[发明专利]包括用于反应性气体的聚合物吸附剂的复合颗粒

说明书

本发明提供了包含粘合剂和用于捕获反应性气体的聚合物吸附剂材料的复合颗粒。另外，提供了制备复合颗粒的方法，以及使用复合颗粒捕获反应性气体的方法，以及通过将复合颗粒暴露于反应性气体而形成的组合物。包含在复合颗粒中的聚合物吸附剂材料是二乙烯基苯/马来酸酐前体聚合物材料与含氮化合物的反应产物。该反应导致形成与所述聚合物吸附剂共价连接的含氮基团。反应性气体与含氮基团进行酸碱反应。

相关申请的交叉引用

本申请要求以下专利申请的权益：2016年3月14日提交的美国临时专利申请62/307831；2017年3月1日提交的美国临时专利申请62/465221；2017年3月1日提交的美国临时专利申请62/465209；以及提交于2017年3月1日的美国临时专利申请62/465214的权益，这些临时专利申请的公开内容均全文以引用方式并入本文中。

技术领域

提供复合颗粒，其含有用于反应性气体的聚合物吸附剂材料。

背景技术

已经用于捕获诸如酸气体和/或酸前体气体的反应性气体的典型吸附剂材料基于活性炭支架。活性炭支架趋于是相对无活性的，并且这种无活性使得其难以将大量能够吸附反应性气体的基团结合到活性炭支架本身中。出于这个原因，制备反应性气体吸附剂的大部分努力都集中在寻找可与酸性化合物反应的浸渍化学品。因此，活性炭支架通常用各种碱性化合物浸渍。

最常用的碱性化合物是碳酸钾、氢氧化钠和氢氧化钾。

一般来讲，浸渍对制备吸附剂材料而言有一些缺点。浸渍化学物质可迁移，这是问题所在，尤其是如果在同一产品中使用其它吸附剂。

仍然需要用于反应性气体的吸附剂材料。

发明内容

提供含有聚合物吸附剂材料的复合颗粒用于捕获反应性气体，该反应性气体为酸气体、酸气体前体或两者。另外，提供了制备复合颗粒的方法，使用复合颗粒捕获反应性气体的方法，以及通过将复合颗粒暴露于反应性气体而形成的组合物。包含在复合颗粒中的聚合物吸附剂材料具有含氮基团，其可与反应性气体进行酸碱反应。

在第一方面，提供了复合颗粒。该复合颗粒包含粘结剂和聚合物吸附剂，该聚合物吸附剂是(a)前体聚合物材料和(b)含氮化合物的反应产物。该前体聚合物材料包含可聚合组合物的聚合产物，该可聚合产物含有(1)基于可聚合组合物中单体的总重量计8重量％至65重量％的马来酸酐、(2)基于可聚合组合物中单体的总重量计30重量％至85重量％的二乙烯基苯和(3)基于可聚合组合物中单体的总重量计0重量％至40重量％的苯乙烯类单体，其中该苯乙烯类单体为苯乙烯、烷基取代的苯乙烯或它们的组合。含氮化合物选自氨或具有至少一个伯氨基或至少一个仲氨基的化合物。

在第二方面，提供了一种吸附(即捕获)反应性气体的方法。该方法包括提供含有粘结剂和如上所述的聚合物吸附剂的复合颗粒。该方法还包括将复合颗粒暴露于反应性气体并吸附聚合物吸附剂上的反应性气体。反应性气体为酸气体、酸气体前体或两者。

在第三方面，提供了包含反应性气体和复合颗粒的反应产物的组合物。复合颗粒含有粘合剂和如上所述的聚合物吸附剂。反应性气体为酸气体、酸气体前体或两者。

在第四方面，提供了一种制备复合颗粒的方法。该方法包括提供前体聚合物材料。该前体聚合物材料包含可聚合组合物的聚合产物，该可聚合产物含有(1)基于可聚合组合物中单体的总重量计8重量％至65重量％的马来酸酐、(2)基于可聚合组合物中单体的总重量计30重量％至85重量％的二乙烯基苯和(3)基于可聚合组合物中单体的总重量计0重量％至40重量％的苯乙烯类单体，其中该苯乙烯类单体为苯乙烯、烷基取代的苯乙烯或它们的组合。该方法还包括使前体聚合物材料与含氮化合物反应，所述含氮化合物选自氨或具有至少一个伯氨基或至少一个仲氨基的化合物。该反应导致形成具有共价连接的含氮基团的聚合物吸附剂。该方法还包括将聚合物吸附剂与粘结剂共混以形成共混材料，并由该共混材料制备复合颗粒。