CN1507467A - 压制吸附剂和其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种由粉末吸附剂与粉末树脂的压制混合物组成的吸附剂型。一种制造压制吸附剂型的方法，该方法由使粉末吸附剂与粉末树脂形成混合物并对所述混合物压缩使成型为自持型的步骤组成。
Description
发明背景
本发明涉及可被压制成各种类型的一种吸附剂。
作为背景，在过去通过加热和成型的方法已使各种类型的吸附剂与各种类型的树脂结合一起，制造了促进吸附剂功能的各种自持剂型。此外，在过去，如US 5,432,214所示，通过挤出，使吸附剂与树脂和弹性体结合一起，制造了一种成型的吸附剂。但是，据已知，还没有基本上仅由通过冷压方法成型的树脂与吸附剂组成的树脂粘结的吸附剂型。
发明综述
本发明的一个目的在于提供一种自持吸附剂型，基本上仅包含一种吸附剂和一种粘合剂，可通过简单压制操作而不实行外部加热的方法加以制造。
本发明涉及一种吸附剂型，它基本上由粉末吸附剂和粉末树脂的一种压制混合物组成。
本发明也涉及主要由使粉末吸附剂和粉末树脂混合物成型并压缩所述混合物使形成自持剂型的步骤所组成的一种制造压制吸附剂型的方法。
结合附图，阅读说明书以下部分，会对本发明的各个方面理解更充分。
发明详述
本发明树脂粘结的吸附剂是通过一种简化方法制造的，该方法基本上只需一种树脂和所述吸附剂，它们经简单压制而在压制过程中不需外部加热而结合在一起形成各种类型。可以认为，上述方法因粉末树脂和粉末吸附剂的粒度和树脂的低熔点而成为可能。各种类型可以包括各种形状、尺寸和吸收材料剂混合物，以构成常规应用的各种具体结构。各种类型可以是压制成的片形或可定制成形为后处理步骤如冲切、研磨或切削加工的部件的压制形状。各种类型可以包括但不局限于长方形和圆柱形固粒、空心圆筒体、丸剂形和定制成型的形状。用这种方法制造的各较薄部件可保持揉性，以使它们适应作为三维组装的部件。这种被粘接的吸附剂部件可用于吸收/吸附各种气体材料，如水蒸汽、烃类、酸气、氧气等。压制方法可以包括简单压制、喷射成型(ejection molding)和挤出。
按照本发明，可以采用按重量含以下组成的简单压制方法制造片剂：
18.0％ 低密度聚乙烯
81.0％ 硅胶
1.0％ 硬脂酸铝
在片剂制备中，所用粉末聚乙烯是非常细的种类，其粒度为20微米，软化点低，为97℃。上述聚乙烯以注册商标名EQUISTAR FN 510-00商购，它是Equistar化工公司的产品。粉末硅胶的粒度约为300微米。硬脂酸铝是一种惰性物料，用于压制机脱模的润滑剂。
在高剪切混合器中，将上述聚乙烯、硅胶和硬脂酸铝组分混合约5分钟。其后，在压片机中，在18,600磅/平方英寸压力下，将0.4克的该混合物压制约0.05分钟。在压制之前或在该过程中，对该混合物均不进行外部加热。因为聚乙烯软化点较低，当对粉末硅胶和粉末聚乙烯的混合物施加压力时，该压力会促使聚乙烯软化和流动，而使硅胶微粒粘接一起。这使压制成型品具有强度而不用加热，从而在从压制机中取出后可对它立即进行处置和加工。仅利用压力而不加热，粒度非常细微且软化点低的聚乙烯就可达到良好的粘结强度。随后，加热该压制成型品至约140℃约2小时，以活化吸附剂并软化聚乙烯，使后者流动和进一步增加粘结强度。
可以认为，压制作用的力学(mechanics)在于通过利用非常细微的和软化点低的聚乙烯，仅靠压力而不进行外部加热，就可获得良好粘结强度。还可认为，通过压制作用产生的热量会造成粉末聚乙烯软化和在硅胶颗粒和凝聚物之间的流动，形成一种多孔基质。当该压力被释放时，该组合物冷却，而且在聚乙烯硬化后，形成的基质赋与压制部件强度，使其可保持一起。上述作用导致一种可吸附水分的成型多孔部件。
尽管已经发现上述约20微米粒度的粉末聚乙烯是最好的，但也采用了其它粉末聚乙烯，取得了适宜结果，但发现结果不如用粒度20微米的聚乙烯的好。在这方面，利用了以下树脂和硅胶进行了试验。按基本与如上所述相同的比例，采用一种中等密度粉末聚乙烯，其粒度为500微米，已知为Ashland化学公司注册商标的PE NVA TR 0535。此外，按如上所述相同比例，使用低密度聚乙烯，其粒度为300微米，已知为注册商标EQUISTAR 722-00。另外，也按上述用硅胶时指出的相同比例，使用高密度聚乙烯，其粒度为20微米，已知注册商标为EQUISTAR FA 700-00。此外，也按如上所述相同比例，使用粉末乙烯，其粒度为500微米，已知为注册商标EQUISTAR MU 736-00。
以下列出一张表格，说明目前工业制造的片剂和按以上方法配制的18％聚乙烯和81％硅胶的上述片剂的以磅表示的相对压碎强度。对照片剂基本上是长方形的，其长约0.819英寸，宽约0.417英寸，高度约0.207英寸。
表
压碎强度(磅)
当前工业制造的片剂 聚乙烯粘接片剂
7.59 21.45
6.27 17.49
6.82 18.26
7.59 18.37
6.05 20.24
8.14 20.35
5.50 21.56
7.14 21.34
7.81 20.35
4.07 18.70
平均值 6.70 19.81
在以上表格中，当前工业制造的几种片剂采用硅胶与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的组合物作为粘合剂，它们是通过压制方法制造的。其压碎强度是利用对.417X.819表面垂直实施三点破坏试验的方法测定的。
如上所指出，采用了各种类型的粉末聚乙烯，包括低密度、中密度和高密度的聚乙烯，聚丙烯和普通乙烯(plain ethylene)。也应认为，在其中主要仅对树脂与该吸收剂进行混合及压制而不加热以成型为所需形状的方法中，也可利用除上述那些以外的其它树脂，包括而不局限于聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯和烃聚合物。
尽管上列优选组合物利用了20微米的聚乙烯粒度，但可以认为，该聚乙烯粒度范围可以在5.0-1000微米之间，更优选在10-500微米之间，最优选在20-100微米之间。对于上列的其它树脂，也可以采用同样的微米范围。
尽管以上仅讨论了硅胶作为该组合物的部分，但包括而不局限于分子筛、活性碳、氧化钙、碳酸钾、氯化钠的各种其它吸附剂和吸收剂如吸收氧的材料、吸收乙烯材料和湿润剂，也可以与粉末聚乙烯或其它以上所指出的树脂一起使用，而且可以采用与粉末聚乙烯粒度范围大致相同且比例大致相同的混合物。
尽管上列的优选组合物利用了粒度约300微米的硅胶，但可以认为，所述粒度范围可以在10-5000微米之间，更优选在50-1000微米之间，最优选在100-500微米之间。对于上列的其它吸附剂和吸收剂，也可采用相同微米范围。
除上述外，尽管上列优选实施例公开了采用81重量％的硅胶和18重量％的粉末聚乙烯，但可以认为，该组合物可以包括10-95重量％的硅胶，更优选65-90重量％的硅胶和最优选75-85重量％的硅胶。该组合物的其余部分是树脂。
这些剂型可以在3000至50000磅每平方英寸之间的压力下压缩，更优选在5000至40000磅每平方英寸之间的压力下，和最优选在9000至20000磅每平方英寸压力下。所用实际压力取决于树脂和吸附剂的物理性质。
如上所指出，可以加热该压制后的剂型，以活化吸附剂和软化树脂，在该情况下为聚乙烯。因此，对于聚乙烯，可以随后对该压制后的剂型在50至300℃之间加热，更优选在110至170℃之间，和最优选在130至150℃之间。但是，其它范围也可应用至上列其它树脂。所选温度应该在树脂软化点和其分解温度之间。应当注意，当采用高比例树脂粘合剂时，当在加热步骤过程中该粘合剂被有效地熔化时，它会流向该剂型体的表面，产生无尘包被。施加热量的时间可以在15分钟和8小时之间，或软化树脂和增强粘结强度任何其它所需时间内。
尽管已经公开了本发明的优选实施方案，但显然它不是受其限制的，而是可以在以下权利要求范畴内具体实施。
Claims (53)
1.一种吸附剂型，基本上由粉末吸附剂和粉末树脂的压制混合物组成。
2.按照权利要求1的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂的粒度在约10-5000微米之间，和其中所述粉末树脂的粒度在约5-1000微米之间。
3.按照权利要求2的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约10-95重量％之间。
4.按照权利要求2的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约65-90重量％之间。
5.按照权利要求2的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约75-85重量％之间。
6.按照权利要求1的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂粒度在约50-1000微米之间，和其中所述粉末树脂粒度在约10-500微米之间。
7.按照权利要求6的吸附剂型，其中粉末吸附剂含量在约10-95重量％之间。
8.按照权利要求6的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约65-90重量％之间。
9.按照权利要求6的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约75-85重量％之间。
10.按照权利要求1的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂的粒度在约100-500微米之间，和其中所述粉末树脂的粒度在约20-100微米之间。
11.按照权利要求10的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约10-95重量％之间。
12.按照权利要求10的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约65-90重量％之间。
13.按照权利要求10的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约75-85重量％之间。
14.一种制造压制吸附剂型的方法，主要由使粉末吸附剂和粉末树脂形成混合物并压缩所述混合物使形成自持剂型的步骤所组成。
15.按照权利要求14的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂的粒度在约10-5000微米之间，和其中所述粉末树脂的粒度在约5-1000微米之间。
16.按照权利要求15的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约10-95重量％之间。
17.按照权利要求15的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约65-90重量％之间。
18.按照权利要求15的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约75-85重量％之间。
19.按照权利要求14的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂的粒度在约50-1000微米之间，和其中所述粉末树脂的粒度在约10-500微米之间。
20.按照权利要求19的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约10-95重量％之间。
21.按照权利要求19的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约65-90重量％之间。
22.按照权利要求19的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约75-85重量％之间。
23.按照权利要求14的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂的粒度在约100-500微米之间，和其中所述粉末树脂的粒度在约20-100微米之间。
24.按照权利要求23的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约10-95重量％之间。
25.按照权利要求23的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约65-90重量％之间。
26.按照权利要求23的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约75-85重量％之间。
27.按照权利要求14的吸附剂型，其中所述混合物是在压力约3000-50000磅/平方英寸之间被压缩的。
28.按照权利要求27的吸附剂型，其中所述自持剂型随后被加热到约50-300℃之间，以活化所述吸附剂和软化所述树脂。
29.按照权利要求27的吸附剂型，其中所述自持剂型随后被加热到约110-170℃之间，以活化所述吸附剂和软化所述树脂。
30.按照权利要求27的吸附剂型，其中所述自持剂型随后被加热到约130-150℃之间，以活化所述吸附剂和软化所述树脂。
31.按照权利要求14的吸附剂型，其中所述混合物是在压力约5000-40000磅/平方英寸之间被压缩的。
32.按照权利要求31的吸附剂型，其中所述自持剂型随后被加热到约50-300℃之间，以活化所述吸附剂和软化所述树脂。
33.按照权利要求31的吸附剂型，其中所述自持剂型随后被加热到约110-170℃之间，以活化所述吸附剂和软化所述树脂。
34.按照权利要求31的吸附剂型，其中所述自持剂型随后被加热到约130-150℃之间，以活化所述吸附剂和软化所述树脂。
35.按照权利要求14的吸附剂型，其中所述混合物是在压力约9000-20000磅/平方英寸之间被压缩的。
36.按照权利要求35的吸附剂型，其中所述自持剂型随后被加热到约50-300℃之间，以活化所述吸附剂和软化所述树脂。
37.按照权利要求35的吸附剂型，其中所述自持剂型随后被加热到约110-170℃之间，以活化所述吸附剂和软化所述树脂。
38.按照权利要求35的吸附剂型，其中所述自持剂型随后被加热到约130-150℃之间，以活化所述吸附剂和软化所述树脂。
39.按照权利要求14的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂的粒度在约10-5000微米之间，和其中所述粉末树脂的粒度在约5-1000微米之间，和其中所述混合物是在压力约3000-50000磅/平方英寸之间被压缩的。
40.按照权利要求39的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约65-90重量％之间。
41.按照权利要求40的吸附剂型，其中所述自持剂型随后被加热到约50-300℃之间，以活化所述吸附剂和软化所述树脂。
42.按照权利要求40的吸附剂型，其中所述自持剂型随后被加热到约110-170℃之间，以活化所述吸附剂和软化所述树脂。
43.按照权利要求40的吸附剂型，其中所述自持剂型随后被加热到约130-150℃之间，以活化所述吸附剂和软化所述树脂。
44.按照权利要求14的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂的粒度在约50-1000微米之间，和其中所述粉末树脂的粒度在约10-500微米之间，和其中所述混合物是在约3000-50000磅/平方英寸之间的压力下被压缩的。
45.按照权利要求44的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约65-90重量％之间。
46.按照权利要求45的吸附剂型，其中所述自持剂型随后被加热到约50-300℃之间，以活化所述吸附剂和软化所述树脂。
47.按照权利要求45的吸附剂型，其中所述自持剂型随后被加热到约110-170℃之间，以活化所述吸附剂和软化所述树脂。
48.按照权利要求45的吸附剂型，其中所述自持剂型随后被加热到约130-150℃之间，以活化所述吸附剂和软化所述树脂。
49.按照权利要求14的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂的粒度在约100-500微米之间，和其中所述粉末树脂的粒度在约20-100微米之间，和其中所述混合物是在约3000-500000磅/平方英寸之间的压力被压缩的。
50.按照权利要求49的吸附剂型，其中所述粉末吸附剂含量在约65-90重量％之间。
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