柔性吸附剂物体制造技术

一种柔性吸附剂物体，其包括热塑性聚合物基质和多孔吸附材料，其中所述物体具有大于约１０ＭＰａ的在２３℃的挠曲弹性模量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】柔性吸附剂物体专利技术背景本专利技术涉及具有提高的水吸附容量的柔性吸附材料，其包括至少 一种结合进聚合物基质的多孔功能性固体。本专利技术还涉及包括上述 吸附材料的成形体，其制备方法和其用途。多孔功能性固体的已知实例是沸石、以及其它具有功能性性 能的硅铝酸盐、二氧化硅凝胶和二氧化硅共凝胶。功能性性能是指分子 的特异性的和非特殊的吸附和解吸，其可在各种工业如化学工业、石化 工业、油气制造工业和水果及饮料工业中用于任何气体和液体的干燥、 富集或者净化。此外，它们适于作为诊断、制药、化妆品和营养品工业 中的用于分析、制备和干燥过程的吸附剂和分离剂。多孔功能性固体还 被用作催化剂。当这些材料以粉末或者粒料形式提供时，其具有有限的耐磨 性并且以工业规模以本体形式以固定床的形式使用，在操作期间获得的 粉尘状磨损材料削弱了加工设备的功能。美国专利No.5,432,214公开了 一种脱水塑料材料组合物，其 特别包括50wt。/。-80wty。的一种或多种热固性聚合物和20-50wt。/。的一种 或多种脱水剂，后者优选选自二氧化硅凝胶和分子筛。当这些混合物的 聚合物组分是由 一种或多种热固性聚合物构成时，优选通过挤出将各种 形状例如空心圆筒或者板转变为实心(solid)结构。这种填充的脱水热固 性材料的缺点在于缺乏聚合物柔性，这导致聚合物薄膜或者物体是极刚 性的。WO专利申请No.9633108公开了 一种具有干燥能力的容器。 该容器特别包括由吸附剂夹带聚合物形成的插入物。在插入物中夹带的 吸附剂的浓度可以超过75%,但通常落入40-75wt。/。的范围(吸附剂-聚合 物)。虽然在聚合吸附剂领域中，这种浓度被认为是高浓度，但是性能仍 然受到封装极刚性的吸附剂颗粒的聚合物基质的限制。—系列美国专利(全部是Hekal等人的)，例如US 6,174,952 Bl、 US 6,194,079 Bl和US 6,214,255 Bl,公开了含不溶于水的聚合物、 亲水试剂和吸收材料的单块组合物。在一个实施方案中，形成了吸收材 料夹带聚合物，其可用于制造用于需要受控环境的物品的容器和包装。当产品固化时，亲水试剂形成了互连通道，通过该互连通道，所期望的 组合物可连通到吸水材料。这些材料具有的缺点是聚合物使得其影响了 吸水材料的刚性。通常本领域已知的是基于含功能性固体组分的有机聚合物的 共混物的所期望的特征如耐用性和抗破裂性往往在功能性固体的非常 高浓度下降低。另 一方法是由反应混合物生产成形制品，所述反应混合物包 括沸石、增塑剂和无机粘结剂，即硅氧烷，如WO 9949964中所公开的。 这种材料具有较高的沸石含量，即40-90wt。/o(相对于用于生产成形物体 的反应混合物来说)，并且显示出良好的水吸附动力学。然而，硅酮基质 的交联需要反应混合物的灵敏的温度控制。在过高或过低温度下锻烧可 能导致成形制品的不足的压缩强度。在这种干燥过程期间，无机粘合挤 出物往往收缩最高15%,引起有关形状保真度的问题。在很多情况下， 这种收缩引起导致不能接受的破碎速率的断裂。此外，无机粘合挤出物 是极刚性的。专利文献描述了结合进聚合物的吸附剂，例如US 5,384,047(CA Sheckler) 、 JP 62 201642 A(Keinoke Isono) 、 US 5,149,435(H丄Laube)、 WO 99 49964 A(Grace GmbH)、 US 5,114,584 A(C.A. Sheckler) 、 US 4,433,063(Bernstein P.等)、EP 0 119 913 A(CommisariatEnergie Atomique)。在所有这些情况中，仅仅使用聚合物 以代替无机粘结剂而增加机械稳定性和/或简化制造工艺。