专利名称：从气体中除去污染物的试剂和方法
技术领域：
本发明涉及一种试剂和一种方法，用于从气体中除去污染物，该试剂包括含有烷氧基化化合物的蜡类。
在密闭的房间中，由吸烟所导致并且含有尼古丁和挥发性燃烧产物的空气污染很高以至于不能排除会损害长期呆在这种房间中的人的健康。
另外一个健康危害发生在夏天的气候条件下，特别是在城市地区，由于相对高的氧化氮的浓度，臭氧的浓度会变得很高以至于不得不禁止机动车辆通行，并且人们遭受了由臭氧带来的相关问题。
为了从气体中除去污染物，人们生产出了化学运转或物理运转的过滤器系统，它们不仅用于建筑物的空调部分，而且用于现代交通工具(公共汽车、火车、卡车、小汽车、飞机)中客舱的空调。
按照US-4339250所述，现有技术依靠静电高压池除去颗粒物。尼古丁和有气味的物质被束缚在活性碳表面。按照US-4896683所述，还可以将尼古丁粘附在水溶性盐类的表面上，该水溶性盐类位于纤维素纤维上。
采用从适宜的设备中释放出的芬芳香味物质消除臭味的方法公开于US-5087273中。
在US-4200609中提出了依靠氧化锰或氧化铈从空气中除去臭氧的方法，该氧化锰或氧化铈位于基质上并且由锰或铈的水溶性盐类而制备。
但是，已经发现，所述过滤器在一次性使用之后就不可再生，而必须作为无用的废物处理掉。
而且，所述过滤器的效率在时间上非常有限，如此使得过滤器必须及早更换。另外，所述吸附剂仅适于分别粘附一种所述污染物。
因此本发明的一个目的是提供一种试剂，该试剂适用于气体纯化并且不会带来所述缺点。
人们出乎意料地发现，包含烯化氧加合物的蜡类特别适于用作吸附剂，从气体中除去诸如尼古丁、甲醛和臭氧之类的污染物。还发现，蜡类与烯化氧共聚物或者与醇类构成的混合物，适用于结合气体中有气味的物质。而且还发现，由烷氧基化蜡制备的吸附剂可以再生并且吸附剂废物的量减少了。
因而本发明涉及一种用于从气体中除去污染物的试剂，该试剂包括一种滴点为40至150℃、熔体粘度为2至20000mPas并且针入度为1至50的蜡，该蜡含有至少一种烷氧基化化合物。
按照1980-12版本的DIN51801测定滴点，按照1976-03版本的DIN53018-1和DIN53018-2测定熔体粘度，按照1965-05版本的DIN51579测定针入度。
本发明进一步涉及一种滴点为40至150℃、熔体粘度为2至20000mPas并且针入度为1至50的蜡，该蜡含有a)0.5wt％至99.5wt％，优选10wt％至90wt％的一种烷氧基化的褐煤酸，b)0.5wt％至99.5wt％，优选10wt％至90wt％的一种直链或支链的、具有20至40个碳原子的一元醇或多元醇的烷氧基化物。
在一个优选的实施方案中，本发明的蜡包含0.5wt％至99.5wt％，优选10wt％至90wt％的一种具有1至40个碳原子的一元醇或多元醇或水的水溶性环氧乙烷-环氧丙烷加合物。
在进一步优选的实施方案中，本发明的蜡含有最高达30wt％的具有4至12个碳原子以及1、2或3个OH基团的醇。
本发明还涉及一种通过吸附纯化气体除去污染物的方法，其中使要纯化的气体与含有以上所述组成的一种试剂或蜡接触。
污染物通常是尼古丁、烟草燃烧产物、臭氧和甲醛。要从其中除去污染物的气体优选为空气。
本发明试剂中含有的蜡优选具有50至120℃的滴点，尤其50至70℃。其密度优选为0.98至1.22g/cm3。
在一个优选的实施方案中，本发明试剂中含有的蜡包含0.5wt％至99.5wt％，优选10wt％至90wt％的一种烷氧基化褐煤酸作为烷氧基化化合物。该褐煤酸优选具有20至40个碳原子的烃链，尤其是24至34个碳原子。烷氧基化褐煤酸的酸值优选为3至200mg的KOH/g，尤其是5至100mg的KOH/g。其皂化值优选小于50，尤其是1至15mg的KOH/g。在一个优选的实施方案中，烷氧基化褐煤酸包括10至800，尤其50至200的烯化氧单元。
在另一优选的实施方案中，本发明试剂中含有的蜡包含0.5wt％至99.5wt％，优选10wt％至90wt％的一种直链或支链的、具有20至40个碳原子(优选24至34个碳原子)的一元醇或多元醇的烷氧基化物。该醇的烷氧基化物优选包括1至700个烷氧基单元，特别是90至450个烷氧基单元。
在一个优选的实施方案中，本发明试剂中含有的蜡包含0.5wt％至99.5wt％，优选10wt％至90wt％的一种具有1至40个碳原子，特别是1至5个碳原子的一元醇或多元醇的水溶性环氧乙烷-环氧丙烷加合物。该环氧乙烷-环氧丙烷加合物优选包含1至600个(特别是1至40个)环氧乙烷单元和1至150个(特别是1至10个)环氧丙烷单元。EO和PO之间的摩尔比通常为EO∶PO＝1∶1至4∶1。一般通过在醇上的环氧乙烷和环氧丙烷的加聚而制备该加合物。该加合物可以是无规共聚物或嵌段共聚物。优选的EO-PO加合物具有500-30000g/mol的摩尔量，优选1000至25000g/mol的摩尔量。
