[發(fā)明專利]用于制造和保護(hù)濕敏裝置的包含表面改性的金屬氧化物粉末的干燥劑組合物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380029554.8
• 申請(qǐng)日: 2013-02-19
• 公開（公告）號(hào): CN104364200A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 保羅·瓦卡;吉亞布里爾·吉利;喬治·馬基;馬可·穆杜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 工程吸氣公司
• 主分類號(hào): C01G9/02
• 分類號(hào): C01G9/02;C01G45/02;B01J20/04
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;劉媛

本發(fā)明涉及表面改性的氧化物顆粒，特別是堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物，并且涉及改進(jìn)的干燥劑組合物，其適于控制封裝的電子裝置內(nèi)的濕度水平，從而防止其過早損壞和/或其性能劣化。

多種電子和工業(yè)裝置要求濕度水平在約0.1至5000份/百萬(wàn)份水蒸汽(ppm)的范圍內(nèi)，原因是其性能受濕度影響。這些裝置的實(shí)例是微機(jī)電裝置(MEM)和微型光機(jī)電裝置(MOEM)、用于電信應(yīng)用的光電裝置、可植入醫(yī)療裝置(起搏器、除顫器)、有機(jī)電子裝置例如OLED、OLET和有機(jī)太陽(yáng)能電池(OPV)。

這些裝置的保存通常由以下方法實(shí)現(xiàn)：使用適于降低來(lái)自外部環(huán)境的水分傳輸?shù)拿芊鈩?duì)裝置進(jìn)行包封和通過將干燥劑組合物插入容納濕敏裝置的殼體內(nèi)。

堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物及其他吸濕無(wú)機(jī)金屬氧化物通?；瘜W(xué)地吸濕，其提供比物理吸附材料更低的水分平衡壓力值和更高的吸濕能力。然而，其吸濕性質(zhì)的結(jié)果是，強(qiáng)烈聚集傾向可影響這些種類的氧化物粉末，即使存在較低濕度量或與涉及分散于其中的復(fù)合材料的制造過程相關(guān)的其他特定條件亦如此，這導(dǎo)致難以獲得良好分散的干燥劑粉末在聚合物基體中的復(fù)合材料。

美國(guó)專利US?5,591,379描述了一種具有水分吸除性能的組合物并且所述組合物包含分散于可滲透水蒸汽的粘合劑中的干燥劑材料粉末。該粘合劑可以是聚合物、多孔陶瓷或多孔玻璃，其均需要盡可能不影響吸濕速度。因此，US?5,591,379致力于維持干燥劑組合物的吸附性能，但是未提及如何實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，尤其是如何避免干燥劑粉末在聚合物基體中聚集以及如何限制在組合物的制造過程期間或使用組合物的濕敏裝置的制造過程期間干燥劑粉末暴露于環(huán)境濕度中的所有可能負(fù)面影響。

改善顆粒在聚合物基體中分散的常規(guī)方式在于使用一種或更多種因其化學(xué)官能團(tuán)而能夠分布于顆粒表面周圍的液體組合物中的添加劑例如離子型表面活性劑或非離子型表面活性劑。當(dāng)將無(wú)機(jī)顆粒用作填料時(shí)，該方式允許組合物的可接受的改進(jìn)，即元素起到改善可通過液體組合物自身凝固獲得的復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度的作用。與此相反，當(dāng)將無(wú)機(jī)顆粒用于其固有性質(zhì)(例如其吸附氣體或水分的能力)時(shí)，該類表面活性劑的使用危害其在最終復(fù)合固體材料中的作用。

作為表面活性劑的使用的替代方案，日本專利公開JP?2008-050188公開了用于無(wú)機(jī)細(xì)顆粒的表面改性的方法和包含所述顆粒的熱塑性復(fù)合材料。為了改善填料粉末的分散而不導(dǎo)致不期望的光散射效應(yīng)，先對(duì)填料無(wú)機(jī)顆粒進(jìn)行表面改性然后使其與表面處理劑、然后與硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)。列舉了若干種無(wú)機(jī)顆粒作為可被處理劑和偶聯(lián)劑的可能結(jié)合之一改性的填料。總之，JP?2008-050188不僅未提及如何維持或改善固化復(fù)合材料的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性，也未提及一些化學(xué)性質(zhì)例如氣體吸附能力。

本發(fā)明的目的在于提供適于操作并且用于濕敏裝置制造過程的干燥劑組合物，所述濕敏裝置有效地減少分散于其中的無(wú)機(jī)氧化物顆粒的聚集現(xiàn)象并且維持吸濕能力以保護(hù)所述敏感裝置。

在第一方面，本發(fā)明涉及一種干燥劑組合物，其包含分散于聚合物粘合劑中的至少一種第一吸濕無(wú)機(jī)氧化物顆粒，所述顆粒具有外表面并且通過通式為C_nH_2n+1COO^-(其中n是大于11的整數(shù))的脂肪酸陰離子在所述外表面上進(jìn)行官能化。

根據(jù)本發(fā)明，可通過使用微米或亞微米的無(wú)機(jī)氧化物顆粒來(lái)實(shí)現(xiàn)組合物在其物化性質(zhì)(具體參照聚合物基體中的無(wú)機(jī)粉末的細(xì)分散體)和功能性質(zhì)(即吸濕性能)方面的優(yōu)化，其中所述顆粒首先通過與通式為C_nH_2n+1COOH的脂肪酸反應(yīng)來(lái)進(jìn)行表面改性，其中碳鏈長(zhǎng)度(即n)大于11，更優(yōu)選在13至23之間。根據(jù)待用于官能化所述第一吸濕無(wú)機(jī)氧化物顆粒的適當(dāng)脂肪酸可選自包含以下的組：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，根據(jù)本發(fā)明可使用的脂肪酸陰離子選自十四烷酸根、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。

優(yōu)選地，所述第一吸濕無(wú)機(jī)氧化物顆粒的尺寸在0.05μm至20μm，更優(yōu)選0.1μm至10μm的范圍內(nèi)。0.1至1微米之間的尺寸對(duì)于一些特定沉積處理(即噴墨和旋涂)而言是理想的。