用于形成反渗透膜保护层的组合物、使用其制备反渗透膜的方法、反渗透膜和水处理模块技术

提供了：用于形成反渗透膜保护层的组合物；用于使用所述组合物制备反渗透膜的方法；反渗透膜；水处理模块；和水处理装置，所述组合物包含由化学式1表示并且具有500000至700000的重均分子量的材料。[化学式1]

Composition for forming protective layer of reverse osmosis membrane, method for preparing reverse osmosis membrane by using it, reverse osmosis membrane and water treatment module

Provided are compositions for forming a protective layer of reverse osmosis membranes; methods for preparing reverse osmosis membranes using the compositions; reverse osmosis membranes; water treatment modules; and water treatment devices, the compositions comprising materials denoted by chemical formula 1 and having a weight average molecular weight of 500,000 to 700,000. [chemical formula 1]

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于形成反渗透膜保护层的组合物、使用其制备反渗透膜的方法、反渗透膜和水处理模块
本申请要求于2016年10月20日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0136571号和于2017年9月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0126158号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。本说明书涉及用于形成反渗透膜保护层的组合物和使用所述组合物制备反渗透膜的方法。
技术介绍
由于近来严重的水质环境污染和水短缺，开发水资源的新来源已成为一项紧迫的挑战。对水质环境污染的研究的目的是高品质的住宅用水和工业用水以及各种生活污水和工业废水的处理，并且对使用具有节能优势的分离膜的水处理工艺的关注日益增加。此外，预计环境法规的加速强化将推进分离膜技术的广泛使用。传统的水处理工艺难以满足加强的法规，然而，分离膜技术确保了优异的处理效率和稳定的处理，因此预计在将来会成为水处理领域中的领先技术。液体分离根据膜的孔分为微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗锡(stannizing)、主动运输、电渗析等。其中，反渗透法是指使用渗透水但对盐具有不透性的半透膜的脱盐过程，当将溶解有盐的高压水引入半透膜的一侧时，除去盐的纯水从低压的另一侧出来。具体地，这样的水处理膜的典型实例包括基于聚酰胺的水处理膜，并且基于聚酰胺的水处理膜使用以下方法来制造：其中通过在非织造织物上形成聚砜层来形成微孔支承体，将该微孔支承体浸入间苯二胺(mPD)水溶液中以形成mPD层，通过将该mPD层以均苯三甲酰氯(TMC)有机溶剂浸渍或涂覆来使其与TMC接触，并使其界面聚合以形成聚酰胺活性层。根据这样的制造方法，非极性溶剂与极性溶剂彼此接触，仅在界面处发生聚合，因此形成厚度非常小的聚酰胺活性层。同时，基于聚酰胺的水处理膜适于在商业上使用，并且其作为分离膜具有优异性能，例如高的盐截留率和通量。商业所需的分离膜对微咸水的盐截留率为至少97％或更大，并且需要在相对低的压力下使相对大量的水通过的能力，即高的通量特性。同时，防止水处理膜的膜污染以及提高性能例如盐截留率和通量已成为重要的挑战。膜污染意指悬浮物质或溶解物质吸附或附着在膜表面上，当污染发生时，通量降低，并且由于污染物，微生物吸附在分离膜表面上并生长，容易引起在分离膜表面上形成生物膜的二次污染。受污染的分离膜的渗透性下降，这是不优选的，因为为了获得一定通量的渗透水，需要经常校正压力，或者当膜污染严重时，需要清洗膜。因此，需要开发更经济的用于制备反渗透膜的方法，所述反渗透膜通过防止膜污染而具有高的通量，同时具有优异的盐截留率。
技术实现思路
技术问题本说明书旨在提供用于形成反渗透膜保护层的组合物和用于使用所述组合物制备反渗透膜的方法。技术方案本说明书的一个实施方案提供了用于形成反渗透膜保护层的组合物，其包含由以下化学式1表示并且具有500000至700000的重均分子量的材料。[化学式1]在化学式1中，R1和R2彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；氘；或者经取代或未经取代的烷基，以及n为10000至20000。本说明书的另一个实施方案提供了用于制备反渗透膜的方法，其包括：在多孔支承体上形成聚酰胺活性层；以及使用上述用于形成反渗透膜保护层的组合物在聚酰胺活性层上形成保护层。本说明书的另一个实施方案提供了反渗透膜，其包括：多孔支承体；设置在多孔支承体上的聚酰胺活性层；和形成在聚酰胺活性层上的保护层，其中保护层包含上述材料或其交联产物。