这些优选的实施方案的实例是式R-O-CH2-CJ2-O([CH3]-C2H4-O)m-(CH2-CH2-O)k-H或式R-O-([CH3]-C2H4)m-(CH2-CH2-O)k-H所示的环氧乙烷-环氧丙烷加合物，其中R为C1-C40烷基，m是1至150的一个数值并且k是1至600的一个数值。
优选的用于烷氧基化作用的醇是带有1至4个OH基团的那些醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙三醇或季戊四醇。
其它优选的环氧乙烷-环氧丙烷加合物是那些能够通过环氧乙烷和环氧丙烷在水上的加聚代替在醇上的加聚而制备的加合物。它们通常符合式HO-([CH3]-C2H4-O)m-(CH2-CH2-O)k-H，其中它们或者是无规共聚物或者是嵌段共聚物，m和k与上述定义相同。优选的EO-PO加合物具有500-30000g/mol的摩尔量，优选1000至25000g/mol。
如果按照本发明同时使用带有混合烷氧基基团的烷氧基化醇和环氧乙烷-环氧丙烷加合物，那么优选的是它们是不同的物质。
除了烷氧基化化合物之外，本发明试剂中含有的蜡可以包含最高达30wt％的具有4至12个碳原子和1、2或3个OH基团的醇。
醇溶于水、丙酮或其他醇中，例如异丙醇或乙醇。优选二元醇或三元醇。特别优选的本发明的醇是糖醇、丙三醇、季戊四醇、甘露醇、山梨醇或木糖醇。
此处术语烯化氧意指环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷。特别优选环氧乙烷。
优选地，本发明试剂用于纤维性基质(纺织品、纸张)或薄膜基质(塑料或金属)。
按照以下优选的过程5可以将本发明试剂加工成能够用于气体纯化工艺的产品。
1.床在大约100至150℃下在搅拌的同时将烷氧基化蜡的组分加工成均匀的熔体。依照造粒方法将熔体滴加到钢带上，例如滴粒法化(dropgranulation)，因而形成直径1-5mm的片剂。也可以采用剪切机或冲击研磨机进行机械粉碎，从而获得所希望的粒度。
2.成型件采用挤出机或注塑机将方法1得到的蜡成型为蜂窝体。也可以生产开口直径1-10mm并且束在一起形成捆扎装组件的管件。
3.涂层将方法1得到的本发明蜡的混合物以熔体形式或者以溶解的形式施加到纺织品、薄膜或纸张基质上。
将管子束在一起形成100个管子的圆形组件，将其安装到气体纯化装置中。然后使被20mg/m3的尼古丁所污染的空气以0.1m/s的速度流经所述布置。在吸附器出口处测量的空气中尼古丁浓度为10mg/m3。
权利要求
1.一种用于从气体中除去污染物的试剂，包括一种滴点为40至150℃、熔体粘度为2至20000mPas并且针入度为1至50的蜡，该蜡含有至少一种烷氧基化化合物。
2.权利要求1的试剂，其中污染物是尼古丁、烟草燃烧产物、臭氧或甲醛。
3.权利要求1和/或2的试剂，其中蜡包含0.5wt％至99.5wt％的一种烷氧基化褐煤酸作为烷氧基化化合物。
4.权利要求1至3中一项或多项所述的试剂，其中蜡包含0.5wt％至99.5wt％的一种直链或支链的、具有20至40个碳原子的一元醇或多元醇的烷氧基化物。
5.权利要求1至4中一项或多项所述的试剂，其中蜡包含0.5wt％至99.5wt％的具有1至40个碳原子的一元醇或多元醇的水溶性环氧乙烷-环氧丙烷加合物。
6.权利要求1至5中一项或多项所述的试剂，其中蜡含有最高达30wt％的具有4至12个碳原子和1、2或3个OH基团的醇。
7.一种滴点为40至150℃、熔体粘度为2至20000mPas并且针入度为1至50的蜡，其包含a)0.5wt％至99.5wt％的一种烷氧基化褐煤酸，和b)0.5wt％至99.5wt％的一种直链或支链的、具有20至40个碳原子的一元醇或多元醇的烷氧基化物。
8.权利要求7的蜡，另外含有0.5wt％至99.5wt％的具有1至40个碳原子的一元醇或多元醇或者水的水溶性环氧乙烷-环氧丙烷加合物。
9.权利要求7和/或8的蜡，另外含有最高达30wt％的具有4至12个碳原子和1、2或3个OH基团的醇。
10.一种通过吸附而纯化气体除去污染物的方法，使要纯化的气体与权利要求1至9中一项或多项所述的试剂或蜡接触。
全文摘要
本发明涉及一种从气体中除去污染物的试剂，包括一种滴点为40至150℃，熔体粘度为2至20000mPas并且针入度为1至50的蜡，该蜡含有至少一种烷氧基化化合物。
文档编号B01D53/04GK1411390SQ01806064
公开日2003年4月16日 申请日期2001年2月20日 优先权日2000年3月7日
发明者M·贝尔 申请人:科莱恩有限公司