[发明专利]用作助滤剂的粒状聚合物

说明书

本发明涉及粒状、水不溶和几乎不可溶胀的基于烯属不饱和单体的聚合物作为过滤含水液体的助滤剂的用途，还涉及新的粒状、水不溶和几乎不可溶胀的共聚物。

通过过滤分离固-液混合物是许多工业生产方法中的重要工艺步骤。尤其当过滤含水液体时，常使用助滤剂。取决于待过滤的液体中所存在的固体的类型和含量，助滤剂可以是粒状，例如颗粒，粉状或纤维状物质，这使得可能产生滤饼或使之疏松。

助滤剂的作用是基于在滤饼中形成毛细管，首先所述毛细管小到足以保留固体，其次所述毛细管数量又足够多以便于促进液相的流出。为此，可将助滤剂加入到待过滤的悬浮液(浆料)中和/或可在过滤前涂覆助滤剂作为过滤器表面上的辅助层。在预涂层过滤中，例如开始过滤前，将助滤剂预涂层涂覆到载体表面上，接着将助滤剂加入浆料中，优选连续加入。过滤期间，于是形成助滤剂的疏松滤饼，它可保留浆料固体，结果液体分散介质作为滤液流出(对于术语助滤剂和过滤，还可参考“Roempp Chemielexikon”[Roempp化学词典]，第9版，Georg Thiemer Verlag Stuttgart，pp.1357 ff.和C.Alt在Ullmann工业化学大全(Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry)，第5版(CD-ROM)中的“过滤”，特别是第4章“深床过滤”和第11章“助滤剂”)。

明显地，助滤剂应当是化学惰性的且在待过滤的浆料中是不溶的。另外，在压力作用下不应当变形，从而滤饼中的孔不坍塌。此外希望助滤剂可再生。

最常用的助滤剂，除了有机物质如纤维素、木炭和木粉外，还包括无机材料，尤其是硅酸盐性质的无机材料如硅藻土(kieselguhr)、珍珠岩、硅藻土(diatomaceous earth)和膨润土。然而，这些材料的缺点是不能再生且因此必须进行处理。

特别在饮料工业中，由于果汁饮料和发酵饮料如啤酒常需进行过滤，所以对用于含水液体的助滤剂的需求大。饮料工业中常使用的助滤剂是硅藻土。在啤酒的生产中，例如每hl啤酒需要150-200g助滤剂，尤其是硅藻土。由于一定时间后这些助滤剂的过滤作用降低，因此它们必须被除去，且在不可再生的助滤剂情况下，则必须进行处理，这显然与高成本相关联。另外，饮料工业中所使用的硅藻土的致癌作用是目前讨论的主题。

因此，提供合成助滤剂的尝试并不缺乏。例如，US4344846公开了在预涂层过滤中使用膨胀的聚苯乙烯。

WO96/35497和EP483099公开了用于预涂层过滤的助滤剂，所述助滤剂基于球形、不可压缩的聚合物，例如聚乙烯吡咯烷酮或尼龙11，该助滤剂形成孔隙率在0.3-0.5范围内的滤饼。

EP-A177812公开了可用作助滤剂的基于N-乙烯基吡咯烷酮的高度交联、几乎不可溶胀的粉状米花状聚合物。

DE-A19920944公开了基于苯乙烯和N-乙烯基内酰胺的不溶且几乎不可溶胀的米花状聚合物。建议将这些米花状聚合物用作助滤剂。

基于聚合物的合成助滤剂具有改进的再生性，然而，其过滤作用有时还存在有待改进的余地。由于一些合成助滤剂在水中不沉降，或仅微弱沉降，因此它们又不太适于含水液体的预涂层过滤。

本发明的目的是提供用于过滤含水液体的助滤剂，所述助滤剂具有良好的过滤作用且适用于预涂层过滤。另外，助滤剂的再生性良好是所需的。而且，助滤剂应当廉价且尽可能以无溶剂的方式生产。

令人惊奇地，我们已发现该目的可以由粒状、水不溶和几乎不可溶胀的基于烯属不饱和单体的聚合物实现，其中所述聚合物含有共聚的、基于单体总重量为至少20重量％的至少一种具有3-6个碳的α，β-单烯属不饱和一元羧酸和/或二元羧酸。本发明因此还涉及将该聚合物用作过滤含水液体的助滤剂。

本发明所使用的聚合物实质上或完全水不溶且不被水溶胀或仅微弱溶胀，尽管由于共聚的酸单体a)产生亲水性。此处最大溶胀度Q_max(H₂O)等于室温下1重量份聚合物最大吸收的水的最大重量百分数。通常Q_max(H₂O)不超过400％，优选Q_max(H₂O)小于100％，尤其小于80％。

通过聚合物链相互之间的高交联度或高交联密度可实现本发明待使用的聚合物的低水溶性和水溶胀性。