本说明书的另一个实施方案提供了水处理模块，其包括一个或更多个上述反渗透膜。本说明书的另一个实施方案提供了水处理系统，其包括一个或更多个上述水处理模块。有益效果使用根据本说明书的一个实施方案的用于形成反渗透膜保护层的组合物制备的反渗透膜通过在保护层上交联涂覆具有粘弹性的聚合物而表现出99.89％或更大的高盐截留率和硼截留率。此外，使用根据本说明书的一个实施方案的用于形成反渗透膜保护层的组合物制备的反渗透膜通过交联涂覆而增加机械强度，从而使对反渗透膜的损害最小化。附图说明图1示出了根据本说明书的一个实施方案的反渗透膜的表面。图2示出了根据本说明书的一个实施方案的反渗透膜中的保护层的截面。具体实施方式在本说明书中，某构件设置在另一个构件“上”的描述不仅包括一个构件邻接另一个构件的情况，而且还包括在该两个构件之间存在又一个构件的情况。在本说明书中，除非特别相反地声明，否则某部分“包含”某些组分的描述意指还能够包含其他组分，并且不排除其他组分。在下文中，将更详细地描述本说明书。本说明书的一个实施方案提供了用于形成反渗透膜保护层的组合物，其包含由以下化学式1表示并且具有500000至700000的重均分子量的材料。[化学式1]在化学式1中，R1和R2彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；氘；或者经取代或未经取代的烷基，以及n为10000至20000。根据本说明书的一个实施方案，R1和R2彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的具有1至10个碳原子的烷基。根据本说明书的一个实施方案，R1和R2可以为氢。根据本说明书的一个实施方案，烷基可以为线性、支化或环状的。此外，根据本说明书的一个实施方案，烷基可以为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、环丙基、环丁基、环戊基或环己基。然而，烷基不限于此。根据本说明书的一个实施方案，n可以为10000至20000，优选为11000至16000，更优选为12000至15000。根据本说明书的一个实施方案，重均分子量小于500000的材料在包含该材料的保护层中作为杂质，降低盐截留率和通量，而当重均分子量大于700000时，通量可能由于分子量过大而降低。根据本说明书的一个实施方案，基于用于形成反渗透膜保护层的组合物的总重量，材料含量可以为0.3重量％至0.5重量％，更优选为0.4重量％至0.5重量％。当材料含量小于0.3重量％时，可能不会在整个保护层中发生材料的反应，因此，可能在膜上部分地形成保护层，并且盐截留率和硼截留率可能降低。当材料含量大于0.5重量％时，在聚酰胺膜表面上过度地形成保护层，降低通量。根据本说明书的一个实施方案，用于形成反渗透膜保护层的组合物还可以包含亲水性聚合物和交联剂中的一者或更多者。根据本说明书的一个实施方案，用于形成反渗透膜保护层的组合物还可以包含亲水性聚合物。根据本说明书的一个实施方案，用于形成反渗透膜保护层的组合物还可以包含交联剂。根据本说明书的一个实施方案，用于形成反渗透膜保护层的组合物还可以包含亲水性聚合物和交联剂。更具体地，亲水性聚合物可以为聚乙烯醇(PVA)，交联剂可以为戊二醛(GA)。当用于形成反渗透膜保护层的组合物还包含亲水性聚合物和交联剂中的一者或更多者时，由化学式1表示的材料可以通过与亲水性聚合物和交联剂中的一者或更多者交联来形成交联产物。聚乙烯醇是允许亲水性基团存在于膜表面上的亲水性聚合物，因此，获得对污染源的抵抗性以及获得通量提高的效果。戊二醛充当与稍后描述的聚酰胺层的表面交联的材料，并且可以有助于通过稍后描述的物理吸附至聚酰胺层的保护层提高盐截留率。根据本说明书的一个实施方案，除了由化学式1表示的材料之外，用于形成反渗透膜保护层的组合物还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于形成反渗透膜保护层的组合物，包含由以下化学式1表示并且具有500000至700000的重均分子量的材料：[化学式1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.20 KR 10-2016-0136571;2017.09.28 KR 10-2011.一种用于形成反渗透膜保护层的组合物，包含由以下化学式1表示并且具有500000至700000的重均分子量的材料：[化学式1]在化学式1中，R1和R2彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；氘；或者经取代或未经取代的烷基；以及n为10000至20000。2.根据权利要求1所述的用于形成反渗透膜保护层的组合物，其中R1和R2为氢。3.根据权利要求1所述的用于形成反渗透膜保护层的组合物，还包含亲水性聚合物和交联剂中的一者或更多者。4.根据权利要求1所述的用于形成反渗透膜保护层的组合物，其中基于所述用于形成反渗透膜保护层的组合物的总重量，所述材料的含量为0.3重量％至0.5重量％。5.根据权利要求3所述的用于形成反渗透膜保护层的组合物，其中所述亲水性聚合物为聚乙烯醇(PVA)，以及所述交联剂为戊二醛(GA)。6.根据权利要求3所述的用于形成反渗透膜保护层的组合物，其中基于所述用于形成反渗透膜保护层的组合物的总重量，所述亲水性聚合物的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娥英，朴成卿，申程圭，郭奉周，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR