[发明专利]具有有机粘结剂的沸石吸附剂

说明书

本发明涉及包含至少一种聚合物基体的附聚沸石吸附剂，所述聚合物基体高度荷载有至少一种沸石类型的吸附剂。本发明还涉及尤其是通过挤出获得的此种吸附剂的制备方法，以及其尤其作为湿气、气味、挥发性有机成分等的吸附剂的用途。

现在通常使用的沸石吸附剂是包含一种或数种借助于无机粘结剂而附聚的沸石吸附剂。这些附聚物以各种形式存在，通常是以球粒、挤出物(extrudés)、短丝(filés)、粉末等形式，具有或大或小，通常数微米至数毫米的粒度。

这时，原样使用这些附聚吸附剂，例如用以填充液体或气体的纯化柱、分离柱，或用于担载在化学反应中所使用的催化剂。

然而，此类附聚物具有产生灰尘、细粉(fines)、烟尘的缺点并需要使用时的预防措施，和尤其是使得能够拘限所述附聚物以便能够使用它们的容器。

为了能够摆脱与沸石粉末和附聚物的搬运装卸有关的问题，和为了能够处理成型的固体沸石吸附剂(不需要容器以进行处理)，已提出了将沸石粉末和/或沸石附聚物嵌入聚合物基体中。这时，可以通过浇铸、注入、挤出等使所述聚合物基体成型。

此类经成型制品比沸石粉末或沸石粉末的附聚物更容易处理，并且因此更容易地作为以颗粒、薄膜、条、棍、杆(joncs)等形式的吸附剂进行使用。

然而，迄今所提出的具有聚合物基体(例如，具有有机粘结剂)的沸石吸附剂遭受有许多缺点，主要的是可以被掺入聚合物基体中的沸石的低含量。

这是因为，现有技术表明，通过将沸石粉末混入熔化状态的聚合物基体中相对难以达到在聚合物基体中沸石的高含量。

此外，当所述聚合物基体中的沸石粉末的质量含量增加时，通过具有聚合物基体的沸石吸附剂的挤出、挤出-浇铸或浇铸所获得的制品的机械性能大大地减小。

这导致，直今，具有有机粘结剂的沸石吸附剂是松脆的、易碎的和/或仅具有低的吸附容量。

为了克服这些缺点，已提出了在造孔剂和/或加工助剂(英语为“processing aids”)存在下制备具有沸石粉末和聚合物的组合物。

该解决方案具有对于相同体积的具有有机基体的沸石吸附剂减小沸石比例的缺点。然而，这些造孔剂和“加工助剂”在有机基体中产生了大/中孔隙性，这导致快的吸附动力学，并因此非常短的有效期。

因此，仍然存在对于具最大吸附容量的并具有慢的吸附动力学的含有机粘结剂的沸石吸附剂的需要，并其被赋有良好的机械性能。对于以固体(或单片)形式存在的沸石吸附材料，该需要是特别重要的，所述固体形式可以通过挤出、浇铸、挤出-浇铸、注入、注塑等获得。

此类具有有机粘结剂的沸石吸附剂构成本发明的第一目的。其他目的在随后的本发明描述中再出现。

因此，本发明首先涉及具有有机粘结剂的沸石吸附材料，其包含：

a)聚合物基体，和

b)至少一种沸石，

并且其中：

-沸石晶体均匀地分散在所述基体中，和

-沸石晶体的量相对于所述吸附材料的总重量大于65重量％，优选地大于70重量％，并且相对于所述吸附材料的总重量小于99重量％，优选地小于95重量％，更加优选地小于90重量％，最优选地小于或等于85重量％。

在本发明的范围内，沸石吸附材料通常由化合物(混合物，然后例如通过挤出、浇铸、挤出-浇铸、注入-挤出而成型)或从本领域技术人员已知的允许使用至少一种熔化的聚合物基体获得固体形式制品的任何其他技术来获得。

在根据本发明的吸附材料中所包含的聚合物基体可以是本身为聚合物的专业人员的领域技术人员已知的任何类型。该聚合物基体优选地包含相对于聚合物基体的总重量大于20重量％，优选地大于50重量％的量的至少一种热塑性和/或热固性的均聚物和/或共聚物。

优选地，该聚合物基体包含至少一种热塑性的均聚物和/或共聚物，和更加优选地由至少一种热塑性的均聚物和/或共聚物构成。

作为非限制性的例子，该聚合物基体包含聚烯烃，例如聚乙烯、聚丙烯等类型的聚烯烃；弹性体，例如丙烯酸酯共聚物类型的弹性体，例如乙烯/丙烯酸丁酯共聚物；聚酰胺；聚酯或这些聚合物中两种或更多种的混合物。

该聚合物基体还可以包含，全部地或部分地，可形成超分子组装的一种或多种聚合物，均聚物和/或共聚物。超分子组装，意指可通过氢键而相互结合的聚合物，均聚物和/或共聚物。