高内聚复合材料、其制备方法及用途,尤其是在香烟过滤嘴中的用途的制作方法

文档序号:621040阅读:213来源:国知局

专利名称::高内聚复合材料、其制备方法及用途,尤其是在香烟过滤嘴中的用途的制作方法
技术领域
:本发明涉及高内聚材料和制备高内聚材料的方法。本发明还涉及它们的用途,特别是作为液体的载体、催化剂载体、添加剂或用于液体或气体过滤的用途;更特别涉及它们在香烟过滤嘴中的用途。
背景技术
:在固体栽体上,特别是在二氧化硅载体上调节液体是已知的。还已知利用活性炭之类的化合物的吸附性质,尤其是用于液体或气体过滤,特别是在香烟过滤嘴中。
发明内容本发明的目标之一是提供具有高内聚力(cohesion)并优选很少甚至不起粉尘的新型材料,其可以令人满意地用作液体的栽体或用于气体或液体过滤,特别是在香烟过滤嘴中,尤其是用作活性过滤器,优选通过替代活性炭和/或补充传统使用的过滤器如乙酸纤雄素来进行。因此,本发明的一个主题是复合材料,其特征在于该复合材料由至少一种聚合物(P)和至少一种选自矿物氧化物(oxydesmin6raux)、硅铝酸盐和活性炭的化合物(C)形成,且其特征在于该复合材料具有-至少100微米,并且优选最多2000微米的粒子的中位尺寸;-至少0.2立方厘米/克的由直径3.6至1000纳米的孔构成的孔体积(Vdl);和-使得其根据下述试验在2巴空气压力的应力之后获得的尺寸小于100微米的粒子的比率为小于1.5体积%的内聚力。聚合物(P)有利地为多孔聚合物。聚合物(P)通常选自下列聚合物纤维素及其衍生物(特别是乙酸纤维素)、淀粉及其衍生物、藻酸盐及其衍生物、聚乙烯、瓜尔胶(guars)及其衍生物、聚乙烯醇及其衍生物。聚合物(P)可以例如是下列聚合物之一纤维素、乙酸纤维素、硫酸纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、淀粉、羧甲基化淀粉、羟丙基淀粉、阿拉伯胶、琼脂、藻酸、藻酸钠、藻酸钾、藻酸钙、黄蓍胶、瓜尔胶、角豆胶、聚乙酸乙烯酯(任选地水解)、聚乙酸乙烯酯与脂族羧酸乙烯酯的共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯、乙烯与脂族饱和羧酸乙烯酯的共聚物、水合聚环戊二烯。特别地,聚合物(P)可以是纤维素或其衍生物之一(尤其是乙酸纤维素或硫酸纤维素)、聚乙烯、阿拉伯胶、聚乙烯醇。更特别地,聚合物(P)可以是纤维素衍生物(例如,乙酸纤维素、硫酸纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素或羧甲基纤维素)。非常优选地,聚合物(P)是乙酸纤维素。化合物(C)最通常是吸附剂和/或催化剂载体。化合物(C)可以是矿物氧化物,例如特别是二氧化硅、氧化铝、锆氧化物、钛氧化物、铁氧化物、铈氧化物。化合物(C)也可以是硅铝酸盐。最后,化合物(C)可以是活性炭(特别是椰子活性炭)。因而,化合物(C)通常选自二氧化硅、氧化铝、锆氧化物、钛氧化物、铁氧化物、铈氧化物、硅铝酸盐和活性炭。化合物(C)例如由合成无定形二氧化硅构成。这可以是热解法二氧化硅、胶态二氧化硅、硅胶、沉淀二氧化硅或其混合物之一。根据本发明的一个优选变体,化合物(c)是沉淀二氧化硅。根据本发明的另一优选变体,化合物(c)是活性炭。该复合材料根据本发明的一个实施方案可以含有化合物(c)的混合物,特别是沉淀二氧化硅和活性炭的混合物。本发明的复合材料可以仅由至少一种聚合物(p)和至少一种化合物(c)构成。通过激光衍射,例如根据标准NFX11-666,使用MALVERNMASTERSIZER2000型粒度分析器(来自MalvernInstruments),在不存在超声和分散剂的情况下测量中位尺寸(D50初始),测量液是脱气软化水(在磁搅拌下将2克样品分散在50毫升水中)且测量持续时间为5秒。保留的值是对相同样品连续进行三次测量的平均值。通过下列内聚力试验测量内聚力。使用连接到Scirocco干模式取样模块的MALVERNMASTERSIZER2000型激光粒度分析器(来自MalvernInstruments)。使用Fraimhofer光学模型进行分析,测量时间为5秒。只通过料斗(t"mie)的振动和抽吸引入产品,由此可以进行第一次分析,以得到产品的初始尺寸。通过经取样模块的喷嘴注射2巴的空气压力来进行第二次分析。已针对仅由活性炭构成的颗粒指定这个压力值,该活性炭是已用在香烟过滤嘴中的产品;该压力值产生足以引发活性炭开始摩擦的应力。因此,在单独活性炭的情况下,这种应力水平对应于出现细粒子(尺寸小于100微米的粒子);其用作定位本发明复合材料用的参考值。由该应力产生的可能的细粒子的比率使得能够评测产品的内聚力(硬度)。