含有交换树脂的多孔膜制造技术

本发明专利技术公开了在一个或多个微孔膜中包括两种或多种交换树脂的制品，其中所述膜从与膜接触的流体中去除带相反电荷的杂质。本发明专利技术提供了使用这种装置从与膜接触的流体中去除带电杂质的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有交换树脂的多孔膜 优先权要求本申请要求2005年8月26日提交的序列号为No. 60〃11,531的 美国临时申请的优先权，在此以引用的方式将其公开内容并入本申请 中。
技术介绍
在涂料、基材清洗，或用于制备试剂和药物中使用的工艺流体 (process fluid)中的杂质会引起缺陷和产品损失。例如，流体(如水或光 致抗蚀剂)中的金属离子会在清洗或基材涂覆期间形成不理想的半导 体材料的掺杂。杂质(如叔胺)的存在会使药物组合物裂化。在制造药 物组合物、涂料或清洗液期间，由于各种组分的裂化形成的杂质也需 要在其最后使用前除去。在US 5,531,899中描述了制备填充微孔离子交换颗粒的UPE膜 的方法。在下述专利中公开了使用介质(例如离子交换树脂珠)和具有 阳离子交换基团的辐射接枝的微孔和无纺聚乙烯膜净化操作助剂 (process chemical)的方法JP 2003-251120A、 JP 2003-251118A、 U.S. 5，350，714、 U.S. 5，550，127及U.S. 5,962,183。用于净化水的混合床离 子交换柱通常需要大量的树脂材料，并在高流量下产生高压差。它们 还具有低的表面积，并且容易受到沟道效应(channeling)和床流化的影 响。这些作用可以导致不良的动力学性能和可用树脂容量不能有效利 用。已经使用了表面官能化的膜来净化水，但是，在接近8(TC的温 度下，这些材料容易裂开，并且去除离子的性能有限。流体(如水)可 以用于清洗基材、溶解试剂，并与其它化学药品混合来处理基材。在加热和运送至使用点期间，水会携带上痕量杂质，在使用之前需将这 些杂质除去。从流体(例如有机溶剂、热水和含水溶液如碱性清洗液 (SC1，其为氢氧化铵、过氧化氢和水的混合物))中除去阳离子和阴离 子杂质的有成本效益的方法会改善制造工艺，并减少由这些杂质引起 的损失和缺陷。阳离子交换多孔膜和筛分微孔过滤器可以用于从流体(如水和SC1)中除去阳离子和颗粒，但是，用该结构不能除去这些流体中形成的阴离子物质。此外，阳离子交换多孔膜和筛分微孔过滤器的这种结 构会形成高压降。用于水和热水净化的表面改性阳离子交换膜不能除去阴离子和 阴离子络合物，因此，使净化效率低。这些类型的膜也会由于热和流 土对表面改性或官能化的长期作用而不稳定。热和流体的组合会导致 碱性膜的降解，并且由于随后从膜渗漏污染物而使官能团损失。薄、表面官能化的微孔高分子膜在约8(TC或更高温度的水中长期操作时 尤其容易脆化。电去电离膜可以渗透离子，但流体不能通过这种膜。专利技术概述本专利技术的实施方案包括在一个或多个多孔膜中使用一种或多种 类型的交换树脂的制品。所述制品例如可以利用交换树脂的混合物， 所述混合物可以包括但不限于在一个或多个多孔膜中掺入一种或多 种阳离子交换树脂和一种或多种阴离子交换树脂。所述制品可以包括 分离的多孔膜的层，每一层分别包括交换树脂的混合物，如阴离子或 螯合树脂，其分布在每个多孔膜中。所述含有交换树脂的多孔膜可以 用于从流体中除去阴离子、阳离子、两性或任何这些带电杂质的组合。 所述杂质可以是带电胶体、带电络合物、带电聚合物、带电低聚物、 带电微粒或流体中这些物质的任意组合。在一些实施方案中，所述杂质可以是流体中的胶体、络合物、聚合物、低聚物、微粒或这些物质 的任意组合，它们可以被交换或与多孔膜中树脂的官能团连接。 一个 或多个多孔膜中两种或多种交换树脂的混合物可以包括在多孔膜中 能够去除带电杂质的交换树脂的混合物，所述带电杂质在其表面可以包含氧化物(oxide)、氢氧化物(hydroxide)、羟基氧化物(oxyhydroxide)、羧酸根、铵离子，或这些基团或杂质表面的其它相似基团的任意组合。 