制备膜的方法技术

一种制备包括多孔支撑层和识别层的复合膜的方法，包括以下步骤：（ａ）提供多孔支撑层；（ｂ）将惰性液体引入到支撑层的孔道中；（ｃ）将可固化组合物施加到支撑层上；和（ｄ）固化组合物，由此在多孔支撑物上形成识别层。该方法尤其适用于制备气体分离复合膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及复合膜和其制备方法，以及尤其是分离气体的用途。
技术介绍
膜分离气体的用途在本
内是已知的。膜已经被用于回收或分离各种气 体，包括氢气，氦气，氧气，氮气，一氧化碳，二氧化碳，水蒸汽，硫化氢，氨气和/或轻质烃。已知的分离方法是基于两种或多种气体通过膜时的相对渗透率的差异。典型地气 体混合物与膜的一侧接触，而至少一种气体渗透通过该膜比其它气体更快。按照这种方式 气体流分成两物流，其中之一在选择性渗透气体中富集。从气体通量的角度而言，非常薄的膜是优选的。然而，薄膜比厚膜弱，而具有更大 的撕裂，爆裂和机械损伤的风险。为了改进膜的机械强度，而不会危及气体通量率，采用包括多孔支撑层和气体识 别膜层的复合膜并非是不多见的。多孔支撑层并不识别气体但是相反其提供机械强度。在 另一方面，气体识别膜层承担了选择性地容许一种或多种气体比其它气体更易于通过的任 务，提供了气体分离和富集的程度。按照这种方式，比使用未支撑的厚膜能够获得较高的通 量率，而同时增强了膜的机械强度和耐久性。先前已知的复合膜并不完全令人满意，因为其能表现出各种影响其整体效能的缺 陷。制作复合膜的一种方法曾经是将UV-可固化组合物涂覆到微孔支撑物上接着进 行固化。然而，按照这种方式制备的膜经常导致通量率差。不期望受到任何具体理论的束 缚，通量率差的一个潜在的缘由可能是UV-可固化组合物易于“毛细上升”而填充微孔支撑 物的孔道，由此产生通量不足和识别层厚度效率不合适的膜。美国专利US 4，976，897试图通过用具有足够高粘度UV可固化树脂涂覆微孔支撑 物以防止一旦涂层和固化发生孔道填塞而克服不良的“毛细作用”和孔道填塞的问题。这 种树脂的粘度至少为35000cP而随后采用UV光进行固化。然而，这种所用组合物非常高的 粘度使之难以处理而不适合用于高速涂层机器。在美国专利US 5, 580, 650中，识别层和多孔支撑物分别形成而然后随之“胶合” 到一起。这种技术相对复杂而其本身使之不能进行复合膜的大规模生产。我们现在设计了一种生产具有良好通量率的复合膜的方法而其能够用于复合膜 的大规模生产。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种制备包括多孔支撑层和识别层的复合膜的方法，包括以 下步骤(a)提供多孔支撑层；(b)将惰性液体引入到支撑层的孔道中；3(c)将可固化组合物施加到支撑层上；和(d)固化组合物，由此在多孔支撑物上形成识别层。多孔支撑层的主要目的是为识别层提供机械强度而无需本质上降低通量率。因 此，多孔支撑层相对于识别层，典型地是开放孔。例如，多孔支撑层可以是微孔有机或无机膜，或织造或无纺纤维。多孔支撑层可以 由任何合适的材料构成。这种材料的实例包括聚砜，聚醚砜，聚酰亚胺，聚醚酰亚胺，聚酰 胺，聚酰胺酰亚胺，聚丙烯腈，聚碳酸酯，聚酯，聚丙烯酸酯，醋酸纤维素，聚乙烯，聚丙烯，聚 偏氟乙烯，聚四氟乙烯和聚甲基-1-戊烯)。例如，可以使用可商购获得的多孔板材作 为支撑层。另外，可以采用本领域用于制备微孔材料的一般所知的技术制备多孔支撑层。在 一个实施方式中，可以通过固化可固化组分而制备多孔非识别性的支撑层，随后进一步将 可固化组分施加到所形成的多孔支撑物上并固化这种组分由此在已经固化的多孔支撑层 上形成识别层。惰性液体可以是任何液体，其不会溶解所述多孔支撑物或在步骤(d)中聚合。典 型地，惰性液体将基本由水，有机溶剂，两种或多种有机溶剂构成的混合物或水和一种或多 种有机溶剂的混合物构成。优选惰性液体与组合物互不相溶，因为这会降低组合物在固化 之前渗透到支撑物孔道中的可能性。惰性液体可以通过任何方式，例如，通过用惰性液体浸 饱多孔支撑层而引入到多孔支撑物中。优选在步骤(C)实施之前容许排干任何过量的惰性 液体。惰性液体也可以通过例如以喷涂，滑珠涂或帘式涂布将惰性液体涂覆在其上而引 入到支撑层的孔道中。部分或所有的惰性液体可以容许在可固化组合物施加到支撑层之前 而渗透到孔道中。当仅仅一些惰性液体在可固化组合物施加到支撑层之前渗透到孔道中 时，可固化组合物和支撑层之间的直接接触可能会由于惰性液体吸附到该层所花费的时间 和/或可固化组合物下降通过惰性液体层而与支撑层发生接触所花费时间而引起一个小 的延迟。这个时间延迟并不会特别麻烦，但是人们一般在直至可固化材料直接接触多孔层 时才会实施固化步骤(d)，因为没有直接接触多孔层而将会在所得的识别层和多孔层之间 不产生粘附作用或粘附作用较差。优选在步骤(c)的开始和步骤(d)的开始之间至少有Is 的时间间隔。合适的涂层方法的实例包括喷涂，浸涂，气刀刮涂，辊涂，正向辊涂，反向辊涂，条 棒涂布(rod bar coating)，挂胶涂布，帘式涂布，挤出涂布，滑珠涂布和冲模涂布。对于各 种涂布方法的有用背景信息能够在“LIQUID FILMCOATING"(Chapman&Hal 1,1997)，例如399 至536页中找到。滑珠涂布机的一个实例如同一文献中第427页的图lib. 1所示。如果需 要，两层或多层都能同时通过同一文献的399至536也所描述的方法涂布，或通过在美国专 利No. 2，761，791或英国No. 837，095的方法进行涂布。优选所述多孔支撑物的孔道用惰性液体完全填充或基本上填充，例如，至少80%， 更优选至少90vol %的程度。按照这种方式，能够比孔道仅仅只部分填充惰性液体而通过渗 流到孔道中识别层并未获得过度的厚度的情况形成的识别层更平滑。如果需要，饱和的多 孔支撑层可以脱气而避免气泡粗糙化识别层。可固化组合物可以通过任何合适的方法，例如通过帘式涂布，挤出涂布，气刀刮 涂，滑珠涂布，冲模涂布，辊涂，正向辊涂，反向辊涂，浸涂，挂胶涂布，条棒涂布(rod barcoating)或喷涂施加于多孔支撑物。如果需要，可以向承载可固化组合物的多孔层施加一 层或更多层其他的层，首先施加至多孔层的可固化组合物采用或不采用中间固化。例如，能 够采用任何以上提及的合适方法或其两种或多种方法的组合同时进行或连续进行多层的 涂布。通过多层涂层方法，例如，同时多层涂布方法或连续多层涂布方法可以；连续地将 惰性液体和可固化组合物涂布到支撑层之上。在这些方法中，惰性液体当然在可固化组合 物之前施加至支撑层，而使方法的步骤(b)和(C)以那种方式进行实施。在优选的同时多层方法中，惰性液体层和可固化组合物层同时施加到支撑层，惰 性液体层是下层而因此在可固化组合物之前接触支撑物。由于惰性液体吸收进入支撑层， 支撑层的孔道填满，至少部分填满，由此防止可固化层在固化步骤(d)之前深入渗透到支 撑层内。在优选的连续多层方法中，惰性液体层和可固化组合物层连续施加至支撑层，惰 性液体层在可固化组合物之前涂施。至于同时多层方法，惰性液体吸附入支撑层，至少部 分吸附进入支撑层，由此防止随后施加的可固化层在固化步骤(d)之前深入渗透到支撑物 内。在同时和连续多层涂层方法中，如果需要，可以施加不只一层可固化组合物而得到具有 多层和/或各向异性的识别层。优选可以用于同时实施步骤(b)和(C)的同时多层涂层方法包括帘式涂布，挤出 涂布，冲模涂布和滑珠涂布，尤其是滑珠涂布。优选连续多层涂布方法包括浸涂(例如对于 步骤(b)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备包括多孔支撑层和识别层的复合膜的方法，包括以下步骤：（ａ）提供多孔支撑层；（ｂ）将惰性液体引入到所述支撑层的孔道中；（ｃ）将可固化组合物施加到所述支撑层上；和（ｄ）固化所述组合物，由此在所述多孔支撑物上形成所述识别层。

【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：伊丹雄二郎，
申请(专利权)人：富士胶片制造欧洲有限公司，
类型：发明
国别省市：NL