对单独活性炭进行的下列测量构成参考值,可以参照其评测本发明的复合材料(%体积)在2巴下尺寸小于100微米的粒子的比率-2.0%;尺寸小于20微米的粒子的比率=0.0%;为获得信息,在0巴下(即没有任何空气压力)尺寸小于100微米的粒子的比率=0.0%;尺寸小于20微米的粒子的比率=0.0%。应该指出,无任何空气压力时的细粒子(尺寸小于100微米的粒子)检测能够揭示特别脆的产品的存在。本发明的复合材料的内聚力特别代表它们抵抗一定水平的应力而不会大量形成,且有利地完全不形成细粒子的能力,在这些材料用在香烟过滤嘴中时该细粒子特别可能被吸烟者吸入。通过水银孔率法(例如AutoporeMICROMERITICS9520孔隙率计)测量孔的孔体积和直径;对于这些测量,可以如下进行各样品的制备将各样品首先在90。C下在大气压下干燥2小时,然后在这种干燥后5分钟内放在试验容器中,并例如使用真空泵在真空下脱气;取样是0.22克(±0.01克);使用10号针入度计。通过WASHBURN公式以0=140。接触角和等于r=484达因/厘米的表面张力计算孔直径。在本文中,直径3.6至1000纳米的孔不计入考虑。本发明的复合材料具有至少100微米,尤其至少200微米的粒子的中位尺寸。优选地,这最多2000微米。其可以为100至1000微米,特别是200至1000微米,例如200至900微米。通常,其具有的粒子的中位尺寸大于250微米(尤其是从250(不包括250)到2000微米,甚至到1000微米),优选至少300微米,尤其是300至2000微米,特别是300至1000微米。其粒子的中位尺寸通常为400至1000微米,特别是500至1000微米,尤其是600至1000微米,例如600至900微米。当例如要用在香烟过滤嘴中时,本发明的复合材料可以具有100至2000微米,尤其是200至1500微米,特别是200至800微米,甚至400至800微米的粒子尺寸。本发明的复合材料有利地是多孔的。其具有至少0.2立方厘米/克,且通常最多3.0立方厘米/克(立方厘米/克复合材料)的由直径3.6至1000纳米的孔构成的粒子内孔体积(Vdl)(也就是说,直径3.6至1000纳米的孔累计的孔体积)。其孔体积(Vdl)通常为至少0.3立方厘米/克(例如0.3至3.0立方厘米/克),优选(尤其在化合物(C)是活性炭的情况下)至少0.4立方厘米/克,特别是0.4至3.0立方厘米/克,例如0.4至2.0立方厘米/克,甚至0.45至1.5立方厘米/克。尤其在化合物(C)是二氧化硅(优选沉淀二氧化硅)的情况下,本发明复合材料的孔体积(Vdl)可以为至少0.5立方厘米/克,特别是0.5至3.0立方厘米/克,例如0.5至2.0立方厘米/克,甚至0.55至1.5立方厘米/克。再更优选地,其孔体积(Vdl)为至少0.7立方厘米/克,特别是0.7至3.0立方厘米/克,尤其是0.7至2.0立方厘米/克,例如0.75至1.5立方厘米/克。本发明的复合材料具有高内聚力。其具有的内聚力使得其根据上述内聚力试验在2巴空气压力的应力后获得的尺寸小于IOO微米的粒子的比率为小于1.5体积%,优选小于0.5体积%。其根据上述内聚力试验在2巴空气压力的应力后获得的尺寸小于20微米的粒子的比率通常等于0.0体积%。其根据上述内聚力试验在无空气压力的应力时获得的尺寸小于20微米的粒子的比率和尺寸小于100微米的粒子的比率通常等于0.0体积%。有利地,更特别地当其要用在香烟过滤嘴中时,且例如尤其当化合物(C)是二氧化硅(优选沉淀二氧化硅)和/或活性炭时,其内聚力使得其根据上述内聚力试验在2巴空气压力的应力后获得的尺寸小于100微米的粒子的比率等于0.0体积%。本发明的复合材料优选在其操作过程中不产生粉尘。本发明的复合材料尤其当其用在香烟过滤嘴中时优选具有接近甚至高于其组成中所含的化合物(C)的过滤能力,特别是当化合物(C)是活性炭和/或二氧化硅(优选沉淀二氧化硅)时,同时具有更好的内聚力。当聚合物(P)是乙酸纤维素时情况更加如此。对于直径3.6至1000纳米的孔,本发明的复合材料可以具有大于11纳米(例如11(不包括11)至100纳米或11(不包括11)至50纳米),优选至少11.5纳米,例如11.5至100纳米的平均孔直径,尤其是当化合物(C)是二氧化硅,特别是沉淀二氧化硅时;该平均孔直径可以为11.5至50纳米,特别是11.5至40纳米,尤其是12至40纳米,例如12至25纳米或12至17纳米;其也可以在13至40纳米之间,特别是13至25纳米之间,例如13.5至25纳米之间,甚至13.5至17纳米之间变动。本发明的复合材料,有利地为固体形式,通常具有至少50平方米/克的BET比表面积。通常,其BET比表面积为最多1300平方米/克,特别是最多1200平方米/克,尤其是最多1000平方米/克,例如最多900平方米/克,甚至最多700平方米/克(平方米/克复合材料)。根据"TheJournaloftheAmericanChemicalSociety(美国化学学会杂志),,,第60巻,第309页,1938年2月中所述并对应于标准NFISO9277(1996年12月)的BRUNAUER-EMMETT-TELLER法测定BET比表面积。本发明的复合材料的BET比表面积可以为至少100平方米/克,通常至少160平方米/克,优选至少200平方米/克(例如大于300平方米/克);其可以为250至1300平方米/克,特别是280至1200平方米/克,例如280至800平方米/克。其也可以为320至1000平方米/克,特别是320至900平方米/克,尤其是320至700平方米/克,甚至320至600平方米/克。例如,在化合物(C)是二氧化硅,特别是沉淀二氧化硅的情况下,本发明复合材料的BET比表面积可以为MO至800平方米/克,尤其是250至600平方米/克;例如,在化合物(C)是活性炭的情况下,其可以为400至1300平方米/克,尤其是400至1000平方米/克。本发明复合材料的比表面积基本随化合物(c)的比表面积、其化合物(C)含量和复合材料中赋予聚合物(P)多孔性的化合物(c)的表面可达性而变。优选地,本发明的复合材料保留化合物(c)的比表面积的大部分(例如至少60%),特别是当聚合物(P)是乙酸纤维素时,尤其是在化合物(C)是活性炭和/或尤其是二氧化硅(优选沉淀二氧化硅)的情况下。ii根据一个具体实施方案,更特别当其要用在香烟过滤嘴中时,并且例如尤其当化合物(c)是二氧化硅(优选沉淀二氧化硅)和/或活性炭时,本发明的复合材料具有至少300微米(例如最多2000微米),尤其是400至1000微米,例如500至1000微米的粒子的中位尺寸,大于300平方米/克(例如最多1200平方米/克),特别是320至900平方米/克,尤其是320至700平方米/克,例如320至500平方米/克,甚至340至430平方米/克的BET比表面积,以及使其根据上述试验在2巴空气压力的应力后获得的尺寸小于100微米的粒子的比率等于0.0体积%的内聚力。在此实施方案中,聚合物(P)优选为乙酸纤维素。一般而言,本发明的复合材料具有10至95重量%,优选15至45重量%的聚合物(P)含量,和5至90重量%,优选55至85重量%的化合物(C)含量。本发明的复合材料尤其可以是挤出物形式,例如圆柱形,或者优选,为颗粒(granule)的形式,尤其是大致类球体(sph6roi'daux)的颗粒。其除了聚合物(P)和化合物(C)外还可以含有至少一种芳香剂(ar6me)和/或至少一种增塑剂。本发明的另一主题是制备上文所述的复合材料,特别是本发明的复合材料的方法,包括下列相继步骤1)将至少一种选自矿物氧化物、硅铝酸盐和活性炭的化合物(C)添加到至少一种的聚合物(P)的溶液中,优选在搅拌下进行;2)将所得混合物成型,优选通过造粒或通过挤出进行;3)将成型的产物引入到不是聚合物(P)的溶剂并且与聚合物(P)的溶液中所用的溶剂至少部分混溶的液体中,以使所述聚合物(P)不溶;4)洗涤所得产物,以至少部分除去聚合物(P)的溶液中所用的溶剂;5)干燥。所用聚合物(P)有利地为多孔聚合物。聚合物(P)通常选自下列聚合物纤维素及其衍生物(特别是乙酸纤维素)、淀粉及其衍生物、藻酸盐及其衍生物、聚乙烯、瓜尔胶及其衍生物、聚乙烯醇及其衍生物。聚合物(P)可以例如是下列聚合物之一纤维素、乙酸纤维素、硫酸纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、淀粉、羧甲基化淀粉、羟丙基淀粉、阿拉伯胶、琼脂、藻酸、藻酸钠、藻酸钾、藻酸钓、黄蓍胶、瓜尔胶、角豆胶、聚乙酸乙烯酯(任选地水解)、聚乙酸乙烯酯与脂族羧酸乙烯酯的共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯、乙烯与脂族饱和羧酸乙烯酯的共聚物、水合聚环戊二烯。特别地,聚合物(P)可以是纤维素或其衍生物之一(尤其是乙酸纤维素或硫酸纤维素)、聚乙烯、阿拉伯胶或聚乙烯醇。更特别地,聚合物(P)可以是纤维素衍生物(例如,乙酸纤维素、疏酸纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素)。非常优选地,聚合物(P)是乙酸纤维素。所用化合物(C)最通常是吸附剂和/或催化剂载体。所用化合物(C)可以是矿物氧化物,例如特别是二氧化硅、氧化铝、锆氧化物、钛氧化物、铁氧化物、铈氧化物。化合物(C)也可以是硅铝酸盐。最后,化合物(C)可以是活性炭(特别是椰子活性炭)。因而,化合物(C)通常选自二氧化硅、氧化铝、锆氧化物、钛氧化物、铁氧化物、铈氧化物、硅铝酸盐和活性炭。化合物(C)例如由合成无定形二氧化硅构成。这可以是热解法二氧化硅、胶态二氧化硅、硅胶、沉淀二氧化硅或其混合物之一。根据本发明的一个优选变体,化合物(c)是沉淀二氧化硅。这可以如下制备进行用酸化剂(例如硫酸)沉淀硅酸盐如碱金属硅酸盐(例如硅酸钠)的反应以制造沉淀二氧化硅悬浮液,然后通常是分离,特别是通过过滤(以制成滤饼)分离所得沉淀二氧化硅,最后干燥(通常通过雾化干燥);可以使用任何方法制备沉淀二氧化硅尤其是将酸化剂添加到硅酸盐底料(pieddecuve)中,酸化剂和硅酸盐完全或部分同时添加到水和硅酸盐的底料中。根据本发明的另一优选变体,化合物(C)是活性炭。根据本发明的一个实施方案,使用化合物(C)的混合物,特别是沉淀二氧化硅和活性炭的混合物。本发明方法的步骤l)中所用的化合物(C)有利地具有相对较高的比表面积。其通常具有至少100平方米/克,优选至少200平方米/克,特别是大于450平方米/克的BET比表面积,特别是在沉淀二氧化硅和/或活性炭的情况下。化合物(C)通常具有至少0.5微米,特别是0.5至100微米的粒子的中位尺寸。当化合物(C)是沉淀二氧化硅时,其尺寸优选更特别地为0.5至50微米,尤其是0.5至20微米,例如2至15微米。当化合物(C)是活性炭(特别是椰子活性炭)时,该尺寸优选更特别为1至80微米,尤其是2至70微米。本发明方法的步骤l)中所用的化合物(C),特别当其是二氧化硅,尤其是沉淀二氧化硅时,优选具有小于260毫升/100克,尤其是小于240毫升/100克,例如小于225毫升/100克的DOP吸油率。其DOP吸油率可以小于210毫升/100克,甚至小于205毫升/100克。其DOP吸油率可以为至少80毫升/100克,尤其是大于145毫升/100克,例如大于180毫升/100克。根据标准ISO787/5使用邻苯二甲酸二辛酯测定DOP吸油率(在化合物(C)原样上进行该测量)。所用化合物(C),特别当其是二氧化硅,尤其是沉淀二氧化硅,和/或活性炭时,通常具有大于280平方米/克,尤其是大于300平方米/克,特别是大于330平方米/克,例如大于350平方米/克的CTAB比表面积(根据标准NFT45007(1987年11月)测得的外表面积);其可以小于450平方米/克。在本发明方法的步骤l)中,尤其可以使用特定的沉淀二氧化硅,其具有-小于260毫升/100克,尤其是小于240毫升/100克,特别是小于225毫升/100克的DOP吸油率;-大于0.8毫升/克,尤其是大于0.9毫升/克,例如至少0.95毫升/克的由直径小于25纳米的孔形成的孔体积(Vd25)(通过Barett、Joyner和Halenda的方法,被称作BJH法测定的孔体积,该方法尤其由F.Rouquerol、L.Luciani、P.Llewwellyn、R.Denoyel和J.Rouquerol描述在"LesTechniquesdeI'Ing6nieur(工程师技术),,,2001年9月中),-大于280平方米/克,尤其是大于300平方米/克,特别是大于330平方米/克,例如大于350平方米/克的CTAB比表面积;-优选地,大于450平方米/克,例如大于510平方米/克的BET比表面积、。对于直径小于25纳米的孔,这种特定的沉淀二氧化硅可以具有小于12.0纳米,特别是小于8.0纳米的在按体积计的孔尺寸分布的最大值处获取的孔直径(dp)(Barett、Joyner和Halenda的方法)。其可以通过包括使硅酸盐与酸化剂反应(由此获得沉淀二氧化硅悬浮液)、然后分离和干燥(尤其通过雾化干燥)该悬浮液的方法制备,硅酸盐与酸化剂的反应根据下列相继步骤进行(i)形成初始底料,其包含该反应中涉及的硅酸盐总量的一部分,所述初始底料中硅酸盐的浓度(以Si02计)为10至50克/升,优选12至48克/升,特别是15至45克/升,且所述初始底料的温度为40至65'C;(i')任选地,经5至30分钟向所述底料中加入酸化剂直至获得3.5至8.5的反应介质pH值;(ii)经20至150分钟向所述底料中优选同时地加入酸化剂和剩余量的硅酸盐,硅酸盐添加量(以Si02计)/初始底料中存在的硅酸15盐量(以SK)2计)比率高于5:a)要么是在恒定流速下,在这种同时添加结束时得到3.5至8.5的反应介质pH值;b)要么是调节酸化剂流速以使反应介质的pH值保持在3.5至8.5之间的恒定值;(iii)在步骤(ii)结束时反应介质的pH值高于6.0的情况下,经3至25分钟向反应介质中加入酸化剂,以实现3.5至6.0的反应介质pH值;(iv)使前一步骤结束时获得的反应介质在搅拌下保持5至60分钟。所用化合物(C)的粒子表面,特别当其是沉淀二氧化硅时,可以预先官能化,尤其是通过包含例如至少一种氨基、苯基、烷基、氛基、腈、烷氧基、羟基、酰胺、硫基和/或卤素官能团的有机分子的接枝或吸附。在本发明方法的步骤1)中,优选在搅拌下,特别是逐渐地将化合物(C)与聚合物(P)的溶液混合以获得尽可能均匀的混合物。该步骤相当于将化合物(C)(固体形式)分散在由溶解在其溶剂之一中的聚合物(P)所形成的介质中。在此可以使用造粒机型混合器,例如RotolabZanchetta型。作为溶剂可以使用例如乙酸(特别当聚合物(P)是乙酸纤维素时)、水(特别在聚合物(P)是硫酸纤维素、聚乙烯醇、阿拉伯胶的情况下)、环烷油(特别在聚合物(P)是聚乙晞的情况下)。