CN101495553A - 改性开孔泡沫材料在真空清洁器中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及模制品在真空清洁器中作为粉尘粘结工具的应用。本发明模制品的长/宽/高尺寸为1mm－5cm，并且通过将(a)密度为5－500kg/m3且平均孔径为1μm－1mm的开孔泡沫用(b)至少一种阳离子型聚合物的含水制剂处理和(c)成型步骤生产。

Description

改性开孔泡沫材料在真空清洁器中的应用
本发明涉及长·宽·高尺寸通常为1mm-5cm的模制品作为真空清洁器中粉尘粘结剂的应用，该模制品通过将(a)密度为5-500kg/m3且平均孔径为1μm-1mm的开孔泡沫用(c)至少一种阳离子型聚合物的含水制剂处理和(c)成型步骤生产。
本发明还涉及厚度为0.3-2cm，优选为0.5-1.5cm的片状模制品作为真空清洁器中粉尘粘结剂的应用，该模制品通过将(a)密度为5-500kg/m3且平均孔径为1μm-1mm的开孔泡沫用(c)至少一种阳离子型聚合物的含水制剂处理和(c)成型步骤生产。
本发明进一步涉及模制品和该模制品的生产方法。
本发明进一步涉及包括本发明模制品的真空清洁器。
泡沫，尤其是已知的开孔泡沫，在很多应用领域都使用。特别是由合成材料组成的开孔泡沫已证明是万能的。可以提及的实例为座垫、过滤材料、空调系统及汽车零件以及清洁材料。
真空清洁器，尤其是用于地板的那些，经常使用排列在集尘空间的空气入口和鼓风机吸引端之间的积尘系统，其在粉尘进入鼓风机之前阻留粉尘。一个特别有名的变型是袋形过滤器，过滤器的内侧暴露于粉尘，即粉尘在袋形过滤器内部形成沉积物。该过滤器要求定期更换。一些真空清洁器，尤其是微真空清洁器、多用途真空清洁器或工业设备，具有围绕着鼓风机且其外侧暴露于粉尘的过滤器。这些真空清洁器的优点是吸收容量更大；缺点是该过滤器只为粗粉尘设计，而细粉尘(可能包括引起过敏的花粉和微生物)穿过该过滤器并被鼓风机反吹入要求真空清洁的空间，实际效果是使粉尘飘起来了。
除了上述有袋真空清洁器，还有已知的在没有集尘袋的情况下操作的“无袋真空清洁器”。它们通常包括用于粉尘分离或初步粉尘沉积的旋风除尘器及下游细粉尘过滤器。至今已知的无袋系统的缺点是旋风除尘器的清空(主要是利用在集尘容器基座上的阀)产生尘雾，这是所述系统不卫生的方面。
一个目的是提供特别适合用在真空清洁器中且例如具有高集尘容量的粉尘粘结剂，其中它的构造在卫生方面完全令人满意，并且能够粘结细粉尘。另一个目的是提供生产本发明粉尘粘结剂的方法。
因此，发现了模制品在引言中定义的应用。
根据本发明，使用长·宽·高尺寸通常为1mm-5cm的模制品作为真空清洁器中的粉尘粘结剂，该模制品通过将(a)密度为5-500kg/m3且平均孔径为1μm-1mm的开孔泡沫用(b)至少一种阳离子型聚合物的含水制剂处理和(c)成型步骤生产。
根据本发明，可以将厚度为0.3-2cm，优选为0.5-1.5cm的片状模制品用作真空清洁器中的粉尘粘结剂，该模制品通过将(a)密度为5-500kg/m3且平均孔径为1μm-1mm的开孔泡沫用(b)至少一种阳离子型聚合物的含水制剂处理和(c)成型步骤生产。
对于本发明，含水制剂在这里可以指溶液、乳液或分散体。
本发明所用模制品的长·宽·高尺寸通常为1mm-5cm，优选至多为3cm。
在本发明的一个实施方案中，至少一种尺寸，即长度或宽度或高度大于5mm，但是至多为5cm，优选至多为3cm。还可以是至少两种或所有三种尺寸均大于5.5mm且至多为5cm，优选至多为3cm。在本发明的另一个实施方案中，本发明模制品的所有三种尺寸均为1-5mm。
在本发明的一个实施方案中，本发明模制品为圆柱形、方柱形、鞍状、球形、薄片、粒状、块状或立方体，优选成型为片形或薄片材料(丸状)，或者为星形、字母表的字母形或刺猬形模制品或为包含空腔的模制品。
在本发明的另一个实施方案中，本发明模制品为片状，厚度为0.3-2cm，优选为0.5-1.5cm。此时长度和宽度优选显著大于厚度，例如为其5倍，优选至少为其10倍。长度和宽度可以相同或不同。
在最后提及的实施方案中，本发明片状模制品例如类似席子、非织造织物或布块。
在本发明的一个实施方案中，本发明所用模制品的大小大约相同，这意味着该尺寸可以变化至多±10％。
本发明所用模制品的生产从开孔泡沫开始。
在本发明的一个实施方案中，本发明所用开孔泡沫为基于合成有机泡沫(例如基于未改性有机泡沫)的那些，实例为基于聚氨酯泡沫或氨基塑料泡沫(例如由脲甲醛树脂组成)的泡沫，以及基于酚醛树脂的泡沫，且尤其是基于聚氨酯或氨基塑料-甲醛树脂，特别是三聚氰胺/甲醛树脂的泡沫，对于本发明，基于聚氨酯的泡沫也称为聚氨酯泡沫，基于三聚氰胺/甲醛树脂的泡沫也称为三聚氰胺泡沫。
这意味着本发明所用模制品由包括合成有机材料(优选聚氨酯泡沫或氨基塑料泡沫，特别是三聚氰胺泡沫)的开孔泡沫生产。
对于本发明，用于生产本发明模制品的未改性开孔泡沫(a)非常一般地也称为未改性泡沫(a)。下面更详细地描述进行本发明方法所用的未改性开孔泡沫(a)。
使用开孔泡沫(a)作为进行本发明生产方法的原料，尤其是其中所有泡孔壁的至少50％，优选60-100％，特别优选65-99.9％(根据DIN ISO 4590测定)都开放的泡沫。
用作原料的泡沫(a)优选为硬质泡沫，对于本发明，根据DIN 53577(压缩40％)测定，该泡沫的压缩硬度为1kPa或更高。
用作原料的泡沫(a)的密度为3-500kg/m3，优选为6-300kg/m3，特别优选为7-300kg/m3。
通过评估横截面的显微图确定，用作原料的开孔泡沫(a)的平均孔径(数均)可以为1μm-1mm，优选为50-500μm。
在本发明的一个实施方案中，用作原料的开孔泡沫(a)每平方米可具有最多20个，优选最多15个，特别优选最多10个直径最高达20mm的孔。其它孔的直径通常更小。
在本发明的一个实施方案中，根据DIN 66131测定，用作原料的开孔泡沫(a)的BET表面积为0.1-50m2/g，优选为05-20m2/g。
在本发明的一个实施方案中，所用原料包括由合成有机材料组成的开孔泡沫(a)，且优选包括聚氨酯泡沫或三聚氰胺泡沫。
特别适合用作进行本发明方法的原料的聚氨酯泡沫是本身已知的。可以利用以下组分i)和ii)在组分iii)-vi)存在下的反应进行其生产：
i)一种或多种多异氰酸酯，即具有两个或更多个异氰酸酯基团的化合物，
ii)一种或多种具有至少两个对异氰酸酯呈反应性的基团的化合物，
iii)一种或多种发泡剂，
iv)一种或多种引发剂，
v)一种或多种催化剂，以及
vi)已知为开孔剂的材料。
这里引发剂iv)和发泡剂iii)可以相同。
合适的多异氰酸酯i)的实例为本身已知的具有两个或更多个异氰酸酯基团的脂族、脂环族、芳脂族且优选芳族的多官能化合物。
可以提及的单个实例为：C4-C12亚烷基二异氰酸酯，优选六亚甲基-1，6-二异氰酸酯；脂环族二异氰酸酯，例如环己烷-1，3-二异氰酸酯和环己烷-1，4-二异氰酸酯，以及所述异构体的任何所需混合物，1-异氰酸酯基-3，3，5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯，IPDI)，优选芳族二-或多异氰酸酯，例如甲苯-2，4-和2，6-二异氰酸酯，及相应的异构体混合物，二苯基甲烷-4，4’-、2，4’-和2，2’-二异氰酸酯及相应的异构体混合物，以及由二苯基甲烷-4，4’-和2，4’-二异氰酸酯组成的混合物，其它实例为多苯基多亚甲基多异氰酸酯，由二苯基甲烷-4，4’-、2，4’-与2，2’-二异氰酸酯以及多苯基多亚甲基多异氰酸酯组成的混合物(粗MDI)，及粗MDI与甲苯二异氰酸酯的混合物。多异氰酸酯可以单独使用或以混合物形式使用。
可以提及的具有至少两个对异氰酸酯呈反应性的基团的化合物ii)的特别实例为二醇和多元醇，特别是聚醚多元醇(聚亚烷基二醇)，其通过本身已知的方法制备，例如可以通过一种或多种烯化氧如氧化乙烯、氧化丙烯和氧化丁烯的碱金属氢氧化物催化聚合获得。
非常特别优选的化合物ii)为乙二醇、丙二醇、丁二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、二甘醇、二丙二醇、三甘醇、三丙二醇、四甘醇、五甘醇、六甘醇。
合适的发泡剂iii)为：水、惰性气体(尤其是二氧化碳)和作为物理发泡剂已知的那些。物理发泡剂为对起始组分呈惰性的化合物，且在室温下主要为液体，其在氨基甲酸酯反应条件下挥发。所述化合物的沸点优选低于110℃，尤其是低于80℃。在物理发泡剂中，也可以是引入起始组分i)和ii)中或溶于组分i)和ii)的惰性气体，实例为二氧化碳、氮气和稀有气体。
合适的在室温下为液体的化合物主要选自具有至少4个碳原子的烷烃和/或环烷烃、二烷基醚、酯、酮、缩醛、具有1-8个碳原子的氟代烷烃和在烷基链中具有1-3个碳原子的四烷基硅烷，尤其是四甲基硅烷。
可以提及的实例为：丙烷，正丁烷，异-和环丁烷，正-、异-和环戊烷，环己烷，二甲醚，甲乙醚，甲基叔丁基醚，甲酸甲酯，丙酮，以及氟代烷烃，其可能在对流层中降解，因此不会破坏臭氧层，实例为三氟甲烷、二氟甲烷、1，1，1，3，3-五氟丁烷、1，1，1，3，3-五氟丙烷、1，1，1，2-四氟乙烷、1，1，1-三氟-2，2，2-三氯乙烷、1，1，2-三氟-1，2，2-三氯乙烷、二氟乙烷和七氟丙烷。所述物理发泡剂可以单独使用或以任何所需的彼此的混合物使用。
EP-A 0 351 614公开了使用全氟烷烃产生开放孔。
合适的引发剂iv)的实例为：水；有机二羧酸；脂族和芳族的、在烷基中具有1-4个碳原子的任选N-单-、N，N-和N，N’-二烷基-二取代二胺，例如任选N-单-和N，N-二烷基取代的乙二胺，二亚乙基三胺，三亚乙基四胺，1，3-丙二胺，1，3-或1，4-丁二胺，1，2-、1，3-、1，4-、1，5-和1，6-己二胺，苯胺，苯二胺，2，3-、2，4-、3，4-和2，6-甲苯二胺，及4，4’-、2，4’-和2，2’-二氨基二苯基甲烷。
合适的催化剂v)为在聚氨酯化学中已知的催化剂，实例为叔胺，例如三乙胺、二甲基环己胺、N-甲基吗啉、N，N’-二甲基哌嗪、2-(二甲氨基乙氧基)乙醇、二氮杂二环[2.2.2]-辛烷等，以及特别是有机金属化合物如钛酸酯，铁化合物如乙酰丙酮化铁，锡化合物如二乙酸亚锡、二辛酸亚锡、二月桂酸亚锡，或脂族羧酸的二烷基锡盐的二烷基衍生物如二乙酸二丁基锡和二月桂酸二丁基锡。
可以提及的开孔剂vi)的实例为极性聚醚多元醇(聚亚烷基二醇)，即在链中具有高氧化乙烯含量(优选至少50重量％)的那些。这些开孔剂在发泡过程中由于分层和对表面张力的影响而具有开孔作用。
所用i)和vi)的定量比例为聚氨酯化学中的常规比例。
特别适合作为进行本发明生产方法的原料的三聚氰胺泡沫是本身已知的。它们的生产可以通过例如以下物质的发泡进行：
vii)三聚氰胺/甲醛预缩合物，其可以包括缩合进入该分子的不仅甲醛而且其它羰基化合物如乙醛，
viii)一种或多种发泡剂，
ix)一种或多种乳化剂，
x)一种或多种固化剂。
三聚氰胺/甲醛预缩合物vii)可以是未改性材料，但是它们也可以是改性材料，例如至多20mol％的三聚氰胺可以被其它本身已知的热固性材料形成剂替代，实例为烷基取代的三聚氰胺，以及其它实例为脲、氨基甲酸酯、羧酰胺、双氰胺、胍、硫酰胺、磺酰胺、脂族胺、苯酚及苯酚衍生物。除了甲醛，改性三聚氰胺/甲醛预缩合物可以包括其它羰基化合物，例如乙醛、三羟甲基乙醛、丙烯醛、糠醛、乙二醛、邻苯二甲醛和对苯二甲醛。
所用发泡剂viii)可以是与iii)下所述化合物相同的化合物。
所用乳化剂ix)可以是常规非离子、阴离子、阳离子或内铵盐表面活性剂，特别是C12-C30烷基磺酸盐，优选C12-C18烷基磺酸盐及聚乙氧基化C10-C20烷基醇，特别是式R1-O(CH2-CH2-O)y-H的那些，其中R1选自C10-C20烷基，y例如可以是5-100的整数。
可以使用的特殊固化剂x)为酸性化合物，比如无机布朗斯台德酸如硫酸或磷酸，有机布朗斯台德酸如乙酸或甲酸，路易斯酸，以及作为潜酸已知的化合物。
EP-A 0 017 672公开了合适的三聚氰胺泡沫的实例。
用作原料的泡沫(a)自然可以包括泡沫化学中的常规添加剂，例如抗氧化剂、阻燃剂、填料、着色剂如颜料或染料，及生物杀伤剂，例如
Figure A20078002775900091
此外，从至少一种阳离子型聚合物(下文也称为阳离子型聚合物(b))开始进行本发明。
对于本发明，阳离子型聚合物(b)的意思应理解为天然的且优选合成的均聚物和共聚物，每个聚合物分子包括以聚合单元形式引入的平均(数均)至少一种带有共价键合至该聚合物分子且在pH值为0-6，优选至多为5下具有正电荷的基团的单体。可以作为实例提及的是季鏻盐基团和季氨基，优选叔氨基、仲氨基且尤其是伯氨基。
在本发明的一个实施方案中，阳离子型聚合物(b)的平均分子量Mw为500-10000000g/mol，优选为10000-2000000g/mol。
在本发明优选的实施方案中，阳离子型聚合物(b)选自聚乙烯亚胺和聚乙烯基胺。
在本发明的一个实施方案中，阳离子型聚合物，尤其是聚乙烯基胺还包括以聚合单元形式引入的一种或多种不带电荷的其它共聚单体。实例为(甲基)丙烯酸C1-C10烷基酯，特别是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯或丙烯酸2-乙基己基酯。
在本发明的另一个实施方案中，阳离子型聚合物(b)包括以聚合单元形式引入的一种或多种其它带有共价键合至该聚合物分子且在pH值为0-6，优选至多为5下具有正电荷的基团的共聚单体。实例为N-乙烯基咪唑，二烯丙基二-C1-C4烷基铵，特别是二烯丙基二甲基铵，ω-N，N-二-C1-C4烷基-C2-C4烷基(甲基)丙烯酰胺，特别是2-(N，N-二甲基)乙基(甲基)丙烯酰胺或(甲基)丙烯酸ω-N，N-二-C1-C4烷基-C2-C4烷基酯，特别是(甲基)丙烯酸2-(N，N-二甲基)乙基酯，每种情况下用例如卤化物离子，特别是氯离子或者硫酸氢根或硫酸根中和。
在本发明的另一个实施方案中，聚乙烯亚胺和聚乙烯基胺均为均聚物。
当每分子携带至少一个叔、仲或伯氨基时，阳离子型聚合物(b)可以以酸中和的形式，特别是以有机酸或无机酸中和的形式存在。如果阳离子型聚合物(b)每分子携带平均多于一个叔、仲或伯氨基，则阳离子型聚合物(b)可以以部分或优选全部用酸中和的形式，特别是以有机酸或无机酸中和的形式存在。合适的有机酸例如为磺酸如α-或β-萘磺酸，及脂族或芳族羧酸，例如乙酸或硬脂酸、苯甲酸或对苯二甲酸，或者无机酸如硫酸或盐酸。
阳离子型聚合物(b)可以用烯化氧，特别是氧化乙烯进行亲水改性。每个叔氨基上可以聚合1-20mol烯化氧，尤其是氧化乙烯，特别优选1-4mol氧化乙烯。每个仲氨基上可以聚合1-40mol烯化氧，尤其是氧化乙烯，特别优选2-30mol氧化乙烯。每个伯氨基上可以聚合1-60mol烯化氧，尤其是氧化乙烯，特别优选2-40mol氧化乙烯。
在本发明的一个实施方案中，步骤(b)中所用含水制剂包含1-60重量％，优选10-40重量％的阳离子型聚合物(b)。
诸多用于使阳离子型聚合物(b)与未改性泡沫(a)接触的技术都是可行的。
例如可以通过将未改性泡沫(a)浸入阳离子型聚合物(b)的含水制剂中，通过用阳离子型聚合物(b)的含水制剂浸渍未改性泡沫(a)，通过用阳离子型聚合物(b)的含水制剂浸透未改性泡沫(a)，通过将阳离子型聚合物(b)的含水制剂喷涂施加至一些或优选全部未改性泡沫(a)，或通过将阳离子型聚合物(b)的含水制剂压延至未改性泡沫(a)上而完成该接触。
在本发明的另一个实施方案中，实现接触的程序是将阳离子型聚合物(b)的含水制剂通过刮涂应用至未改性泡沫(a)上。浸透且喷涂施加后，该物料可以在至少两个辊如旋转辊之间挤压，以实现该制剂的均匀分布并设置所需浓度。
在本发明的一个实施方案中，实现接触以后，未改性泡沫(a)和阳离子型聚合物(b)的含水制剂可以彼此相互作用例如0.1秒-24小时，优选0.5秒-10小时，特别优选1秒-6小时。
在本发明的一个实施方案中，使未改性泡沫(a)与阳离子型聚合物(b)的含水制剂在0-250℃，优选5-190℃，特别优选10-165℃的温度下接触。
在本发明的一个实施方案中，首先使未改性泡沫(a)与阳离子型聚合物(b)的含水制剂首先在0-50℃的温度下接触，然后改变温度，例如加热至60-250℃，优选65-180℃。
在本发明的另一个实施方案中，首先使未改性泡沫(a)与阳离子型聚合物(b)的含水制剂首先在0-120℃的温度下接触，然后改变温度，例如加热至30-250℃，优选125-200℃。
在本发明的一个优选实施方案中，选择原料(未改性泡沫(a)和阳离子型聚合物(b)的含水制剂)的量使得本发明产物的密度显著大于相应未改性泡沫(a)的密度。
在本发明的一个实施方案中，在未改性泡沫(a)与阳离子型聚合物(b)的含水制剂接触期间的操作在大气压力下进行。在本发明的另一个实施方案中，进行本发明方法的操作在升高的压力下进行，例如在1.1-10巴的压力下。在本发明的另一个实施方案中，进行本发明方法的操作在减压下进行，例如在0.1-900毫巴，优选至多100毫巴的压力下。
在本发明的一个实施方案中，使未改性泡沫(a)与阳离子型聚合物(b)的含水制剂的接触使得阳离子型聚合物(b)在未改性泡沫(a)上全方位地以最大均匀度分布。合适的方法为具有高度应用效力的方法。可以提及的实例为：完全浸透、沉浸、流涂、转鼓式施加、喷涂施加如压缩空气喷涂和无空气喷涂以及高速旋转雾化、涂敷、刮涂施加、压延施加、铺展、辊涂施加、刷涂、滚压、旋涂和离心法。
在本发明的另一个实施方案中，使未改性泡沫(a)与阳离子型聚合物(b)的含水制剂的接触使得阳离子型聚合物(b)的含水制剂在未改性泡沫(a)上不均匀分布。例如在本发明的一个实施方案中，可以通过喷涂将阳离子型聚合物(b)的含水制剂不均匀地施加至未改性泡沫(a)上，然后这些物料相互作用。在本发明的另一个实施方案中，可以用阳离子型聚合物(b)的含水制剂不完全浸透未改性泡沫(a)。在本发明的另一个实施方案中，可以使一部分未改性泡沫(a)与阳离子型聚合物(b)的含水制剂接触一次，而另一部分未改性泡沫(a)与阳离子型聚合物(b)的含水制剂可以至少接触两次。在另一个实施方案中，用阳离子型聚合物(b)的含水制剂完全浸透未改性泡沫(a)，转而将最上层用例如水漂洗。然后这些物料相互作用。结果是涂敷了未改性泡沫(a)的核；而外表面仍然未被涂敷。
如果使未改性泡沫(a)与阳离子型聚合物(b)的含水制剂的接触使得阳离子型聚合物(b)的含水制剂在未改性泡沫(a)上的分布不均匀，则例如这些物料在相互作用2分钟或更长的结果是不仅仅未改性泡沫(a)的最外层与阳离子型聚合物(b)的含水制剂接触。
如果使未改性泡沫(a)与阳离子型聚合物(b)的含水制剂的接触使得阳离子型聚合物(b)的含水制剂在未改性泡沫(a)上的分布不均匀，则根据本发明该改性泡沫可能在其横截面具有不均匀的机械性能。因此例如根据本发明，在与较大比例的阳离子型聚合物(b)的含水制剂接触的地方比与较少量阳离子型聚合物(b)的含水制剂接触的地方软。
在本发明的一个实施方案中，可以使用在多孔辊或多孔金属板上的压延来实现阳离子型聚合物(b)的含水制剂的不均匀分布。通过在至少一个多孔辊或至少一个多孔金属板上使用真空抽吸去除可以使阳离子型聚合物(b)的含水制剂分布得更不均匀。
在本发明的一个特殊实施方案中，在这些物料接触之后，通过在两个逆向转动的辊之间挤压去除而设置限定的液体吸收率，例如基于未改性泡沫(a)的重量为20-800重量％。阳离子型聚合物(b)在该制剂中的浓度为1-99重量％。
在本发明的一个实施方案中，在这些物料接触之后，可以用例如一种或多种溶剂，且优选水进行漂洗。
在本发明的一个实施方案中，在这些物料接触之后，且如果合适漂洗之后，可以进行干燥，例如机械地如通过绞或压延，特别是通过两个辊的挤压去除，或者用热的方法如在微波炉中，或热风鼓风机，或在干燥箱中，特别是真空干燥箱，此时干燥箱可以例如在30-150℃的温度下操作。对于真空干燥箱，真空意思是例如0.1-850毫巴的压力。
进行任何所需干燥步骤所用的时间确定不在本发明的相互作用时间之内。
在本发明的一个实施方案中，可以通过加热至20-150℃进行热干燥例如10秒-20小时。
在本发明的一个实施方案中，使未改性泡沫(a)与阳离子型聚合物(b)的含水制剂在3.0-7.5的pH值下接触，其中所需pH值如果合适可以通过加入酸或碱金属氢氧化物水溶液或缓冲剂设置。优选使用缓冲剂。
在本发明的一个实施方案中，可以使至少一种未改性泡沫(a)不仅与阳离子型聚合物(b)的含水制剂接触，而且与至少一种选自以下的添加剂(d)接触：生物杀伤剂如银颗粒或者单体的或聚合的有机生物杀伤剂，例如苯氧乙醇、苯氧丙醇、乙二醛、噻二嗪、2，4-二氯苄基醇，优选异噻唑酮衍生物如MIT(2-甲基-3(2H)-异噻唑酮)、CMIT(5-氯-2-甲基-3(2H)-异噻唑酮)、CIT(5-氯-3(2H)-异噻唑酮)、BIT(1，2-苯并异噻唑-3(2H)-酮)，还有(甲基)丙烯酸N，N-二(C1-C10烷基)-ω-氨基-(C2-C4烷基)酯的共聚物，特别是乙烯与(甲基)丙烯酸N，N-二甲基-2-氨基乙酯的共聚物，活性炭，着色剂如染料或颜料，香料如香水，除臭剂如环糊精。
程序的实例是使至少一种未改性泡沫(a)与阳离子型聚合物(b)的含水制剂和至少一种添加剂(d)以各种工序接触，或优选同时接触。
在本发明的一个实施方案中，可以向阳离子型聚合物(b)的含水制剂中加入基于(b)为例如0-总共50重量％，优选0.001-30重量％，特别优选0.01-25重量％，非常特别优选0.1-20重量％的一种或多种添加剂(d)。
此外对于本发明所用模制品的生产，可以在使阳离子型聚合物(b)的含水制剂和如果合适至少一种添加剂(d)与未改性泡沫(a)相互作用之后进行一步或多步机械压缩。机械压缩可以分批进行或优选连续进行，例如通过压床或压板分批进行，或例如通过辊或压延机连续进行。如果压延是理想的，则可以进行一次或多次压延，例如1-20次压延，优选5-10次压延。
在本发明的一个实施方案中，进行机械压缩直至压实度为1∶1.2-1∶12，优选1∶2.5-1∶5。
在本发明的一个实施方案中，将物料在干燥之前进行压延。
在本发明的一个实施方案中的程序是，使阳离子型聚合物(b)的含水制剂和如果合适至少一种添加剂(d)与物料接触并且这些物料相互作用后，将产物干燥，然后用水润湿，然后进行机械压缩，例如压延。
在本发明的一个实施方案中的程序是，使阳离子型聚合物(b)的含水制剂和如果合适至少一种添加剂(d)与未改性泡沫(a)接触并且与未改性泡沫(a)相互作用后，将该物料热定形，特别是在机械压缩之前或之后，或者在两个机械压缩步骤之间。例如，可以在120-250℃的温度下热定形5秒至5分钟。合适设备的实例为微波炉、压板压蒸机、热风鼓风机、电加热或通过煤气火焰加热的干燥箱、加热的轧制机或连续操作的干燥设备。
在热定形之前，可以如上所述进行干燥。
在本发明的一个实施方案中的程序是，使阳离子型聚合物(b)的含水制剂和如果合适至少一种添加剂(d)与未改性泡沫(a)接触并且与未改性泡沫(a)相互作用后，将该物料热定形，特别是在机械压缩之后或优选之前，或者在两个机械压缩步骤之间。例如，可以在150-200℃的温度下热定形30秒至5分钟。合适设备的实例为干燥箱。
在一个特殊实施方案中，将机械压缩和热定形结合，例如在这些物料相互作用且如果合适进行干燥之后，将该泡沫通过热辊或压延机一次或多次或者在热压板之间压制一次或多次。当然还可以重复压延该物料并在该过程中用冷辊压缩它一次或多次并且用热辊压缩它一次或多次。对于本发明，热的意思是温度为100-250℃，优选120-200℃。
此外进行至少一个成型步骤(c)。此时可以以任何所需顺序进行与至少一种阳离子型聚合物(b)的含水制剂的接触和成型步骤(c)。这里优选从与阳离子型聚合物(b)的含水制剂接触开始，然后进行成型步骤(c)。
在本发明的一个实施方案中，机械地进行成型步骤(c)，例如通过研磨、粉碎或粒化，优选通过撕裂相对较大的部分或通过冲压或通过切割。
