高分子功能性膜及其制造方法
【专利说明】高分子功能性膜及其制造方法 【技术领域】
[0001] 本发明涉及在离子交换膜、反渗透膜、正渗透膜或气体分离膜等中有用的高分子 功能性膜及其制造方法。 【【背景技术】】
[0002] 作为高分子功能性膜，已知有作为具有各种功能的膜的离子交换膜、反渗透膜、正 渗透膜或气体分离膜等。
[0003] 例如，离子交换膜被用于电气脱盐（EDI :Electrodeionization)、连续电气脱盐 (CEDI Continuous Electrodeionization)、电渗析（ED :Electrodialysis)、反向电渗析 (EDR ：Electrodialysis reversal)等中。
[0004] 电气脱盐（EDI)是为了达成离子传输而使用离子交换膜和电位从水性液体中去 除离子的水处理工艺。与现有的离子交换之类的其它净水技术不同，电气脱盐不要求使用 酸或氢氧化钠之类的化学药品，可用于生产超纯水。电渗析（ED)和反向电渗析（EDR)为从 水和其它流体中去除离子等的电化学分离工艺。
[0005] 在离子交换膜中进行了迀移率和pH耐性的改良研宄（例如参见专利文献1~3)。 但是，要求其作为高分子功能性膜的性能的进一步提高，此外还要求高分子功能性膜的特 性的提尚。
[0006] 【现有技术文献】
[0007] 【专利文献】
[0008] 专利文献1 :国际公开第2011/073637号小册子
[0009] 专利文献2 :国际公开第2011/073638号小册子
[0010] 专利文献3 :国际公开第2011/025867号小册子 【
【发明内容】
】
[0011] 【发明所要解决的课题】
[0012] 根据本发明人的研宄可知，对于现有的高分子功能性膜来说，例如PH耐性还有能 够进一步提高的余地，并且为了特别提高作为高分子功能性膜的用途，进一步降低透水率 是很重要的。
[0013] 本发明的课题在于提供高分子功能性膜及其制造方法，该高分子功能性膜能够用 于广泛的用途，透水率的抑制和PH耐性优异而不会降低各种物质的迀移率。其中，本发明 的课题特别在于提供透水率的抑制、离子迀移率和PH耐性优异的作为离子交换膜的高分 子功能性膜。
[0014] 【解决课题的手段】
[0015] 鉴于上述问题，本发明人对适于高分子功能性膜的聚合性化合物进行了深入研 宄。其结果发现，使用了具有下述通式（1)所表示的结构的多官能聚合性化合物的高分子 功能性膜不仅显示出了良好的离子迀移率和PH耐性，而且在作为离子交换膜使用时还显 示出了良好的低透水率。本发明是基于这些技术思想而达成的。
[0016] 即，本发明的上述课题通过下述手段得以解决。
[0017] 〈1> 一种高分子功能性膜，其是使含有（A)下述通式（1)所表示的聚合性化合物和 (B)单官能聚合性化合物的组合物进行固化而成的。
[0018] 【化1】
[0019]
【主权项】
1. 一种高分子功能性膜，其是使含有（A)下述通式（1)所表示的聚合性化合物和（B) 单官能聚合性化合物的组合物进行固化而成的， 【化1】
通式（1)中，R1表示氢原子或甲基；Q表示从3~6元的多元醇上除去m2个羟基的氢 原子后的多元醇残基，L表示2价连接基团；ml表示0或1 ;m2表示3~6的整数;ml为0 时，L表示-CH2CH2CH2- ;ml为1时，m2为3,Q表示作为3元多元醇的*-C(L2-〇H) 3的羟基的 氢原子被除去3个后的多元醇残基，L表示-(QftkOh-L1-;此处，*表示与（甲基）丙烯酰 胺的氮原子键合的键接部，L2表示2价连接基团，k表示2或3, 1表示0~6的整数；L1表 示碳原子数为2~4的直链亚烷基或者支化亚烷基，L1的结合键与（甲基）丙烯酰胺的氮 原子键接；其中，L1中，键接在L1两端的氧原子和氮原子不采取键接在L1的同一碳原子上 的结构；并且3个1的合计满足0~18。
2. 如权利要求1所述的高分子功能性膜，其中，上述（A)通式（1)所表示的聚合性化合 物为下述通式（2)所表示的聚合性化合物， 【化2】
通式（2)中，R1表示氢原子或甲基；L1表示碳原子数为2~4的直链亚烷基或者支化亚 烷基；其中，L1中，键接在L1两端的氧原子和氮原子不采取键接在L1的同一碳原子上的结 构；L2表示2价连接基团；k表示2或3 ;x、y和z各自独立地表示0~6的整数，x+y+z满 足0~18。
3. 如权利要求1所述的高分子功能性膜，其中，上述（A)通式（1)所表示的聚合性化合 物为下述通式（3)所表示的聚合性化合物， 【化3】
通式（3)中，R1表示氢原子或甲基；Z表示从3~6元的多元醇上除去n个羟基的氢原 子后的多元醇残基；n表示3~6的整数。
4. 如权利要求3所述的高分子功能性膜，其中，上述通式（3)中的Z为从甘油、赤藓醇、 木糖醇、甘露醇、山梨糖醇、季戊四醇或二季戊四醇上除去n个羟基的氢原子后的多元醇残 基。
5. 如权利要求1~4的任一项所述的高分子功能性膜，其中，上述（B)单官能聚合性化 合物具有解离基团。
6. 如权利要求5所述的高分子功能性膜，其中，上述解离基团选自磺基或其盐、羧基或 其盐、铵基和吡啶鑰基。
7. 如权利要求1~6的任一项所述的高分子功能性膜，其中，上述（B)单官能聚合性化 合物为（甲基）丙烯酸酯化合物或（甲基）丙烯酰胺化合物。
8. 如权利要求3~7的任一项所述的高分子功能性膜，其中，上述组合物中的上述（A) 通式（3)所表示的聚合性化合物的含量为1质量％~40质量％。
9. 如权利要求2、5~8的任一项所述的高分子功能性膜，其中，相对于上述⑶单官能 聚合性化合物100质量份，上述（A)通式（2)所表示的聚合性化合物为1质量份~45质量 份。
10. 如权利要求3~9的任一项所述的高分子功能性膜，其中，相对于上述⑶单官能 聚合性化合物100质量份，上述（A)通式（3)所表示的聚合性化合物为10质量份~200质 量份。
11. 如权利要求1~10的任一项所述的高分子功能性膜，其中，上述组合物进一步含有 (E)溶剂。
12. 如权利要求11所述的高分子功能性膜，其中，上述（E)溶剂为选自水和水溶性溶剂 中的溶剂。
13. 如权利要求11或12所述的高分子功能性膜，其中，上述组合物中的上述（E)溶剂 的含量为10质量％~50质量％。
14. 如权利要求1~13的任一项所述的高分子功能性膜，其中，该高分子功能性膜具有 支持体。
15. 如权利要求1~14的任一项所述的高分子功能性膜，其中，该高分子功能性膜是使 上述组合物浸渗到上述支持体后使该组合物进行固化反应而成的。
16. 如权利要求1~15的任一项所述的高分子功能性膜，其中，上述高分子功能性膜为 离子交换膜、反渗透膜、正渗透膜或气体分离膜。
17. -种高分子功能性膜的制造方法，在该制造方法中，对含有（A)下述通式（1)所表 示的聚合性化合物和（B)单官能聚合性化合物的组合物照射能量射线来使组合物聚合， 【化4】
通式（1)中，R1表示氢原子或甲基；Q表示从3~6元的多元醇上除去m2个羟基的氢 原子后的多元醇残基，L表示2价连接基团；ml表示0或1 ;m2表示3~6的整数;ml为0 时，L表示-CH2CH2CH2- ;ml为1时，m2为3,Q表示作为3元多元醇的*-C(L2-〇H) 3的羟基的 氢原子被除去3个后的多元醇残基，L表示-(QftkOh-L1-;此处，*表示与（甲基）丙烯酰 胺的氮原子键合的键接部，L2表示2价连接基团，k表示2或3, 1表示0~6的整数；L1表 示碳原子数为2~4的直链亚烷基或者支化亚烷基，L1的结合键与（甲基）丙烯酰胺的氮 原子键接；其中，L1中，键接在L1两端的氧原子和氮原子不采取键接在L1的同一碳原子上 的结构；并且3个1的合计满足0~18。
18. 如权利要求17所述的高分子功能性膜的制造方法，其中，上述（A)通式⑴所表示 的聚合性化合物为下述通式（2)所表示的聚合性化合物， 【化5】
通式（2)中，R1表示氢原子或甲基；L1表示碳原子数为2~4的直链亚烷基或者支化亚 烷基；其中，L1中，键接在L1两端的氧原子和氮原子不采取键接在L1的同一碳原子上的结 构；L2表示2价连接基团；k表示2或3 ;x、y和z各自独立地表示0~6的整数，x+y+z满 足0~18。
19. 如权利要求17所述的高分子功能性膜的制造方法，其中，上述（A)通式⑴所表示 的聚合性化合物为下述通式（3)所表示的聚合性化合物， 【化6】
通式（3)中，R1表示氢原子或甲基；Z表示从3~6元的多元醇上除去n个羟基的氢原 子后的多元醇残基；n表示3~6的整数。
【专利摘要】一种高分子功能性膜，其是使含有(A)下述通式(1)所表示的聚合性化合物和(B)单官能聚合性化合物的组合物进行固化而成的。通式(1)
【IPC分类】B01D71-40, B01D71-82, B01J39-20, B01D67-00, C08J5-18, C08F220-58, B01J41-14, C08J5-22, B01J47-12
【公开号】CN104703682
【申请号】CN201380050703
【发明人】高本哲文, 天生聪仁, 山田和奏
【申请人】富士胶片株式会社
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年9月26日
【公告号】EP2902096A1, US20150259488, WO2014050993A1