当聚合物(P)是乙酸纤维素时,通常将其溶解在乙酸+水的混合物中,例如以下列质量比乙酸纤维素10至25%;乙酸65至80°/0;水5至15%。可以向步骤l)结束时形成的混合物中,或向聚合物(P)的溶液中加入溶剂(例如在聚合物(P)是乙酸纤维素的情况下,该溶剂为乙酸),尤其用以降低其粘度。步骤l)中所用的聚合物(P)与化合物(c)的比例取决于最终复合材料中所需的比例,并且通常使得复合材料具有10至95重量%,特别是15至45重量%的聚合物(P)含量,和5至90重量。/。,优选55至85重量%的化合物(C)含量。步骤1)结束时获得的混合物的成型步骤2)可以通过压实(例如使用Alexanderwerk压实机)进行。优选地,步骤2)通过造粒或通过挤出进行。造粒可以以连续或分批模式进行。所得产品是颗粒形式。其可以在机械旋转造粒机中进行。可以使用中剪切速率旋转隼铧造粒机,尤其是L6dige造粒机。优选在高剪切速率造粒机中进行造粒。优选地,使用配有叶片或销子(broches)的旋转造粒机,特别是RotolabZanchetta造粒机,其通常以分批模式运行。通常在搅拌下进行造粒。其可以在环境温度(安装地点的温度)下进行。通常,首先用步骤1)结束时获得的混合物填充造粒机筒(室)体积的25至75%,特别是在RotolabZanchetta造粒机的情况下。造粒机的转子速度,特别是在RotolabZanchetta造粒机的情况下,可以为200至1000rpm,例如400至600rpm。挤出可以是高压挤出(例如使用沖压型装置)或低压挤出(例如使用FujiPaudal型装置)。所得挤出物通常为圆柱形。本发明的方法可以在步骤2)后包括任选的校准和/或研磨步骤以除去不具有所需尺寸的可能的产物。所述方法还可任选地包括球化(sph6ronisation)步骤以提高产物的类球体特性。在本发明方法的步骤3)中,通过将来自成型步骤2)的产物引入不是所述聚合物(P)的溶剂并且与步骤l)中所用的聚合物(P)溶液中所用的溶剂至少部分(优选完全)混溶的液体中,使聚合物(P)不溶(沉淀)。使聚合物(P)不溶以将其转化成其中分散着化合物17(c)的多孔固体基质。作为不是聚合物(p)的溶剂的液体,可以使用例如水(特别是当聚合物(p)是乙酸纤维素且所用溶剂是乙酸时)、乙酸的(稀)水溶液(特别是当聚合物(p)是乙酸纤维素且所用溶剂是乙酸时)、乙醇(特别是在聚合物(p)是硫酸纤维素且所用溶剂是水的情况下)、羧酸(特别是在聚合物(p)是聚乙烯醇且所用溶剂是水的情况下)、醇(特别是在聚合物(p)是阿拉伯胶且所用溶剂是(热)水的情况下)、己烷(特别是在聚合物(p)是聚乙烯且所用溶剂是环烷油的情况下)。通常预先将不是聚合物(p)的溶剂的液体加热。尤其是当聚合物(P)是乙酸纤维素且所述液体是水时,由此将来自步骤2)的产物引入到在30至90。C,特别是45至75。C,甚至50至70。C的温度下的所述液体中;在此,例如,每升水可以引入大约70至130克来自步骤2)的产物。步骤3)通常在搅拌下进行。本发明方法的步骤4)包括将步骤3)结束时获得的产物洗涤一次或多次(将其从步骤3)中所用的液体中分离后),以至少部分,优选完全除去残留溶剂。这种洗涤可以用水进行,尤其是在用于聚合物(P)的溶剂是乙酸的情况下。然后,在任选的擦拭(essorage)(优选轻擦拭)步骤后,本发明的方法包括干燥步骤5),尤其用以除去步骤4)中所用的洗涤液。尤其是当洗涤液是水时,特别是当聚合物(P)是乙酸纤维素时,可以在50至120'C的温度下,例如在通风装置(尤其是烘箱或流化床)中进行干燥步骤,通常持续2至60小时,特别是5至:30小时,本发明的方法可以在干燥步骤后包括任选的研磨和/或筛分(分离)步骤,以尤其根据目标用途除去不具有所需尺寸的可能的产物。在例如要用在香烟过滤嘴中时,所得复合材料可以具有100至2000微米,尤其是200至1500微米,特别是200至800微米,甚至400至800微米的粒子尺寸。本发明的方法能够有利地制备具有与所用化合物(c)至少一样高,通常更高的过滤能力的复合材料,特别是当化合物(c)是活性炭和/或尤其是二氧化硅(优选沉淀二氧化硅)时。当所用聚合物(p)是乙酸纤维素时情况更加如此。同样,以优选方式,本发明的方法能够获得保留所用化合物(c)的比表面积的大部分(例如至少60%)的复合材料,特别是当聚合物(P)是乙酸纤维素时,尤其是在化合物(C)是活性炭和/或尤其是二氧化硅(优选沉淀二氧化硅)的情况下。根据本发明的或者(可)由本发明的方法获得的复合材料尤其可用作液体的栽体。作为液体,可以尤其提到有机液体,如有机酸、表面活性剂、橡胶/聚合物用的有机添加剂、杀虫剂。作为液体,可以使用防腐剂(尤其是磷酸、丙酸)、芳香剂、着色剂、液体食品补充剂,尤其是动物用(特别是维生素(例如维生素E)和氯化胆碱)。