炭和20％的硅胶。但是，碳/硅胶混合物的比例可以从100％碳变化至100％硅胶。碳包括但是不限于活性果壳或者石油基碳，其可以是可商购的处理或者未处理过的碳。硅胶包括但是不限于A类、B类和AB类。

上述片按照下面的方法制备。将碳或者硅胶或者它们任意比例的混合物及碳酸钾在行星式混合机中混合大约10分钟。然后，将该混合物放置约24小时。但是，上述组分的混合可以在2到60分钟间以任何方式完成，而放置可以在任何地方进行约2到72小时，只要在该时间段中达到平衡。放置上述混合物之后，加入硬脂酸铝，将得到的组合物混合约5分钟，直至良好混合。但是，该混合可以在1分钟到30分钟内完成。然后，在简单的叶轮混合器中将碳酸氢钾和聚乙烯吡咯烷酮混合，直至均化。然后，将碳酸氢钾和聚乙烯吡咯烷酮的混合物加入到碳或硅胶的混合物或者它们与碳酸钾的混合物中，所有这些组分在西格玛混合机中在约54℃的温度下混合大约2个小时，直至混合物良好混合并可用于制片。但是，可在约1小时到8小时的任何合适的时间内完成混合，最终的温度范围可为约10℃到180℃。最终混合物的制片在压片机中在为约5000到12000磅每平方英寸的压力下进行。

在上述配方中用另一化合物替代碳酸氢钾时，混合步骤基本相同，其中替代的化合物与聚乙烯吡咯烷酮单独混合，以确保与其密切接触。因此，即使单独混合已经进行，如果用碳酸钾替代碳酸氢钾，可以只存在一种碱式盐。

上述片以下面的方式发挥作用。与吸附剂混合的碱式盐通过将酸性气体转变成无害物质来吸收酸性气体。碱式盐与酸性气体的化学反应产生一种盐和二氧化碳气体加上水。因此，消除了有害的酸性气体。将二氧化碳排放到大气中，而水分被吸附剂吸附，最后在硬件设备或者电子或计算机设备的运行过程中吸附剂被加热时释放到大气中。聚乙烯吡咯烷酮粘合剂吸附酸性气体，但是没有象如上所述的酸性气体与碱式盐反应那样的化学变化。但是，由于没有发生化学变化，在片中存在碱式盐时，酸性气体将从粘合剂解吸并进入粘合剂外的片部分，并且随后碱式盐以上述的方式吸收酸性气体。如上所述，更有效的碱式盐是碳酸氢钾，其与碳酸钾相比，更容易与聚乙烯吡咯烷酮混合。

下列图表表明该片保留有机酸的性能。在这方面，对其中在上述含有碳酸钾、碳酸氢钾和聚乙烯吡咯烷酮的具体配方中吸附剂是100％的活性炭的三个8-10mg样品在Dynatherm测试机上进行测试，结果绘于下列各表中。试验表明，三个样品平均吸收139mg的乙酸，而在进行了26次解吸循环之后，只解吸6mg。因此，酸被所述片吸收然后释放的原始量的百分数小于约5％。上述情况示出于下面题为“有机酸解吸”的图A和图B中。

在下面的图A、B、C和D中，每个循环由对每个样品(8-10mg)进行4分钟具体加热构成。每个循环的温度在下表中表示，其中连续列出每个循环。

循环	温度(℃)
		1	100
1	125
		1	150
3	200
		3	225
4	250
		4	275
9	300

为进一步说明，前三个连续循环分别在100℃、125℃和150℃下进行4分钟。然后，是三个连续的四分钟循环在200℃、225℃、250℃等，总共26个循环。换言之，对每个样品进行二十六个连续的四分钟循环，测定酸性气体解吸的量。每个曲线表明酸性气体解吸的累积量。也就是说，该图不表示每个循环的解吸的具体量，而表示循环结束时解吸的总量。

下面的图A绘出了相对于解吸循环的解吸毫克数：

下面的图B涉及相同的主题。但是，该图是相对于解吸循环绘出的解吸的原始重量的百分数。

由这两个图可见，在二十六个解吸循环之后，解吸的量趋于稳定。

上面的图A和B表示含有碳酸氢钾的上述片的解吸特性。在上述图A和B与其中该片不含碳酸氢钾的下图C和D相比时，可以理解碳酸氢钾的意义。图C和D的片含有87％的吸附剂(其是100％的活性炭)、2％的碳酸钾、9％的聚乙烯吡咯烷酮、1％硬脂酸铝和1％的水。只将碳酸钾与吸附剂混合，然后将该混合物与聚乙烯吡咯烷酮混合。简单地说，当图A与图C相比时，可以看到图A中解吸的总量为6.3毫克，而图C中为75毫克，这说明碳酸氢钾的容量大大限制解吸。相同的结果可以从其中4.5％的原始重量被解吸的图B与其中52％的原始重量被解吸的图D的比较中得出。