包括所述树脂混合物的铸型(cast)多孔膜介质是热稳定的，并且对于留下的杂质具有高的容量。本专利技术的实施方案包括可以在一个或多个多孔膜中利用交换树 脂层的制品。所述制品可以在一个或多个多孔膜中利用阳离子交换树 脂层和阴离子交换树脂层。所述制品可以包括单独的多孔膜的层，每 个层分别包括交换树脂，如阴离子或阳离子交换树脂，其分布在每个 多孔膜中。所述含有交换树脂的多孔膜可以用于除去流体中的阴离 子、阳离子、两性杂质，或这些带电杂质的任意组合。所述杂质可以 是流体中的带电胶体、带电络合物、带电聚合物、带电低聚物、带电 微粒或这些物质的任意组合。在一些实施方案中，所述杂质可以是流 体中的胶体、络合物、聚合物、低聚物、微粒或这些物质的任意组合， 它们可以被交换或与多孔膜中树脂的官能团连接。 一个或多个多孔膜 中的交换树脂层可以在多孔膜中包括能够去除带电杂质的交换树脂， 所述带电杂质在其表面包含氧化物、氢氧化物、羟基氧化物、羧酸根、 铵离子，或这些基团或杂质表面的其它相似基团的任意组合。包括所 述树脂的铸型多孔膜介质是热稳定的，并且对于留下的杂质具有高的本专利技术的实施方案包括包含两个或多个多孔膜的制品，其中所述 膜每个都可以包括能够从与多孔膜接触的流体中除去带电材料的不 同的树脂。由含有树脂的多孔膜除去的带不同符号电荷的材料可以包 括与膜接触的流体中的带电离子、带电胶体、带电颗粒或这些物质的组合。所述多孔膜可以任选地为微孔膜，其还可以通过筛分过滤从流 体中除去颗粒。在一个或多个多孔膜中包括交换树脂层的制品的特征 在于它们可以从液体进料中除去离子杂质，并且处理后的液体在流体温度为约8(TC或更低时的离子杂质小于10 ppbv/v。在一些实施方案 中，含有多孔膜的一个或多个交换树脂层的特征在于从含有阴离子或 阳离子杂质的液态水进料中除去离子杂质，并且在约80'C或更低的 温度下，对于每个膜指定的或固定的面积和压降，在流速为约10,000-约15,200 Cm3min"的水中，处理后的流体的阴离子或阳离子杂质的量 小于约10pplvv。在一些实施方案中，含有一个或多个交换树脂层的 多孔膜的的特征在于在约8(TC或更低的温度下，对于每个膜指定的 或固定的面积和压降，在流体流速为约lO，OOO-约15,200 cm3min、f， 提供的水中含有的铁、铝、铜、钙或这些杂质的任意组合少于约10 ppbv/v。可以将所述一个或多个包含交换树脂的多孔膜固定到载体或壳 体上，并且可以包括但不限于在核和笼中含有膜的树脂，所述膜可任 选地打褶、含有膜的一种或多种树脂的大量圆片，或其中膜中装有含 有中空纤维的交换树脂的装置。含有树脂的多孔膜可以构造成麻花辊 形，或设置在一个或多个载体上，用于切向流过滤。在使用两个或多 个膜时，它们可以打褶在一起，它们可以一起设置在圆片中，或固定 在由导管液体连通的分离的外壳中。所述外壳还可以包括第三多孔 膜、流阻膜或装置(阀门或节流器)或其它流体分配结构(挡板)，以在 一个或多个含有树脂的多孔膜中增大流体的停留时间。所述外壳还可 以包括一个或多个开口或配件，其能够为流体流动进入所述膜提供进 口，以及一个或多个开口或配件，其能够为从由含有树脂的膜处理的 外壳中排出流体提供出口。所述外壳包括树脂浸渍的多孔膜，其可以 作为用流体处理基材或组合物的设备的一部分，所述流体用膜处理以 去除带电杂质。本专利技术的一个实施方案是处理流体的方法，其包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制品，其包含：两种或多种交换树脂，所述交换树脂在一个或多个多孔膜中，所述交换树脂从与所述多孔膜接触的流体中去除带有不同符号电荷的材料。

【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：VA拉曼，
申请(专利权)人：安格斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]