根据本发明的或者(可)由本发明的方法获得的复合材料可用作催化剂载体。其也可以用作添加剂,特别是用于块状或薄层材料。其可用作纸、油漆的添加剂,或用于制备电池隔板。根据本发明的或者(可)由本发明的方法获得的复合材料可用于液体过滤(例如用于过滤哞酒)或用于气体过滤,尤其是在色镨法中。因此,其在香烟过滤嘴中具有特别有益的用途。其可以例如引入空腔过滤嘴中或分散在构成过滤嘴的片段之一的纤维网络中。其有利地对香烟烟尘的挥发性和半挥发性组分具有良好的吸收性。其过滤能力优选接近,甚至高于单独的化合物(C)。与传统添加剂如活性炭和二氧化硅的情况相比,在吸烟时,其特性使得能够实现过滤嘴中的压降的合理提高和烟尘中细粒子的较低夹带,本发明的最后主题是含有至少一种根据本发明的或者(可)由本发明的方法获得的复合材料的香烟过滤嘴;所述复合材料可以包含至少两种不同化合物(c),例如沉淀二氧化硅和活性炭。因此,含有多种不同类型化合物(c)的复合材料可以有利地使用传统技术就像单一添加剂那样引入同一过滤器中。本发明因此还能在成本和过滤嘴多样性方面提供优点。具体实施方式下列实施例例证本发明但不限制其范围。实施例1-5在实施例1至3中,作为化合物(C),使用粉末形式的沉淀二氧化硅作为原材料,其具有下列特性-BET比表面积550平方米/克-吸油率(DOP):200毫升/100克;-粒子的中位尺寸23微米;國湿度(ISO787/2标准,105。C,2小时)7%在实施例4中,作为化合物(C),使用Pica公司出售的粉末形式的椰子活性炭作为原材料(含有0.5%水,具有小于80微米的粒子的中位尺寸和821平方米/克的BET比表面积)。在实施例l至4中,作为聚合物(P),使用溶解在乙酸中的乙酸纤维素作为原材料。更具体地,所用乙酸纤维素的溶液含有18%乙酸纤维素、11%水和71%乙酸。实施例1首先,通过将139克沉淀二氧化硅添加到300克乙酸纤维素溶液中来制备混合物,为此,将沉淀二氧化硅逐渐添加到乙酸纤维素溶液中,这种添加在搅拌下(带有框式桨的搅拌发动机)进行以获得均匀混合物。接着,将所得混合物引入RotolabZanchetta造粒机的筒中并在下列条件下进行造粒-温度环境温度;-造粒机转子速度500rpm;20-造粒时间25分钟。然后将造粒结束时获得的颗粒倒入预热至60'C的水中,在此它们停留15分钟,对水施以搅拌。将它们从水中移出后,用冷水洗涤颗粒5次(每次洗涤的持续时间15分钟)以除去残留乙酸。擦拭后,将颗粒在通风炉中在95。C下干燥12小时。由此获得的复合材料(标号MC1)的特征列在表l中。实施例2首先,通过将139克沉淀二氧化硅添加到300克乙酸纤维素溶液中来制备混合物。为此,将沉淀二氧化硅逐渐添加到乙酸纤维素溶液中,这种添加在搅拌下(带有框式桨的搅拌发动机)进行以获得均匀混合物;将所得产物置于RotolabZanchetta造粒机的筒中,其中在环境温度下将其搅拌(转子速度500rpm)5分钟。然后将所得混合物引入FujiPaudal挤出机的圆筒筛中,该筛子带有500微米直径的穿孔,并通过使转子旋转来进行挤出,该转子将混合物推过筛子,由此产生500微米直径的圆柱形挤出物。空气流的施加能够限制多个圆柱形挤出物之间的粘结。然后将所得挤出物倒入已预热至60。C的水中,在此它们停留15分钟,对水施以搅拌。将它们从水中移出后,用冷水洗涤挤出物5次(每次洗涤的持续时间15分钟)以除去残留乙酸。轻擦拭后,将挤出物在通风炉中在95。C下干燥12小时。由此获得的复合材料(标号MC2)的特征列在表l中。实施例3首先,通过将13.9克沉淀二氧化硅添加到30.0克乙酸纤维素溶液中来制备混合物,21为此,将沉淀二氧化硅逐渐添加到乙酸纤维素溶液中,这种添加在搅拌下(带有框式桨的搅拌发动机)进行以获得均匀混合物。然后将所得混合物引入冲压式挤出机的柱塞(piston)体中并通过使该混合物穿过带有800微米直径穿孔的圆盘来进行挤出,由此产生800微米直径的圆柱形挤出物。然后将所得挤出物倒入已预热至60'C的水中,在此它们停留15分钟,对水施以搅拌。将它们从水中移出后,用冷水洗涤挤出物5次(每次洗涤的持续时间15分钟)以除去残留乙酸。轻擦拭后,将挤出物在通风炉中在95。C下干燥12小时。由此获得的复合材料(标号MC3)的特征列在表l中。实施例4首先,通过将109.7克活性炭添加到200克乙酸纤维素溶液中来制备混合物。为此,将活性炭逐渐添加到乙酸纤维素溶液中,这种添加在搅拌下(带有框式桨的搅拌发动机)进行以获得均匀混合物。然后将所得混合物引入冲压式挤出机的柱塞体中并通过使该混合物穿过带有1000微米直径穿孔的圓盘来进行挤出,由此产生1000微米直径的圆柱形挤出物。然后将所得挤出物倒入已预热至60。C的水中,在此它们停留15分钟,对水施以搅拌。将它们从水中移出后,用冷水洗涤挤出物5次(每次洗涤的持续时间15分钟)以除去残留乙酸。轻擦拭后,将挤出物在通风炉中在95。