前文采用的术语“吸收”是指反应的结果使气体被化学地改变，而术语“吸附”和“解吸”是指分别与粘合剂和吸附剂结合和从中释放的结果不使气体发生化学变化。

尽管前文指出吸附剂是吸附剂和粘合剂一起使用，但在某些情况下，可能需要吸附剂只用粘合剂。

虽然前文已经指出了电子设备、计算机和计算机硬件设备，但还可以理解本发明的酸性气体吸收片和方法还可以用于其他类型的电子设备，包括但是不限于DVD、光读机等。

虽然本发明的优选实施方案已经公开，但可以理解本发明并不限于此，而是可以在所附的权利要求的范围之内实施。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.一种酸性气体吸收片，含有相对足量重量比的至少一种吸附剂、粘合剂、一种碱式盐和第二种碱式盐，所说的一种碱式盐主要与所说的吸附剂结合，并且所说的第二种碱式盐主要与所说的粘合剂结合。

4.权利要求1的酸性气体吸附片，其中所说的一种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐和碳酸氢盐。

5.权利要求1的酸性气体吸附片，其中所说的一种碱式盐和所说的第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐和碳酸氢盐。

6.权利要求1的酸性气体吸附片，其中所说的一种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐，第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸氢盐。

7.一种从电子设备中吸收酸性气体的方法，包括提供酸性气体吸收片的步骤，和将该酸性气体吸收片装入该电子设备中的步骤，该吸收片含有相对足量重量比的至少一种吸附剂、粘合剂、以及主要与所说吸附剂结合的一种碱式盐，主要与所述粘合剂结合的第二种碱式盐。

10.权利要求7记载的方法，其中所说的一种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐和碳酸氢盐。

11.权利要求7记载的方法，其中所说的一种碱式盐和所说的第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐和碳酸氢盐。

12.权利要求7记载的方法，其中所说的一种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐，并且其中所说的第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸氢盐。

13.一种其中产生酸性气体的电子设备，改进在于该电子设备中的酸性气体吸收片，该酸性气体吸收片含有相对足量重量比的至少一种吸附剂、粘合剂，主要与所说吸附剂结合的一种碱式盐，和主要与所述粘合剂结合的第二种碱式盐。

16.权利要求13记载的电子设备，其中所说的一种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐和碳酸氢盐。

17.权利要求13记载的电子设备，其中所说的一种碱式盐和所说的第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐和碳酸氢盐。

18.权利要求13记载的电子设备，其中所说的一种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐，并且其中所说的第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸氢盐。

19.一种酸性气体吸收片，以重量计含有约73％到93％的吸附剂、4.2％到25.1％的聚乙烯吡咯烷酮、约0.4％到6.7％的碳酸氢钾、约0.2％到8.4％的碳酸钾，和0％到30％的水。

20.权利要求19记载的酸性气体吸收片，其中所说的吸附剂是活性炭和硅胶的混合物。

21.权利要求20记载的酸性气体吸收片，其中所说的混合物是任何比例的，包括全部是活性炭或者全部是硅胶。

22.权利要求19记载的酸性气体吸收片，其中所说吸附剂的量约为78％到88％，其中所说的聚乙烯吡咯烷酮的量约为8.3％到16.8％，其中所说碳酸氢钾的量约为1.4％到3.9％，其中所说碳酸钾的量约为0.8％到4.2％，其中所说的水的量约为0％到15％。

23.权利要求22记载的酸性气体吸收片，其中所说吸附剂是活性炭和硅胶的混合物。

24.权利要求23记载的酸性气体吸收片，其中所说的混合物是任何比例的，包括全部是活性炭或者全部是硅胶。

25.权利要求19记载的酸性气体吸收片，其中所说吸附剂的量约为80％到85％，其中所说的聚乙烯吡咯烷酮的量约为9.2％到10.9％，其中所说碳酸氢钾的量约为2.6％到3.1％，其中所说碳酸钾的量约为1.6％到2.5％，其中所说的水的量约为0％到2％。

26.权利要求25记载的酸性气体吸收片，其中所说吸附剂是活性炭和硅胶的混合物。

27.权利要求26记载的酸性气体吸收片，其中所说的混合物是任何比例的，包括全部是活性炭或者全部是硅胶。

28.一种制备用于生产酸性气体吸收片的混合物的方法，包括下面的步骤：提供吸附剂和第一种碱式盐，将该吸附剂与所说第一种碱式盐混合，生成第一种混合物，提供粘合剂和第二种碱式盐，将该粘合剂与所说第二种碱式盐混合，生成第二种混合物，和将第一种混合物和第二种混合物混合。

29.权利要求28记载的制备混合物的方法，其中所说的第一种碱式盐和所说的第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐和碳酸氢盐。

30.权利要求28记载的制备混合物的方法，其中所说的第一种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐，并且其中所述的第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸氢盐。

