衍生自脂肪族非环状叔胺化合物的复合聚酰胺膜的制作方法_2

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25mM〇l/L)。在另一个优选实施例 中,施加脂肪族非环状叔胺化合物的步骤包括将脂肪族非环状叔胺化合物与还包括多官能 酰基齒单体的非极性溶液组合并且从单一非极性溶液施加多官能酰基齒单体和脂肪族非 环状叔胺化合物两者(在此情况下,浓度优选地是〇. 25到5mMol/L)。
[0013] 脂肪族非环状叔胺化合物包括至少一个氨基。在此上下文中,术语"脂肪族胺"意 指氨基不直接键结到芳香族基(例如,参看苯环,苯基位置将不被视为"脂肪族基",然而苄 基位置将是"脂肪族基")。术语"非环状胺"意指没有氨基存在于环结构内;然而,所述胺 化合物可以包括一个或多个环,包括脂环族环和芳香族环,它们可以被取代或未被取代。虽 然所述胺化合物可以包括多个氨基,但是优选地全是叔氨基并且没有一个是环状的。在一 个优选实施例中,本发明胺化合物包括单个氮原子。优选的一类胺由式I表示。
[0014] 式I:
[0016] 其中&、1?2和1?3独立地选自包含1到20个碳原子的烃基;并且更优选地包含1到 12个碳原子的脂肪族基和芳香族基;并且再更优选地,包含1到12个碳原子的烷基。在另 一个实施例中,私和R3总共包含至少4个碳原子并且更优选地至少6个碳原子。代表 性物质如下表1中所述。本发明胺被认为与酰基卤基团形成季酰胺。所提出的反应路径提 供如下,其中均苯三甲酰氯与N,N-二甲基辛-1-胺反应。
[0017] 所提出的反应路径: CN 105163837 A 说明书 4/7 页
[0019] 虽然不限于特定类型的聚酰胺膜,但是本发明特别适合复合膜应用,所述复合膜 例如常用于RO和NF应用中的那些,并且更具体地说适合RO和NF应用中所用的平薄片复 合聚酰胺膜的应用。薄膜聚酰胺层可以任选地在其表面的至少一部分上包括吸湿聚合物。 此类聚合物包括聚合物表面活性剂、聚丙烯酸、聚乙酸乙烯酯、聚氧化烯化合物、聚(噁唑 啉)化合物、聚丙烯酰胺以及如 US 6280853、US 7815987、US 7918349、US 7905361 和 US 2011/0220569中大体描述的相关反应产物。在一些实施例中,此类聚合物可以经掺合和/ 或反应并且可以从共同的溶液涂布或以其它方式施加到聚酰胺膜或依次施加。
[0020] 已经描述了本发明的多个实施例并且在一些情况下,已将某些实施例、选择、范 围、组分或其它特征描述为"优选的"。"优选"特征的描述决不应解释为将此类特征视作对 本发明来说所需的、必需的或至关重要的。应了解,各种涂布操作可以经组合或分开成单独 的步骤,例如多官能酰基卤和羧酸化合物可以从共同的涂布溶液、从单独的溶液或从包括 每一者的不同比率的多份涂布溶液涂布。
[0021] 实例
[0022] 实例1 :脂肪族非环状叔胺与多官能酰基卤的施加.
[0023] 将样品膜手动浇铸于聚砜载体上,将其切割成碎片(11英寸X7英寸),连接到线 框(10英寸X 7. 5英寸)并且在去离子水中浸渍约30分钟,并且然后浸没在3% w/v间苯 二胺(mPD)水溶液中,再持续至少20分钟。将经过mro浸泡的载体放置在塑料薄片的顶部 上的纸巾上并且通过在载体上滚动橡胶辊筒挤掉过量溶液。然后将硅酮橡胶垫圈和与所述 垫圈具有相同开口大小的塑料薄片放置在载体上并且在四个侧面夹紧,从而在边缘处制得 防漏密封件。制备非极性溶液,所述非极性溶液包含均苯三甲酰氯(TMC)和脂肪族非环状 叔胺化合物于Isopar L内,使得TMC的最终浓度是0. 13% w/v并且叔胺的浓度是0. 5到 I. 5mmol/L(如下表1和II中所指出)。然后将60mL非极性溶液快速地倒到经过mro浸泡 的载体上并且反应1分钟。然后倒掉残余的非极性溶液;所述膜用SOmL己烷冲洗并且然 后空气干燥1分钟并且储存在RO水中,随后进行测试。从每一个样品膜切割出2-3个试 片,并且与根据相同方案但在不含本发明脂肪族非环状叔胺的情况下制成的对照膜一起, 在225psi,pH 8和25°C下,使用盐水溶液(2000ppm NaCl),在14平坦单元测试台中进行测 试。相比于对照的通量值改变报告在表1和II中。
[0024] 表1 :适用于本发明的代表性脂肪族非环状叔胺.
[0026] 表1I :不形成本发明的一部分的代表性胺.
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[0029] 实例2 :脂肪族非环状叔胺(N,N-二甲基辛基胺)"DM0A"的非极性溶液的后涂 布·
[0030] 所有样品膜都是使用中试规模的膜生产线产生的。用16. 5wt. % DMF溶液浇铸聚 砜载体并且随后将其用间苯二胺(mPD)水溶液浸泡。然后以恒定速度从反应台拉出所得载 体,同时施加一层薄的均匀的非极性溶液,所述非极性溶液包括异构烷烃(IS0PAR L)、均苯 三甲酰氯(TMC)以及0. 13 %到0. 17% w/v的磷酸三丁酯(TBP)。去除过量非极性溶液并 且然后在膜表面上施加第二层非极性溶液,所述第二层非极性溶液含有Isopar L和脂肪族 非环状叔胺。去除过量非极性溶液并且使所得复合膜通过水冲洗槽和干燥烘箱。然后使用 2000ppm NaCl水溶液,使样品膜在150psi,pH 8下并且在室温下经历测试。测试结果汇总 在表1II中。
[0031] 表1II
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[0034] 实例3 :脂肪族非环状叔胺(DMOA)的非极性溶液的后涂布,其中Isopar改为哌嗪 化学物质(NF膜).
[0035] 除了用哌嗪和二甲基哌嗪替换mPD,并且TBP不包括在非极性涂布溶液中之外, 根据结合实例2所述的方法制造样品膜。使用包含2000ppm MgSOd^水溶液,使样品膜在 70psi,pH 6和室温下经历测试。结果汇总在表1V中。
[0036] 表1V
【主权项】
1. 一种用于制造包含多孔载体和薄膜聚酰胺层的复合聚酰胺膜的方法,其中所述方法 包含以下步骤:向所述多孔载体的表面施加包含多官能胺单体的极性溶液和包含多官能酰 基卤单体的非极性溶液,并且对所述单体进行界面聚合,形成薄膜聚酰胺层,其中所述方法 的特征在于向所述载体施加包含脂肪族非环状叔胺化合物的非极性溶液的步骤。2. 根据权利要求1所述的方法,其中施加包含脂肪族非环状叔胺化合物的所述非极性 溶液的所述步骤在所述薄膜聚酰胺层的所述形成之后执行。3. 根据权利要求1所述的方法,其中施加包含脂肪族非环状叔胺化合物的所述非极性 溶液的所述步骤包含向包含所述多官能酰基卤单体的所述非极性溶液中添加所述脂肪族 非环状叔胺化合物并且从单一非极性溶液施加所述多官能酰基齒单体和脂肪族非环状叔 胺化合物两者。4. 根据权利要求1所述的方法,其中所述非极性溶液包含0.0 l到50mMol/L的所述脂 肪族非环状叔胺化合物。5. 根据权利要求1所述的方法,其中所述脂肪族非环状叔胺化合物包含单个氮原子。6. 根据权利要求1所述的方法,其中所述脂肪族非环状叔胺化合物由式I表示:其中Rp私和R 3独立地选自包含1到20个碳原子的烃基。7. 根据权利要求6所述的方法,其中R pRjP R 3独立地选自包含1到12个碳原子的脂 肪族基。8. 根据权利要求6所述的方法,其中R pRjP R 3独立地选自包含1到12个碳原子的烷 基。9. 根据权利要求6所述的方法,其中R r私和R 3总共包含至少4个碳原子。10. 根据权利要求6所述的方法,其中R i、私和R 3总共包含至少6个碳原子。
【专利摘要】一种用于制造包含多孔载体和薄膜聚酰胺层的复合聚酰胺膜的方法,其中所述方法包含以下步骤:向所述多孔载体的表面施加包括多官能胺单体的极性溶液和包括多官能酰基卤单体的非极性溶液,并且对所述单体进行界面聚合,形成薄膜聚酰胺层,其中所述方法的特征在于向所述载体施加包含脂肪族非环状叔胺化合物的非极性溶液的步骤。
【IPC分类】B01D69/10, B01D69/12, B01D71/56, B01D67/00
【公开号】CN105163837
【申请号】CN201480022842
【发明人】M·保罗, W·E·麦克科尔斯
【申请人】陶氏环球技术有限责任公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2014年4月15日
【公告号】WO2014179024A1
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