C下干燥12小时。由此获得的复合材料(标号MC4)的特征列在表l中。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>*通过说明书中提到的内聚力试验测量(体积%)特别可以看出,本发明的复合材料(MC1、MC2、MC3和MC4),对它们各自而言,在2巴空气压力的应力后获得的直径小于100微米的粒子的比率等于0.0%(通过说明书中之前提到的内聚力试验测量),具有比单独的二氧化硅(对其而言,该比率为10%)和比单独的活性炭(对其而言,该比率为2.0%)高的内聚力。实施例5为了评测它们吸附香烟烟尘流中的挥发性和半挥发性化合物的性质,在由标准化CORESTAMONITORno.4样品的烟草部分构成的香烟样品中使用在400至800微米之间筛分后的获自实施例1和3的复合材料,该香烟与手动安装的空腔过滤嘴相联。该过滤嘴由8毫米长的乙酸纤维素片段、完全被受试添加剂填满(没有死体积)的空腔和另一8毫米长的乙酸纤维素片段制成。受试添加剂由来自实施例1和3的复合材料之一制成,或作为参照由单独的二氧化硅或由单独的活性炭(对应于在上迷实施例中用作原材料的那些)制成;在后两种情况下,过滤嘴中所用的二氧化硅或炭的量等于含有来自实施例1或3的复合材料的过滤嘴中存在的二氧化硅的量。含有添加剂的空腔长度为大约9毫米。在手动安装过滤嘴后,将各香烟样品在60%相对湿度和22。C温度下调节卯小时,然后在Borgwaldt(RM20H)20位置旋转吸烟机中吸烟。离开过滤嘴的烟尘通入只许气相通过的"Cambridge"过滤器,其随后被装有甲醇的冷阱收集。通过气相色镨-质谱法(GC/MS)分析由此回收的挥发性和半挥发性化合物。与用相同类型但两个乙酸纤维素片段之间的9毫米长空腔保持空置的香烟获得的结果相比,测定下表2中所示的挥发物和半挥发物的减少比率。表2MC1MC3二氧化硅活性炭二氧化硅含量(%)7070100-活性炭含量(%)---100用量(毫克)1071077575减少比率(%)p比咬81817555巴豆醛47483471丙烯醛55635269丙酮72706468甲乙酮84877971乙腈65635261可以看出,复合材料MC1和MC3具有非常令人满意的吸附性质。因此,它们能够获得比用单独的二氧化硅获得的结果大并且总体上至少等于,甚至高于用单独的活性炭获得的结果的挥发物和半挥发物减少比率,同时具有更好的内聚力。权利要求1.复合材料,其特征在于该复合材料由至少一种聚合物(P)和至少一种选自矿物氧化物、硅铝酸盐和活性炭的化合物(C)形成,其特征在于该复合材料具有-至少100微米的粒子的中位尺寸;-至少0.2立方厘米/克的由直径3.6至1000纳米的孔构成的孔体积(Vd1);-使得其在2巴空气压力的应力之后获得的尺寸小于100微米的粒子的比率为小于1.5体积%的内聚力。2.根据权利要求1的复合材料,其特征在于所述聚合物(P)选自下列聚合物纤维素(的衍生物)、淀粉(的衍生物)、藻酸盐(的衍生物)、聚乙烯、瓜尔胶(的衍生物)和聚乙烯醇(的衍生物)。3.根据权利要求1或2的复合材料,其特征在于所述聚合物(P)是乙酸纤维素。4.根据权利要求1至3之一的复合材料,其特征在于所述化合物(C)选自二氧化硅、氧化铝、锆氧化物、钛氧化物、铁氧化物、铈氧化物、硅铝酸盐和活性炭。5.根据权利要求1至4之一的复合材料,其特征在于所述化合物(C)是沉淀二氧化珪。6.根据权利要求1至4之一的复合材料,其特征在于所述化合物(C)是活性炭。7.根据权利要求1至4之一的复合材料,其特征在于所述化合物(C)是沉淀二氧化硅和活性炭的混合物。8.根据权利要求1至7之一的复合材料,其特征在于其粒子的中位尺寸为至少200微米,优选至少300微米,特别是300至1000微米,例如400至1000微米。9.根据权利要求1至8之一的复合材料,其特征在于其由直径3.6至1000纳米的孔构成的孔体积(Vdl)为至少0.3立方厘米/克,优选至少0.4立方厘米/克,特别是0.4至3.0立方厘米/克,尤其是0.4至2.0立方厘米/克,例如0.45至1.5立方厘米/克。10.根据权利要求1至8之一的复合材料,其特征在于其由直径3.6至1000纳米的孔构成的孔体积(Vdl)为至少0.5立方厘米/克,特别是0.5至3.0立方厘米/克,尤其是0.5至2.0立方厘米/克,例如0.55至1.5立方厘米/克。11.根据权利要求1至10之一的复合材料,其特征在于其具有的内聚力使得其在2巴空气压力的应力后获得的尺寸小于IOO微米的粒子的比率小于1.0体积%,优选小于0.5体积%,特别等于0.0体积%。12.根据权利要求1至11之一的复合材料,其特征在于其具有的内聚力使得其在2巴空气压力的应力后获得的尺寸小于20微米的粒子的比率等于0.0体积%。13.根据权利要求1至12之一的复合材料,其特征在于,对于直径3.6至1000纳米的孔,其平均孔直径大于11纳米,优选至少11.5纳米,特别是11.5至100纳米,尤其是12至50纳米,例如12至25纳米。