31.权利要求28记载的制备混合物的方法，其中所说的吸附剂是活性炭和硅胶的混合物。

32.权利要求31记载的制备混合物的方法，其中所说的第一种碱式盐和所说的第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐和碳酸氢盐。

33.权利要求31记载的制备混合物的方法，其中所说的第一种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐，并且其中所述的第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸氢盐。

34.权利要求31记载的制备混合物的方法，其中所说的混合物是任何比例的，包括全部是活性炭或者全部是硅胶。

35.权利要求34记载的制备混合物的方法，其中所说的第一种碱式盐和所说的第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐和碳酸氢盐。

36.权利要求34记载的制备混合物的方法，其中所说的第一种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐，并且其中所述的第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸氢盐。

Claims (27)

1.一种酸性气体吸收片，含有相对足量重量比的至少一种吸附剂、粘合剂和至少一种碱式盐。

2.权利要求1记载的酸性气体吸收片，其中含有第二种碱式盐。

3.权利要求2记载的酸性气体吸收片，其中所说的至少一种碱式盐主要与所说的吸附剂结合，并且其中所说的第二种碱式盐主要与所说的粘合剂结合。

4.权利要求1记载的酸性气体吸收片，其中所说的至少一种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐和碳酸氢盐。

5.权利要求1记载的酸性气体吸收片，其中包括第二种碱式盐，并且其中所说的至少一种碱式盐和所说的第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐和碳酸氢盐。

6.权利要求1记载的酸性气体吸收片，其中所说的至少一种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐，所说的第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸氢盐。

7.一种从电子设备中吸收酸性气体的方法，包括提供酸性气体吸收片的步骤，和将该酸性气体吸收片装入该电子设备中的步骤，该吸收片包含相对足量重量比的至少一种吸附剂、粘合剂和至少一种碱式盐。

8.权利要求7记载的方法，其中所说的酸性气体吸收片包括第二种碱式盐。

9.权利要求8记载的方法，其中所说的至少一种碱式盐主要与所说的吸附剂结合，并且所说的第二种碱式盐主要与所说的粘合剂结合。

10.权利要求7记载的方法，其中所说的至少一种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐和碳酸氢盐。

11.权利要求7记载的方法，其中包括第二种碱式盐，并且其中所说的至少一种碱式盐和所说的第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐和碳酸氢盐。

12.权利要求7记载的方法，其中所说的至少一种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐，并且第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸氢盐。

13.一种其中产生酸性气体的电子设备，改进在于该电子设备中的酸性气体吸收片，该酸性气体吸收片包括相对足量重量比的至少一种吸附剂、粘合剂和至少一种碱式盐。

14.权利要求13记载的电子设备，其中含有第二种碱式盐。

15.权利要求14记载的电子设备，其中所说的至少一种碱式盐主要与所说的吸附剂结合，并且所说的第二种碱式盐主要与所说的粘合剂结合。

16.权利要求13记载的电子设备，其中所说的至少一种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐和碳酸氢盐。

17.权利要求13记载的电子设备，其中包括第二种碱式盐，并且其中所说的至少一种碱式盐和所说的第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐和碳酸氢盐。

18.权利要求13记载的电子设备，其中所说的至少一种碱式盐选自钠和钾的碳酸盐，第二种碱式盐选自钠和钾的碳酸氢盐。

19.一种酸性气体吸收片，以重量计含有约73％到93％的吸附剂、4.2％到25.1％的聚乙烯吡咯烷酮、约0.4％到6.7％的碳酸氢钾、约0.2％到8.4％的碳酸钾，和0％到30％的水。

20.权利要求19记载的酸性气体吸收片，其中所说的吸附剂是活性炭和硅胶的混合物。

21.权利要求20记载的酸性气体吸收片，其中所说的混合物是任何比例的，包括全部是活性炭或者全部是硅胶。

22.权利要求19记载的酸性气体吸收片，其中所说吸附剂的量约为78％到88％，其中所说的聚乙烯吡咯烷酮的量约为8.3％到16.8％，其中所说碳酸氢钾的量约为1.4％到3.9％，其中所说碳酸钾的量约为0.8％到4.2％，其中所说的水的量约为0％到15％。

23.权利要求22记载的酸性气体吸收片，其中所说吸附剂是活性炭和硅胶的混合物。

24.权利要求23记载的酸性气体吸收片，其中所说的混合物是任何比例的，包括全部是活性炭或者全部是硅胶。

25.权利要求19记载的酸性气体吸收片，其中所说吸附剂的量约为80％到85％，其中所说的聚乙烯吡咯烷酮的量约为9.2％到10.9％，其中所说碳酸氢钾的量约为2.6％到3.1％，其中所说碳酸钾的量约为1.6％到2.5％，其中所说的水的量约为0％到2％。

26.权利要求25记载的酸性气体吸收片，其中所说吸附剂是活性炭和硅胶的混合物。

27.权利要求26记载的酸性气体吸收片，其中所说的混合物是任何比例的，包括全部是活性炭或者全部是硅胶。