由交联的热塑性有机硅弹性体制成的不对称多孔膜制造技术

技术编号:12277089 阅读:140 留言:0更新日期:2015-11-05 03:00
本发明专利技术涉及由热塑性有机硅弹性体制成的共价交联的不对称膜(M),制备所述共价交联的不对称多孔膜(M)的方法,其中在第一步中,制备有机硅组合物SZ和溶剂L的溶液,所述有机硅组合物SZ包含具有烯基的热塑性有机硅弹性体S1和交联剂V;在第二步中,使所述溶液成型;在第三步中,使所述成型溶液与沉淀介质F接触,其中形成未共价交联的膜;在第四步中,将溶剂L和沉淀介质F从未交联膜中除去;以及在第五步中,使所述膜进行交联,其中形成共价交联的膜M。本发明专利技术还涉及根据所述方法制得的膜(M),以及所述膜(M)用于分离混合物或用于涂料的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】由交联的热塑性有机括弹性体制成的不对称多孔膜 本专利技术设及由热塑性有机娃弹性体制备具有不对称孔结构的交联多孔膜的方法, 还设及由此获得的膜及其用途。 用膜分离混合物比传统的分离方法例如分馈或化学吸附通常具有更大的能量效 率。在目前的膜研究中,人们致力于寻找具有更长寿命、提高的选择性、更好的机械性能、更 高流速和低成本的新型膜。 在文献中已知用于分离很多种混合物的具有不对称结构的多孔膜。例如 US3133137、US3133132和US4744807描述了不对称结构的乙酸纤维素膜的制备和用途,所 述膜是通过相转化法制得的。该方法同样被称为Loeb-Sourirajan法。由此制造的膜具有 多孔底层结构和选择性层。薄外层负责分离性能,而多孔底层结构赋予所述膜机械稳定性。 已发现运种膜被用于反渗透装置中用于从海水或微咸水中萃取饮用水或超纯水。 现有技术中还使用有机娃作为膜材料。有机娃是具有低玻璃转化点灯g<-50°c) 且在聚合物微结构中具有高比例的自由体积的橡胶状聚合物。GB1536432和US5733663描 述了基于有机娃的膜的制备。所描述的应用包括渗透蒸发和气体的分离。 阳0化]非常薄的有机娃膜对于最佳膜性能实际上是非常必要的,但是由于不充分的机械 性能,该膜是很难处理的。为了使有机娃获得必需的机械稳定性,所述膜通常是复合体系, 该复合体系具有在一些情况下非常复杂且昂贵的多层结构。运里,总是将选择性分离的有 机娃层通过例如喷涂或施加溶液的方法施加至多孔载体基材上。 使用有机聚硅氧烷共聚物作为膜也是现有技术。例如US2004/254325和 DE10326575要求保护可热塑性加工的有机聚硅氧烷/聚脈共聚物的制备和用途。 此外,JP6277438也要求保护有机娃-聚酷亚胺共聚物作为生产致密膜的材料。其 中所述应用目的是分离气体。 同样在文献中已知的是由有机娃-碳酸醋共聚物组成的多孔膜(JP59225703)和 由有机娃-聚酷亚胺共聚物组成的多孔膜(JP2008/86903)。然而,运两种共聚物的机械强 度和选择性均不足W用于工业应用。而且,在运两种共聚物中均几乎没有物理相互作用存 在,运大大降低了多孔膜结构的热稳定性。此外,所述有机娃共聚物是非常脆性的,使其明 显更难W制备典型的卷式膜组件。 而且,已知关于有机娃-碳酸醋共聚物中,碳酸醋部分必须很高W获得有用的成 膜性能。因此,有机娃的有利的渗透性由于显著降低的可渗透的聚碳酸醋而受到极大损害。 原则上,适用于制备多孔膜的聚合物仅包括具有足够机械强度和足够柔初性的那 些聚合物。 W02010020584描述了由有机娃共聚物通过相转化法制成的具有不对称孔结构的 膜,其特征是具有高透气性。然而,由该材料制成的膜,证明具有不需要的"冷流"的缺点, 因此,在长期暴露下,该多孔膜的膜结构可能遭受变化。 本专利技术的目的是提供由有机娃共聚物制成的具有不对称孔结构的膜,所述膜具有 有利性能,且表现出提高的稳定性。 本专利技术提供由热塑性有机娃弹性体制成的共价交联的不对称多孔膜(M)。 本专利技术还提供制备所述共价交联的不对称多孔膜(M)的方法,其中: 在第一步中,由有机娃组合物SZ和溶剂L制备溶液,所述有机娃组合物SZ包括具 有締基的热塑性有机娃弹性体S1和交联剂V; 在第二步中,使所述溶液成型; 在第=步中,使所述成型的溶液与沉淀介质F接触形成未共价交联的膜; 在第四步中,将溶剂L和沉淀介质F从未交联膜中除去;W及 在第五步中,使所述膜进行交联,制得共价交联膜M。 