气体分离膜制造技术

本发明专利技术涉及将相对于100mol氧亚甲基单元、氧亚烷基单元为1.5～10mol的聚缩醛作为主要成分的气体分离膜。本发明专利技术的气体分离膜的二氧化碳气体分离能以及透过速度高，适宜作为废气中的二氧化碳气体分离膜。

Gas separation membrane

The present invention relates to a gas separation membrane that takes the polyacetal as a main component relative to the 100mol methylene unit and the alkylene subunit is 1.5 to 10mol. The gas separation membrane of the invention has high carbon dioxide gas separation energy and high transmission speed and is suitable to be used as a carbon dioxide gas separation membrane in exhaust gas.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以特定的聚缩醛作为主要成分的气体分离膜。
技术介绍
对于聚缩醛，优异的机械强度、耐化学试剂性、耐摩耗性等优异，此外成型加工性也良好，因此作为工程塑料、作为机械工业部件、汽车部件、电设备部件、其它产业用制品的成型材料而广泛使用。然而，现状是：其它的热塑性树脂在薄膜领域扩展其用途，而聚缩醛几乎不用作薄膜。作为期待的用途之一，可列举出聚缩醛的气体分离膜，过去，聚缩醛显示出高的相对于N2的CO2、NO2、SO2的分离能(气体透过系数的比)(例如，参照专利文献1、非专利文献1以及2)。然而，为了在工业上使用，强烈要求进一步的气体分离能的提高、气体透过速度的提高。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特公昭64-9042号公报非专利文献非专利文献1：TheDiffusionofGasesandWaterVaporThroughGraftedPolyoxymethylene,JournalofAppliedPolymerScience,Vol.14,pp.1949-1959(1970)非专利文献2：GaseousTransferCoefficientsinMembranes,SeparationScience,9(6),pp.461-478(1974)
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于提供包含CO2分离能以及透过速度高的聚缩醛的气体分离膜。用于解决问题的方案本专利技术人等着眼于聚缩醛的结构与作为气体分离膜的性能进行深入研究，结果，发现通过使用具有特定的结构的聚缩醛从而制成选择性地分离CO2的能力优异的品质良好的气体分离膜，从而完成本专利技术。即，本专利技术如以下所述：[1]一种气体分离膜，其以聚缩醛作为主要成分，该聚缩醛中，相对于100mol氧亚甲基单元，具有2个以上的碳原子的氧亚烷基单元为1.5～10mol。[2]根据上述[1]记载的气体分离膜，其特征在于，聚缩醛为由三聚甲醛以及如下化合物得到的共聚物，该化合物为能够与三聚甲醛共聚并能够赋予具有2个以上的碳原子的氧亚烷基单元的化合物。[3]根据上述[2]记载的气体分离膜，其特征在于，能够与三聚甲醛共聚并能够赋予具有2个以上的碳原子的氧亚烷基单元的化合物为选自环状缩醛、环状醚、乙烯基醚以及烯丙基醚中的至少1种。[4]根据上述[2]记载的气体分离膜，其特征在于，能够与三聚甲醛共聚并能够赋予具有2个以上的碳原子的氧亚烷基单元的化合物为选自1,3-二氧戊环、1,4-二氧杂环庚烷(1,4-Dioxepan)、烷基缩水甘油醚、乙烯基醚以及烯丙基醚中的至少1种。[5]根据上述[1]记载的气体分离膜，其特征在于，还含有热塑性树脂。[6]根据上述[5]记载的气体分离膜，其特征在于，热塑性树脂为聚酯或聚醚树脂。[7]根据上述[5]记载的气体分离膜，其特征在于，热塑性树脂为选自聚乳酸、聚羟基丁酸、聚甘醇酸、聚二氧戊环、聚乙二醇、聚丙二醇以及聚四亚甲基二醇中的至少1种。[8]根据上述[5]记载的气体分离膜，其特征在于，相对于100质量份作为主要成分的聚缩醛，含有1～80质量份热塑性树脂。