这些专利都没 有提及柔性吸附剂物体。US 4,013,566(Taylor R Daniel)描述了用于致冷 液系统的聚合吸附剂物体，其包括沸石和两组分或多组分聚合物体系。 相应的制造工艺包括若干混合和加热步骤，然后成形。成形后，产品需 要净皮固化。US 6,458， 187 Bl(Grace GmbH & Co. KG)描述了成形沸石物体 的制造和用途，所述成形沸石物体包括物体或者棒形状，通过挤出制 得，可用于但非局限于液体冷却剂干燥。与本专利技术相反，根据US 6,458,187 Bl的吸附剂物体是具有一定弹性的刚性的，但无疑不是柔性 的。US 6,318,115(Kirchner等)描述了根据US 6,458,187 Bl的干燥剂物 体在水箱冷凝器中的用途。干燥剂物体可以直接被置入冰箱冷凝器，这使得淘汰了单独的干燥剂料筒。要注意，在标准设备中，千燥剂料筒被 单独地制造和焊接到冷凝器。美国专利No.4,013,566描述了一种吸附剂物体，其包括分布在脂族环氧聚合物基质中的分子筛。这种树脂在本质 上不是热塑性材料，而是热固化性的，这产生了本质上并非实际具有柔 性的吸附剂物体。上述出版物都没有描述由多孔功能性固体高度填充的由聚合 物组成的成形物体，其具有在用于需要高度柔性的吸附剂物体的某些吸 附剂应用可接受的适当的水吸附动力学和弹性。
技术实现思路
本专利技术涉及柔性吸附剂物体，其包括热塑性聚合物基质和多的挠曲;单性模量/通^，柔性吸附t剂物体的基质材料在23°C的挠曲弹 性模量为约10-约1000MPa,优选在23°C的挠曲弹性模量为约10-约 500MPa,更优选在23。C的挠曲弹性模量为约10-约lOOMPa,并且甚至 更优选在23°C的挠曲弹性才莫量为约10-约70MPa。通常，所述柔性吸附剂物体，在25。C和10%相对湿度下，水 分吸附容量为所述物体的总重量的至少5wt。/o的水，并且所述物体包括 所述物体的总重量的至少3Owt。/o的吸附剂。优选地，柔性吸附剂物体， 在25。C和10%相对湿度下，水分吸附容量为所述物体的总重量的至少 10wt。/。的水，并且所述物体包括所述物体的总重量的至少70wt。/o的吸附 剂。通常，柔性吸附剂物体聚合物的基质材料的玻璃态转化温度小于约 10°C,优选该聚合物的玻璃态转化温度为约0至-60。C。通常，柔性吸 附剂物体聚合物的基质材料的渗透系数大于约lg/n^d,以IOO微米薄膜 在23。C计，优选地，该聚合物的渗透系数大于约5g/m2d,以100微米 薄膜在23。C计，并且更优选地，该聚合物的渗透系数大于约10g/m2d, 以100微米薄膜在23。C计。通常，柔性吸附剂物体聚合物包括热塑性 聚合物或者热塑性或交联状态的热固性聚合物，或者具有如本文所述的 性能关系的其它热塑性聚合物，例如但不限于聚醚酯(PEE)、乙烯-乙酸 乙烯酯(EVA)、苯乙烯丁二烯、乙烯辛烯聚合物。通常，柔性吸附剂物 体吸附材料可由作为吸附材料的多孔功能性固体组成。优选的功能性固 体是吸附剂，例如，可用于调理、分离或者净化气体或液体的具有吸附 或干燥性能的试剂，如活性炭、活性粘土、 二氧化硅凝胶、二氧化硅共 凝胶或者铝硅酸盐。优选地，功能性固体可由沸石组成，更优选地，功 能性固体可由3A沸石组成。通常，吸附材料的含量为所述实心(solid) 物体的约30-约85wt%,而聚合物的含量为所述物体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性吸附剂物体，其包括：　　　　（ａ）热塑性聚合物基质；和　　　　（ｂ）多孔吸附材料，　　　　其中在２３℃，所述物体具有大于约１０ＭＰａ的挠曲弹性模量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：HG弗里茨，J哈默，HH赫菲尔，
申请(专利权)人：格雷斯股份有限两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]