[发明专利]活性炭过滤器

说明书

本发明涉及用作生产活性炭过滤器的粘结剂的新型聚合物。

用于提纯液体或气体的纯化过滤器是已知。在一组这样的过滤器中，吸附材料比如活性碳的颗粒的松散床被放置在约束这些颗粒物的两个多孔壁之间，参见DE-A-3204022。由于在粒状材料内没有内聚作用，流量和过滤器使用时间难以控制。在滤液的流动中和由于破裂的结果，各种粒度级分的再定位或洗出或细粒物引起的局部堵塞都可以发生。然而，尤其，由颗粒物的内部孔隙度导致的粒状材料的吸附性仅仅在很小程度上有效，因为大部分的滤液流过颗粒之间的空隙而穿过过滤材料并基本上仅接触颗粒的表面。这一类型的过滤装置，又名过滤盒或滤棒，在较短的使用时间之后需要更换或粒状材料需要更换。

用于提纯自来水和含有吸附性成形体作为过滤单元的另一种过滤器可从EP-A-0253132中获知。成形体被构造成自支持型熔结体并包括细碎的吸附剂和热塑性粘结剂。在由热塑性熔结方法生产熔结体过程中，吸附剂的大部分的颗粒表面和微孔因粘附和渗入了热塑性材料而粘固或封闭；颗粒的相应内表面区域因此丧失了吸附性能。结果，损害了整个过滤装置的吸附容量。

EP-A-0554223公开了生产过滤装置的方法。粘结剂的高粘度导致所获得过滤装置的低强度。

由EP-A-0792673已知一种用于根据挤出工艺制备过滤器的粘结剂。该粘结剂具有很高的流动性和不均匀的分布。混合物的不均匀分布使得获得易碎的产物。另外，活性碳的表面积被粘结剂减少。结果是过滤能力的下降。

US-A 4,753,728公开了含有被聚合物粘结得到滤块的活性碳颗粒的一种活性炭过滤块。聚合物由STM D 1238在190℃和15千克负荷下测得熔体流动指数低于大约1克/每10分钟。聚合物在升高的温度下变粘性。聚合物不具有足够的流动性来润湿活性碳颗粒。已经公开了市场上可买到的聚合物GUR212，由STM D 1238在190℃和15千克负荷下测得它的熔体流动指数是低于0.1克/每10分钟，并且是超高分子量聚乙烯。

本发明的目的是提供一种用于生产活性炭过滤器的粘结剂，该过滤器具有高强度和低粘结剂含量和其中活性碳没有被涂敷。

本发明的目的是通过熔体流动指数(MFI 190/15)为1.2g/10min到10g/10min，多分散性Mw/Mn为3-30，堆积密度为0.05g/cm³到0.5g/cm³和粒度为5μm到300μm的聚乙烯均聚物和/或共聚物来实现的。

本发明的粘结剂具有非常良好的生物适应性。粘结剂具有高粘度，较低的涂敷活性碳的倾向，高多孔性和对工艺有低灵敏度。该粘结剂有低的堆积密度和高的表面积，特殊的形态和100μm到140μm的粒度。该粘结剂显示出特别良好的热稳定性。

使用本发明的粘结剂生产的过滤装置获得了活性碳的高吸附性和具有非常多孔的结构。

根据本发明的可用粘结剂是有机的热塑性材料。特别合适的粘结剂已经发现是高或超高分子量的热塑性塑料(尤其聚乙烯)的粉末，它在熔结过程中经加热后能够以粘稠过渡相形式粘结并与活性碳形成多孔结构。

在熔结以后，获得了具有高吸附性和良好机械强度的活性碳块料。高的孔隙率使得可能有高的滤液流量。

纯化过滤器能够根据需要通过一个或多个这样的过滤装置来构造。设想可应用于生产用水处理，废水净化，饮用水处理，饮料，食品和化学工业，而且可用于提纯气体。

本发明的优选实施方案是熔体流动指数(MFI 190/15)为1.2g/10min到10g/10min，多分散性Mw/Mn为3到10，堆积密度为0.1g/cm³到0.5g/cm³和粒度为60μm到200μm的聚乙烯均聚物和/或共聚物。这一粘结剂可获得高强度和低粘结剂含量的活性炭过滤器。熔体流动指数优选是1.3g/10min到10g/10min。

本发明的进一步优选的实施方案是熔体流动指数(MFI 190/15)为1.4g/10min到5g/10min，多分散性Mw/Mn为4到8，堆积密度为0.13g/cm³到0.3g/cm³和粒度为80μm到180μm的聚乙烯均聚物和/或共聚物。这一粘结剂可获得特别高强度和低粘结剂含量的活性炭过滤器。