在本发明的另一个实施方案中，生产未改性泡沫(a)成为具有引言中限定尺寸的模制品，特别是可以在模具中进行发泡工艺，从而给出未改性泡沫(a)的模制品，然后使其与至少一种阳离子型聚合物(b)的含水制剂接触。
本发明进一步提供可通过上述方法获得的模制品，下文也称为本发明模制品。
在本发明的一个实施方案中，本发明模制品主要由开孔泡沫组成，即其中至少所有孔壁的50％，优选60-100％，特别优选65-99.8％开放的泡沫，根据DIN ISO 4590测定。
本发明模制品的密度为5-1000kg/m3，优选为6-500kg/m3，特别优选为7-300kg/m3。本发明泡沫的密度首先受阳离子型聚合物(b)和如果合适至少一种添加剂(d)的覆盖度影响，其次受原料的压实度影响。可以通过适当选择覆盖度和压实度设置密度和硬度或柔韧性。
本发明模制品优选包含基于相应未改性泡沫(a)的重量为0.1-95重量％，优选5-30重量％，特别优选10-25重量％的由(b)组成的固体。
在本发明的一个实施方案中，开孔泡沫(a)包括由合成有机泡沫组成的泡沫，优选包括聚氨酯泡沫或三聚氰胺泡沫。
在本发明的一个实施方案中，阳离子型聚合物(b)选自聚乙烯基胺和聚乙烯亚胺。
本发明模制品例如可以用作粉尘粘结剂。
本发明模制品尤其可以在真空清洁器(特别是那些已知的无袋真空清洁器)中用作例如粉尘粘结剂。
对于本发明，粉尘粘结剂能够粘结粗粉尘并优选也能够部分地粘结吸入真空清洁器中的细粉尘，或优选粘结大多数该细粉尘，例如大于50重量％。
将本发明模制品用作粉尘粘结剂的程序的实例可以是如下：
提供具有位于空气流内的集尘容器的真空清洁器，特别是无袋真空清洁器。该集尘容器可以采取例如旋风除尘器的形式。
在本发明的一个实施方案中，将多个模制品直接供入集尘容器中。使用一个或多个进料器供入物料，这些进料器可以结合在真空清洁器内或抽吸配件内，或采取具有用于该集尘容器的接收器的外部设备形式。因此在该真空清洁器中不再需要任何有源元件。进料器例如可以采取阀门、活塞、螺杆或喷嘴的形式。粉尘粘结剂可以直接加入或通过阀加入。
在另一个实施方案中，将本发明模制品直接供入集尘容器中，并将该集尘容器和模制品一起置于真空清洁器内。
在本发明的另一个实施方案中，将模制品自动供入集尘容器中。在该工艺中，连续地供入特定比例的粉尘粘结剂并连续地进行合适量的进一步进料。这种类型的自动进一步进料也可以根据粉尘的量进行。
集尘容器可以根据真空清洁器的类型而具有任何所需形状和所需尺寸。因此对于本发明，集尘容器可以是立方形、圆柱形、圆锥形或不规则形状。合适体积的实例为0.1-2dm3，但是高达10dm3的更大体积也是可行的。
集尘容器采取的形式例如可以是袋子或盒子或类似旋风除尘器(离心式分离器)。集尘容器的填充水平可以例如电子监控或机械监控，例如通过传感器。
在另一个实施方案中，特别对于无袋真空清洁器，集尘容器采取的形式可以是盒子或类似旋风除尘器。
在本发明的一个实施方案中，集尘容器包括混合设备，例如机械设备如搅拌器，或马达，其使该集尘容器运转，例如振动或旋转。在本发明的另一个实施方案中，集尘容器不包括混合设备。
在本发明的另一特殊实施方案中，本发明模制品可以是片状，例如类似非织造织物层或席子或布块，其用作过滤器，在空气流离开真空清洁器并强制送回环境中之前清洁真空清洁器中的空气流。本发明片状模制品的厚度可为0.3-2cm，优选为0.5-1.5cm。此时本发明片状模制品的长度和宽度优选显著大于厚度，例如均为其5倍，优选至少为其10倍。长度和宽度可以相同或不同。
在本发明的一个实施方案中，本发明片状模制品的厚度为0.3-2cm，优选为0.5-1.5cm，它们的长度和宽度各自为150-250mm，优选为170-230mm。
本发明片状模制品的表面可以没有进一步的改变，或者可以打褶。
本发明片状模制品可以通过本身已知的方法如使用过滤器框架安装在本发明真空清洁器中，或者可透气或不可透气的集尘容器中。
本发明片状模制品可以在本发明真空清洁器中用作例如深床过滤器或平面过滤器，或者根据孔径用作预滤器或终滤器。
在本发明的一个实施方案中，集尘容器中装入10-60体积％，优选25-50体积％的本发明模制品。
在本发明的一个实施方案中，本发明模制品可以粘结基于其自重为高达3000重量％的粉尘，例如500-3000重量％。可以例如通过重量分析测定粘尘能力。
本发明进一步提供包括至少一种本发明模制品的真空清洁器，特别是无袋真空清洁器。本发明进一步提供包括至少一种本发明片状模制品的真空清洁器，特别是无袋真空清洁器。
优选包括至少一种本发明模制品的无袋真空清洁器，下文也称为本发明无袋真空清洁器。在操作本发明无袋真空清洁器期间，本发明模制品与粉尘一起在旋风除尘器中保持漂浮。在该应用中，本发明模制品实际上起粉尘粘结剂(集尘器)的作用，特别是对于细粉尘，其有时可以引起过敏。因为粉尘和本发明模制品均保持漂浮，所以粉尘颗粒粘附在本发明模制品上从而失去自由移动的能力，因此当清空旋风除尘器时不会飘起尘雾。取而代之的是，它们与本发明模制品一起降落到地上。在该应用中，关键是所用本发明模制品的表面性能(吸附)。在这种情况下它们有利的过滤性能是次要的。
还可以将本发明模制品用在细粉尘过滤器中或用作细粉尘过滤器，以延长其操作寿命；同样应用于集尘袋。
本发明进一步提供一种生产模制品的方法，下文也称为“本发明生产方法”，包括
(a)提供密度为5-500kg/m3且平均孔径为1μm-1mm的开孔泡沫，
(b)与至少一种阳离子型聚合物的含水制剂接触，以及
(c)进行成型步骤，所得相应模制品的长·宽·高尺寸通常为1mm-5cm，优选至多3cm，
其中与至少一种阳离子型聚合物(b)的含水制剂的接触和成型步骤(c)可以以任何顺序进行。
本发明进一步提供一种生产厚度为0.3-2cm，优选为0.5-1.5cm的片状模制品的方法，同样包含下文中的术语“本发明生产方法”下，包括
(a)提供密度为5-500kg/m3且平均孔径为1μm-1mm的开孔泡沫，
(b)与至少一种阳离子型聚合物的含水制剂接触，以及
(c)进行成型步骤，
其中与至少一种阳离子型聚合物(b)的含水制剂的接触和成型步骤(c)可以以任何顺序进行。
上文已经列出了本发明生产方法的细节。
本发明还提供一种使用本发明真空清洁器清洁表面，特别是地板的方法，下文也称为“本发明清洁方法”。可以使用本身已知的程序进行本发明清洁方法。通过使用一台或多台本发明真空清洁器，产生非常干净的排气并且只有少量的细粉尘飘起来。
工作实例用于解释本发明。在每个工作实例中的测试使用粒径＜200μm且其中50％的值＜30μm的“板石粉”试验用矿物粉尘。但是，也可以使用其它粉尘，实例为室内粉尘、花园粉尘、沙子、面粉(厨房粉尘)、花粉和炭黑。
实施例
I.1未改性泡沫(a)的生产
在开放式容器中，向含有3重量％甲酸和1.5重量％在烷基中具有12-18个碳原子的烷基磺酸盐混合物的钠盐(来自Bayer AG的K 30乳化剂)的水溶液中加入喷雾干燥的三聚氰胺/甲醛预缩合物(摩尔比1∶3，摩尔质量约500g/mol)，其中百分含量基于三聚氰胺/甲醛预缩合物。基于由三聚氰胺/甲醛预缩合物与水组成的整个混合物，三聚氰胺/甲醛预缩合物的浓度为74重量％。剧烈搅拌所得混合物，然后加入20重量％的正戊烷。继续搅拌足够时间(约3分钟)以生产均相分散体。将其通过刮涂施加至聚四氟乙烯处理的玻璃织物(作为背衬)上，并发泡且在干燥箱(其中流通空气温度为150℃)中固化。此时在泡沫块中设置的温度为正戊烷的沸点，其在这些条件下为37.0℃。7-8分钟之后，获得泡沫的最大抬升高度。将泡沫继续留在150℃的干燥箱中10分钟；然后在180℃下热处理30分钟。这产生了未改性泡沫(a.1)。
测定实施例I.1的未改性泡沫(a.1)得到以下性能：
根据DIN ISO 4590，99.6％开孔，
根据DIN 53577测定压缩硬度(40％)为1.3kPa，
根据EN ISO 845测定密度为7.6kg/m3，
通过评估横截面的显微图确定平均孔径为210μm，
根据DIN 66131测定BET表面积为6.4m2/g，
根据DIN 52215测定吸音率为93％，
根据DIN 52212测定吸音率大于0.9。
I.2改性泡沫的生产
将实施例I.1的未改性泡沫(a.1)切割成尺寸为9cm·4cm·4cm的泡沫块。泡沫块的重量为1.19-1.34g。然后使其与5重量％的聚乙烯基胺(b1.1)-(b1.3)或聚乙烯亚胺(b2.1)-(b2.3)的水溶液接触，每种情况下使泡沫块在聚合物水溶液(b1.1)-(b1.3)或(b2.1)-(b2.3)(表1)中浸渍并在该聚合物水溶液中保留10秒钟。然后从相应的聚合物水溶液中取出泡沫块并通过挤压(使物料通过两个逆向旋转的直径为150mm的辊之间，两辊之间相隔5mm，且旋转速度为32转/分)去除多余的聚合物水溶液。
然后将物料在干燥箱中在60℃下干燥10小时。产物为本发明改性泡沫S1.1-S1.3和S2.1-S2.3(表2)。
表1：阳离子型聚合物(b)：聚乙烯基胺(b1.1)-(b1.3)或聚乙烯亚胺(b2.1)-(b2.3)
  聚合物   Mw[g/mol]
  (b1.1)   32000
  (b1.2)   162000
  (b1.3)   112300
  (b2.1)   600
  (b2.2)   70000
  (b2.3)   834000
每种情况下表1的阳离子型聚合物用HCl定量中和。(b1.1)-(b1.3)由95mol％的水解聚乙烯基胺(从聚-N-乙烯基甲酰胺)组成。
表2本发明改性泡沫(数据为基于未改性泡沫重量的重量％)
聚合物   本发明改性泡沫序号   未改性泡沫块重量[g]   本发明改性泡沫重量[g] Δ[重量％]
  (b1.1)   S1.1   1.19   1.37   15
  (b1.2)   S1.2   1.21   1.63   35
  (b1.3)   S1.3   1.25   1.76   41
  (b2.1)   S2.1   1.31   1.53   17
  (b2.2)   S2.2   1.21   1.60   32
  (b2.3)   S2.3   1.22   1.78   46
II.本发明模制品的生产
使用锤子和软料冲压器(wad punch)将厚度为3cm的席子形式的S2.3泡沫块冲压成本发明模制品：直径5mm且高度1cm的圆柱体(F.1)和直径10mm且高度3cm的圆柱体(F.2)。
III.用作粉尘粘结剂
将根据II获得的本发明模制品和40g试验用矿物粉尘“板石粉”装入旋风除尘器(外部尺寸：高度＝260mm，直径＝150mm)，并使用速度为20m/s的空气流流化1分钟。此时试验用矿物粉尘颗粒与本发明模制品碰撞并被吸附。然后通过重量分析测定负载了试验用矿物粉尘的本发明模制品的重量增加。发现本发明模制品的重量增加了约16倍。通过光散射方法进一步测定吸附的试验用矿物粉尘的粒径和化学组成(无机或有机)。例如当与由相同形状的未改性泡沫(a.1)组成的模制品比较时，本发明模制品显示出优异的粉尘粘结能力。

Claims (19)

1.长·宽·高尺寸通常为1mm-5cm的模制品作为真空清洁器中粉尘粘结剂的应用，所述模制品通过将(a)密度为5-500kg/m3且平均孔径为1μm-1mm的开孔泡沫用(b)至少一种阳离子型聚合物的含水制剂处理和(c)成型步骤生产。
2.厚度为0.3-2cm的片状模制品作为真空清洁器中粉尘粘结剂的应用，所述模制品通过将(a)密度为5-500kg/m3且平均孔径为1μm-1mm的开孔泡沫用(b)至少一种阳离子型聚合物的含水制剂处理和(c)成型步骤生产。
3.如权利要求1或2所述的应用，其中所述阳离子型聚合物(b)选自每分子具有至少一个伯或仲或叔氨基的聚合物。
4.如权利要求1-3中任一项所述的应用，其中所述开孔泡沫(a)包括由合成有机泡沫组成的泡沫。
5.如权利要求1-4中任一项所述的应用，其中所述开孔泡沫(a)包括聚氨酯泡沫或氨基塑料泡沫。
6.如权利要求1-5中任一项所述的应用，其中所述阳离子型聚合物(b)选自至少部分中和的聚乙烯亚胺和聚乙烯基胺。
7.如权利要求1-6中任一项所述的应用，其中所述成型步骤(c)选自撕裂、冲压和切割。
8.长·宽·高尺寸通常为1mm-5cm的模制品，所述模制品通过以下步骤获得：
(a)提供密度为5-500kg/m3且平均孔径为1μm-1mm的开孔泡沫，
(b)与至少一种阳离子型聚合物的含水制剂接触，和
(c)成型步骤，
其中与至少一种阳离子型聚合物(b)的含水制剂的接触和成型步骤(c)可以以任何顺序进行。
9.厚度为0.3-2cm的片状模制品，所述模制品通过将(a)密度为5-500kg/m3且平均孔径为1μm-1mm的开孔泡沫用(b)至少一种阳离子型聚合物的含水制剂处理和(c)成型步骤生产，其中与至少一种阳离子型聚合物(b)的含水制剂的接触和成型步骤(c)可以以任何顺序进行。
10.如权利要求8或9所述的模制品，其中所述开孔泡沫(a)包括由合成有机泡沫组成的泡沫。
11.如权利要求8-10中任一项所述的模制品，其中所述开孔泡沫(a)包括聚氨酯泡沫或氨基塑料泡沫。
12.如权利要求8-11中任一项所述的模制品，其中所述阳离子型聚合物(b)选自至少部分中和的聚乙烯亚胺和聚乙烯基胺。
13.如权利要求8-12中任一项所述的模制品作为粉尘粘结剂的应用。
14.如权利要求8-12中任一项所述的模制品在真空清洁器中的应用。
15.真空清洁器，包括至少一种如权利要求8-12中任一项所述的模制品。
16.生产模制品的方法，包括
(a)提供密度为5-500kg/m3且平均孔径为1μm-1mm的开孔泡沫，
(b)与至少一种阳离子型聚合物的含水制剂接触，以及
(c)进行成型步骤，以得到长·宽·高尺寸通常为1mm-5cm的相关模制品，其中与至少一种阳离子型聚合物(b)的含水制剂的接触和成型步骤(c)可以以任何顺序进行。
17.生产厚度为0.3-2cm的片状模制品的方法，包括
(a)提供密度为5-500kg/m3且平均孔径为1μm-1mm的开孔泡沫，
(b)与至少一种阳离子型聚合物的含水制剂接触，以及
(c)进行成型步骤，
其中与至少一种阳离子型聚合物(b)的含水制剂的接触和成型步骤(c)可以以任何顺序进行。
18.清洁表面的方法，使用至少一种如权利要求15所述的真空清洁器。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述表面包括地板。
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