专利技术的效果根据本专利技术，与以往的高分子气体分离膜相比，能够提供选择性地分离二氧化碳气体(CO2)的能力优异的气体分离膜。本专利技术的气体分离膜适宜作为特别是从火力发电所、工厂等大量地排出的废气中分离二氧化碳气体的分离膜。具体实施方式在本专利技术的气体分离膜中作为主要成分而使用的聚缩醛为包含氧亚甲基单元和具有2个以上的碳原子的氧亚烷基单元的共聚物，相对于100mol氧亚甲基单元，具有2个以上的碳原子的氧亚烷基单元为1.5～10mol。以下，将所述聚缩醛称为“本专利技术的聚缩醛”。作为本专利技术的聚缩醛中具有2个以上的碳原子的氧亚烷基单元，优选具有2～6个碳原子的氧亚烷基单元、更优选具有2～4个碳原子的氧亚烷基单元、特别优选具有2或3个碳原子的氧亚烷基单元。具有2个以上的碳原子的氧亚烷基单元可以为1种、也可以为2种以上。本专利技术的聚缩醛，例如，将1,3,5-三聚甲醛作为单体、而且将能够与1,3,5-三聚甲醛共聚并能够赋予具有2个以上的碳原子的氧亚烷基单元的化合物用作共聚单体，根据需要可以添加三氟化硼等阳离子聚合引发剂，通过本体聚合法而得到。作为那样的共聚单体，例如，可列举出环状缩醛、环状醚、乙烯基醚以及烯丙基醚等。作为环状缩醛，可列举出1,3-二氧戊环、1,4-二氧杂环庚烷以及它们的衍生物，特别优选1,3-二氧戊环。作为环状醚，可列举出环氧乙烷、环氧丙烷等具有2～6个碳原子的环氧烷烃、环氧化合物、缩水甘油醚化合物等，特别优选丁基缩水甘油醚、己基缩水甘油醚那样的具有4～10个的碳原子的烷基缩水甘油醚。乙烯基醚以及烯丙基醚意味着具有乙烯基醚结构(CH2=CH-O-)或烯丙基醚结构(CH2=CH-CH2-O-)的化合物，例如，可列举出单(乙二醇)单烷基醚、二(乙二醇)单烷基醚、三(乙二醇)单烷基醚或聚(乙二醇)单烷基醚的乙烯基醚或烯丙基醚等。从这些共聚单体之中选择1种以上，以具有2个以上碳原子的氧亚烷基单元为规定的范围内的方式导入到聚缩醛中。本专利技术的聚缩醛中，在不损害CO2分离能以及透过速度的范围内，也可以导入与氧亚甲基单元以及氧亚烷基单元不同的单元。作为赋予这样的不同的单元的追加的共聚单体，例如，可列举出十甲基硅氧烷那样的环状硅氧烷。作为本专利技术的聚缩醛中的共聚单体导入量，将(主要来自三聚甲醛的)氧亚甲基单元设为100mol时，(来自共聚单体的)具有2个以上碳原子的氧亚烷基单元优选为1.5～10mol、特别优选为2～6mol。作为共聚单体，适宜使用1,3-二氧戊环或1,4-二氧杂环庚烷。共聚单体的导入量可以由单体以及共聚单体的投入量或者所得到的共聚物的NMR光谱数据等而算出。本专利技术的聚缩醛优选熔体指数处于0.5～50g/10分钟的范围。本专利技术的气体分离膜通过使本专利技术的聚缩醛或将其作为主要成分的组合物薄膜化而得到。所述组合物中，可以配合其它的热塑性树脂，也可以配合少量的抗氧化剂、热稳定剂、其它的必要的添加剂。需要说明的是，本发明中，“作为主要成分”意味着，所述组合物(或者本专利技术的气体分离膜)至少含有50质量%、优选为60质量%以上的本专利技术的聚缩醛。作为所述组合物(或者，本专利技术的气体分离膜)可以含有的热塑性树脂，若不使气体分离膜的耐热性显著降低，而且不损害本专利技术的聚缩醛的CO2分离能以及透过速度则没有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体分离膜，其以聚缩醛作为主要成分，该聚缩醛中，相对于100mol氧亚甲基单元，具有2个以上的碳原子的氧亚烷基单元为1.5～10mol。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.27 JP 2011-2116371.一种气体分离膜，其以聚缩醛作为主要成分，该聚缩醛中，相对于
100mol氧亚甲基单元，具有2个以上的碳原子的氧亚烷基单元为1.5～10mol。
2.根据权利要求1所述的气体分离膜，其特征在于，聚缩醛为由三聚甲
醛以及如下化合物得到的共聚物，该化合物为能够与三聚甲醛共聚并能够赋
予具有2个以上的碳原子的氧亚烷基单元的化合物。
3.根据权利要求2所述的气体分离膜，其特征在于，能够与三聚甲醛共
聚并能够赋予具有2个以上碳原子的氧亚烷基单元的化合物为选自环状缩
醛、环状醚、乙烯基醚以及烯丙基醚中的至少1种。
4.根据权利要求2所述的气体分离膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊东显，
申请(专利权)人：三菱瓦斯化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP