耐水组合物的制作方法
【专利说明】耐水组合物
[0001] 本发明设及适合用于吸附源自有机物质的挥发性有机化合物(V0C)的耐水组合 物。更具体地，所述有机物质可W是易腐烂的有机产品，如食物。
[0002] V0C包括一系列源自有机物质的化合物。源自有机物质的V0C的一个实例是乙締， 其是引起成熟的植物激素，而另一个实例是Ξ甲基胺，一种通常当鱼腐败时由其放出的气 体。
[0003] 对于多种应用来说，移除源自有机物质的V0C是令人感兴趣的。对乙締的吸附可W 防止在水果和蔬菜中发生不想要的成熟及软化、失色、掉叶和发芽，还已知其防止其他食物 和园艺产品早熟地腐烂，并且可W有助于消除令人不快的气味。
[0004] W02007/052074(属于化hnson Matthey化C)设及使用钮渗杂的氨型ZSM-5吸附源 自有机物质的V0C。
[0005] 肝03-280827(属于Toray Industries Inc.)描述了一种除乙締剂，其特征在于其 是作为离子交换的结果形成的，所述离子交换是在有机和/或无机离子交换剂的可交换的 离子中的一些或基本全部与钮离子和/或钮配合物离子之间的离子交换。离子交换剂可W 是含有金属氧化物（如化2〇)作为基本组分的沸石。JP03-280827没有描述钮渗杂的氨型 ZSM-5，也没有描述包含至少一种水溶性粘合剂的耐水组合物。
[0006] 在第一方面中，本发明提供了一种用于吸附源自有机物质的挥发性有机化合物 (V0C)的耐水组合物，所述耐水组合物包含：
[0007] a)钮渗杂的氨型ZSM-5,其中所述氨型ZSM-5的Si:Al比率小于或等于200:1;和 [000引b)至少一种水溶性粘合剂。
[0009] 我们通过"耐水"意指一种组合物，其在使用该组合物的条件下能够基本上抵抗被 水溶解或通过水的作用被移除。我们通过"源自"意指V0C是由有机物质释放的，并且在于吸 附前没有将该V0C燃烧或氧化的情况下由耐水组合物吸附。
[0010] 可W通过提供水性制剂并且将该水性制剂基本上干燥直至该耐水组合物形成，来 审恪该耐水组合物。因此，在另一方面中，本发明提供了一种水性制剂，所述水性制剂包含：
[0011] a)钮渗杂的氨型ZSM-5,其中所述氨型ZSM-5的Si:Al比率小于或等于200:1;
[001^ b)至少一种水溶性粘合剂；和
[0013] C)水。
[0014] 该耐水组合物和该水性制剂包含钮渗杂的氨型ZSM-5。钮本身可W构成基于渗杂 的氨型ZSM-5的总重量的0.1重量％至10.0重量％，如基于渗杂的氨型ZSM-5的总重量的0.5 重量％至5.0重量％。
[0015] 氨型ZSM-5是可商购的具有晶态娃侣酸盐结构的合成沸石。氨型ZSM-5通过两步法 制备，该方法首先包括形成含有碱金属阳离子的混合物的ZSM-5,碱金属阳离子典型为钢 (即钢型ZSM-5)。随后将碱金属形式(例如钢形式)离子交换，W提供氨型ZSM-5。本发明利用 氨型ZSM-5,其中所述氨型ZSM-5的Si:Al比率小于或等于200:1，例如小于或等于150:1，如 小于或等于100:1。
[0016] 对于熟练的化学工作者来说，制造钮渗杂的氨型ZSM-5的方法是已知的，并且包括 使用多种钮盐，如？(1(胞)2、？(1(04(3)2、？(1亂、草酸钮、四氨合碳酸氨钮、四氨合氨氧化钮和 四氨合乙酸钮。可W将氨型ZSM-5在用至少一种钮盐浸溃后般烧，不过，对于一些应用来说 运是不必要的。般烧过的钮渗杂的氨型ZSM-5的样品将包含单质钮和/或至少部分地氧化的 钮。在一些实施方案中，钮渗杂的氨型ZSM-5是般烧过的钮渗杂的氨型ZSM-5。
[0017] 粘合剂充当钮渗杂的氨型ZSM-5的载体，并且允许其粘着至基材。可W使用至少一 种水溶性粘合剂(例如1、2、3、4或5种水溶性粘合剂）。如果使用多于一种粘合剂，各粘合剂 可W是相同类型的或者不同类型的。合适的粘合剂将显示W下特性：