热塑性弹性体通常不会共价后交联,而是仅通过物理相互作用来进行交联。如实 施例3-7所示,与未共价交联的膜相比较,后交联导致膜性能大幅提高。 除了具有締基的热塑性有机娃弹性体之外,所述有机娃组合物SZ还可包括其它 组分:催化剂K、具有締基的有机娃化合物S2,填料FS和/或添加剂Z。 优选所使用的具有締基的热塑性有机娃弹性体S1是有机娃共聚物。运些有机娃 共聚物的实例包括:有机娃-碳酸醋、有机娃-酷亚胺、有机娃-咪挫、有机娃-聚氨醋、有 机娃-酷胺、有机娃-聚讽、有机娃-聚酸讽、有机娃-聚脈和有机娃-聚草酷二胺的共聚 物。 有机娃弹性体S1在第五步中与交联剂V进行共价交联。若额外使用具有締基的 有机娃化合物S2,则其同样通过交联剂与有机娃弹性体S1进行共价交联。 特别优选使用W下通式(I)的有机聚硅氧烷/聚脈/聚氨醋/聚酷胺或聚草酷二 胺共聚物: 阳0巧] 其中结构单元E选自W下通式(la-f): 其中结构单元F选自W下通式(Ila-f): 其中 r3表示取代或未取代的控基,所述控基中间可插入氧或氮原子; 阳03引 RH为氨或具有R3的定义; X为具有1-20个碳原子的亚烷基,其中彼此不相邻的亚甲基单元可被-0-基团代 替;或为具有6-22个碳原子的亚芳基; Y为任选被氣或氯取代且具有1-20个碳原子的二价控基; D为任选被氣、氯、Ci-Ce烷基或Ci-Ce烷基醋取代且具有1-700个碳原子的亚烷基, 其中彼此不相邻的亚甲基单元可被-0-、-C00-、-0C0-或-0C00-基团代替;或为具有6-22 个碳原子的亚芳基; B、B'表示共价键合至聚合物的反应性或非反应性端基; m为1-4000的整数; n为1-4000的整数; g为至少1的整数; W40]h为0-40的整数; 阳OWi为0-30的整数拟及 j为大于0的整数; 条件是,每分子中至少有两个基团R3包括至少一个締基。 基团R3包括任选被面素原子、氨基、酸基、醋基、环氧基、琉基、氯基或聚二醇基取 代且具有1-18个碳原子的一价控基,所述聚二醇基由氧乙締单元和/或氧丙締单元组成; 更优选包括具有1-12个碳原子的烷基,尤其是甲基。 优选在通式I的有机聚硅氧烷共聚物中每个硅氧烷单元'中 至少一个基团R3具有締基;更优选在通式I的有机聚硅氧烷共聚物中每个硅氧烷单元中1-5个基团r3具有締基。 基团R3的实例是烷基,例如甲基,乙基,正丙基,异丙基,1-正丙基,2-正T基,异 下基,叔下基,正戊基,异戊基,新戊基,叔戊基,己基例如正己基,庚基例如正庚基,辛基例 如正辛基、W及异辛基例如2, 2, 4-S甲基戊基,壬基例如正壬基,癸基例如正癸基,十二烧 基例如正十二烷基,十八烷基例如正十八烷基;环烷基,例如环戊基、环己基、环庚基和甲基 环己基;芳基,例如苯基、糞基、蔥基和菲基;烧芳基,例如邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基; 二甲苯和乙基苯基;化及芳烷基,例如苄基、a-苯乙基和P-苯乙基。 取代的基团R3的实例是甲氧基乙基,乙氧基乙基和乙氧基乙氧基乙基或氯丙基和 =氣丙基。 二价基团R3的实例是亚乙基,聚异下締二基和丙二基封端的聚丙二醇基。 具有締基的基团R3的实例是具有2-12,优选2-8个碳原子的締基。优选乙締基和 正己締基。 基团RH优选包括氨或W上R3所述的基团。 基团Y优选包括具有3-13个碳原子且任选被面素原子例如氣或氯取代的控基, 更优选包括具有3-13个碳原子的控基,尤其是1,6-六亚甲基,1,4-亚环己基,亚甲基二 (4-亚环己基)基,3-亚甲基-3, 5, 5-S甲基亚环己基,亚苯基和亚糞基,间-四甲基亚二 甲苯基,W及亚甲基二(本文档来自技高网...

【技术保护点】
由热塑性有机硅弹性体制成的共价交联的不对称多孔膜(M)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:T·哈尔巴赫
申请(专利权)人:瓦克化学股份公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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