14.根据权利要求1至13之一的复合材料,其特征在于其具有至少50平方米/克,特别是至少100平方米/克,更特别是至少160平方米/克,尤其是至少200平方米/克,例如250至1300平方米/克的BET比表面积。15.根据权利要求1至14之一的复合材料,其特征在于其具有至少300微米,特别是400至1000微米的粒子的中位尺寸,大于300平方米/克,特别是320至1000平方米/克,例如320至700平方米/克的BET比表面积,以及使得其在2巴空气压力的应力后获得的尺寸小于100微米的粒子的比率等于0.0体积%的内聚力。16.根据权利要求1至15之一的复合材料,其特征在于其具有10至95重量%,优选15至45重量%的聚合物(P)含量,以及5至90重量%,优选55至85重量%的化合物(C)含量。17.根据权利要求1至16之一的复合材料,其特征在于其是圆柱形或颗粒的形式。18.根据权利要求1至17之一的复合材料,其特征在于其还含有至少一种芳香剂和/或至少一种增塑剂。19.制备复合材料,特别是根据权利要求1至18之一的复合材料的方法,包括下列相继步骤1)将至少一种选自矿物氧化物、硅铝酸盐和活性炭的化合物(C)添加到聚合物(P)的溶液中,优选在搅拌下进行;2)将所得混合物成型,优选通过造粒或通过挤出进行;3)将成型的产物引入到不是聚合物(P)的溶剂并且与聚合物(P)的溶液中所用的溶剂至少部分混溶的液体中,以使所述聚合物(P)不溶;4)洗涤所得产物,以至少部分除去聚合物(P)的溶液中所用的溶剂;5)干燥。20.根据权利要求19的方法,其特征在于所述聚合物(P)选自下列聚合物纤维素(的衍生物)、淀粉(的衍生物)、藻酸盐(的衍生物)、聚乙烯、瓜尔胶(的衍生物)和聚乙烯醇(的衍生物)。21.根据权利要求19或20的方法,其特征在于所述聚合物(P)是乙酸纤维素。22.根据权利要求21的方法,其特征在于步骤l)中所用的乙酸纤维素的溶液含有乙酸作为溶剂,23.根据权利要求21或22的方法,其特征在于步骤3)中所用的不是乙酸纤维素的溶剂的液体是水或乙酸水溶液。24.根据权利要求19至23之一的方法,其特征在于所述化合物(C)选自二氧化硅、氧化铝、锆氧化物、钛氧化物、铁氧化物、铈氧化物、硅铝酸盐和活性炭。25.根据权利要求19至24之一的方法,其特征在于所述化合物(C)是沉淀二氧化硅。26.根据权利要求19至24之一的方法,其特征在于所述化合物(c)是活性炭。27.根据权利要求19至24之一的方法,其特征在于所述化合物(C)是沉淀二氧化硅和活性炭的混合物。28.根据权利要求19至27之一的方法,其特征在于所述化合物(C)具有至少100平方米/克,优选至少200平方米/克,特别是大于450平方米/克的BET比表面积。29.根据权利要求19至28之一的方法,其特征在于在配有叶片或销子的造粒机中,特别是在Zanchetta造粒机中通过造粒进行成型步骤2)。30.根据权利要求19至28之一的方法,其特征在于通过低压或高压挤出进行成型步骤2)。31.根据权利要求1至18之一的或者可由根据权利要求19至30之一的方法获得的复合材料作为液体的载体的用途。32.根据权利要求1至18之一的或者可由根据权利要求19至30之一的方法获得的复合材料作为固体的载体、作为添加剂或用于液体或气体过滤的用途。33.根据权利要求1至18之一的或者可由根据权利要求19至30之一的方法获得的复合材料在香烟过滤嘴中的用途。34.根据权利要求33的用途,其特征在于所述复合材料包含至少两种不同化合物(C),例如沉淀二氧化硅和活性炭。35.香烟过滤嘴,其特征在于其含有至少一种根据权利要求1至18之一的或者可由根据权利要求19至30之一的方法获得的复合材料。36.根据权利要求35的香烟过滤嘴,其特征在于所述复合材料包含至少两种不同化合物(C),例如沉淀二氧化硅和活性炭。全文摘要本发明涉及由至少一种聚合物和至少一种选自矿物氧化物、硅铝酸盐和活性炭的化合物形成的具有高内聚力的复合材料,所述复合材料具有至少100微米的粒子的中位尺寸,至少0.2立方厘米/克的由直径3.6至1000纳米的孔形成的孔体积(Vd1)、使其在经受2巴空气压力的应力后获得的尺寸小于100微米的粒子的比率小于1.5体积%,优选0.0体积%的内聚力。本发明还涉及制备所述复合材料的方法。本发明还涉及该复合材料作为液体的载体、催化剂载体、添加剂或用于液体或气体过滤,特别是在香烟过滤嘴中的用途。文档编号A24D3/02GK101583417SQ200780040431公开日2009年11月18日申请日期2007年9月11日优先权日2006年9月13日发明者E·佩林,R·埃伯哈德特申请人:罗地亚管理公司
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