[0018] a)在水中的可溶性。为了制备水性制剂，粘合剂将基本上可溶在水中或可W受迫 进入溶液，并且之后将在移除强迫条件后仍保留在溶液中。强迫条件包括，例如，加热和/或 高剪切混合。
[0019] b)干燥组合物的耐水性。水系组合物将天然具有比有机溶剂系体系对水/湿度更 加敏感的趋势。因此，将需要考虑潮湿环境对组合物的长期影响。然而，本发明平衡了水溶 性粘合剂在W下方面的性质：粘合剂基本上可溶于水系制剂中，并且还形成在干燥时基本 上耐水的组合物。
[0020] C)与钮渗杂的氨型ZSM-5的相容性。水溶性粘合剂将不具或基本上不具有对钮渗 杂的氨型ZSM-5的不利效果。不利效果可W包括不适宜地与钮渗杂的氨型ZSM-5反应或者抑 制其V0C吸附摄取能力。
[0021] 取决于耐水组合物的预定用途，耐水组合物还可W包含W下特性中的一种W上：
[0022] d)批准用于操作功能。对合适的粘合剂的选择将取决于耐水组合物的预定用途。 在某些实施方案中，水溶性粘合剂可W是食物级粘合剂。当耐水组合物与易腐烂的有机产 品如食物一起使用时，将需要食物级的粘合剂。在其他实施方案中，当耐水组合物与不适合 于消费的有机物质如垃圾一起使用时，非食物级的粘合剂可W是合适的。
[0023] e)干燥组合物在使用该组合物的一个或多个溫度下的热稳定性。
[0024] f)耐水组合物的储存稳定性。耐水组合物在储存后将保持或显示没有明显的活性 损失。在某些实施方案中，耐水组合物显示当在室溫下储存至少12周时显示基本上没有活 性损失。
[0025] 在一个实施方案中，水溶性粘合剂是聚乙締醇(PVA)dPVA是可W通过聚乙酸乙締 醋的水解(皂化）制造的水溶性聚合物。PVA通常W其水解度（％水解)和其平均分子量(Mw) 描述。
[00%]在不希望受理论约束的情况下，干燥的含有PVA的组合物的耐水性显示出随着增 加的Mw和水解度而增加。然而，在一些实施方案中，发明人已经发现，在本发明中也可W使 用具有较低Mw和较高水解度的或者具有较高Mw和较低水解度的PVA。在一些实施方案中，PVA 具有约含80%的％水解。在一些实施方案中，％水解为约含85%。在一些实施方案中，％水 解为约86至约99+%。在一些实施方案中，Mw为约27,000至约205,000。在一些实施方案中，Mw 为约80，000至约205，000。在一个优选的实施方案中，Mw为约85，000至约215，000。在一个尤 其优选的实施方案中，Mw为约145,000至约205,000。合适的PVA的实例包括但不限于：
[0027] a)Mw为~205,000且88%水解的PVA(例如 M〇wi〇r 40-88(Mw为~205,000,88% 水解）；
[002引 b)Mw 为 85,000-146，000 且 99+%水解的 PVA(例如 Aklii:ch@Mw85,000-146,000,99 + %水解）；
[0029] c)Mw 为 89,000-98，000且 99+% 水解的 PVA(例如 Aldrich? Mw89,000-98,000,99+% 水解）；
[0030] d)Mw 为 130,000且99+%水解的？￥八；
[0031] e)Mw为~145,000且99+%水解的PVA(例如 M〇wi〇r 28-99(Mw~145,000,99+% 水解)）；
[0032] f)Mw 为 146,000-186,000且99+%水解的？￥八；
[0033] g)Mw为27，000且98%水解的PVA(例如Mowiol? 4-98(Mw 27，000，98% 水解））；
[0034] h)Mw为 195,000且88%水解的PVA(例如 M〇wi〇l?;40-88(Mw 195,000,88%水 解)）；
[0035] 1)1?>205,000且88%水解的？￥4(例如的0喊〇1愈4〇-88(1?>205,000,88%水解））；
[0036] 在另一个实施方案中，水溶性粘合剂可W是树胶。合适的树胶的实例包括但不限 于瓜尔胶或阿拉伯树胶。
[0037] 在还另一个实施方案中，水溶性粘合剂可W是纤维素或其衍生物