提高效率的能量回收换气芯的制作方法

提高效率的能量回收换气芯的制作方法
【专利摘要】具有允许从中通过的空气物流间热和湿气交换的芯单元的能量回收系统，所述芯单元具有两个或更多个多层复合材料结构，所述多层复合材料结构由以下组件构成：具有从第一表面通到第二表面的多个孔的多孔刚性或半刚性框架，其可以是起皱的，和包含磺化的嵌段共聚物的聚合物薄膜，其结合到所述框架的所述第一和第二表面中至少之一上并覆盖所述多个孔。
【专利说明】提局效率的能量回收换气芯 发明领域
[0001] 本公开涉及用在能量回收换气芯单元中的刚性或半刚性框架。特别地，本公开涉 及与由磺化的嵌段共聚物制成的湿气可渗透薄膜结合的框架的应用，以提供空气物流与所 述薄膜的更大直接接触。所述磺化的嵌段共聚物具有至少两个含有很少或者不含磺酸或者 磺酸酯官能度的聚合物末端嵌段和至少一个含有有效量的磺酸或者磺酸酯官能度的聚合 物内部嵌段。所述框架可以是允许气体如空气通过并由此提供与所述湿气可渗透薄膜更直 接的接触的多孔片材。本公开还涉及提高效率的能量回收换气单元，其具有采用这样的框 架的芯。
[0002] 发明背景
[0003] 众所周知，加热和冷却系统被用于建筑物和各种住宅的温度控制。在这样的系统 中，新鲜空气将被从所述建筑物或者住宅的外部引入，同时来自所述建筑物或者住宅内部 的污浊的空气将被排放到户外。一般地，大量的能量被消耗在这样的冷却和加热系统中。节 省这种能量支出的成本的一种方式是通过在所述空气物流正进入和离开所述结构体时在 它们之间交换一些热和湿气。
[0004] 相应地，这样的用于交换所述空气物流的热和湿气的系统被已知为能量回收换气 (ERV)系统。ERV涉及用过的内部空气与新鲜的户外空气的显热和潜热的交换。这种交换 的基础是所述排气流和所述引入空气流将具有不同的水蒸气压和将处于不同的温度。例 如，在夏季，如果所述引入空气流是温暖的和潮湿的，通过与所述冷的和低湿度的排气交换 显热和潜热，能量被回收。或者，在冬季，如果所述户外空气是冷的和干燥的，通过使所述干 冷的空气与更温暖、更潮湿的排气交换，能量被回收。
[0005] ERV系统通常与加热和/或冷却系统一起使用，并且由具有ERV芯单元的装置构 成。所述芯单元通常由被某些类型的间隔物分开的各种堆叠的膜组成。将所述引入空气和 排气物流输送到所述芯单元，并且使它们彼此在旁边通过（通常呈相互交叉流动模式）而 在所述堆叠的板的每侧上都不混合。
[0006] 显热交换通常更简单地实现，因为薄的层状物可以相当容易地传递热量。另一方 面，潜热传递受所述空气物流间湿度变化影响，并提供更有效的热交换。热回收换气（HRV) 是指提供显热交换的系统，因为没有在吸入和排出两个空气物流间的湿气交换。然而，ERV 系统提供允许湿气在所述两个空气物流间转移的膜，因此利用了显热和潜热交换性能二 者。
[0007] ERV系统的一个实例被公开在US公布号2012/0073791中。本文中公开的是用于 能量回收系统的芯，其采用纤维性微孔支撑基材和层压在其上的磺化的嵌段共聚物。所述 磺化的嵌段共聚物对于空气来说是不可渗透的，但是允许有效的水蒸气传输，并因此提供 非常有利的热交换性能。所述微孔支撑物允许空气通过，同时还给所述磺化的嵌段共聚物 提供机械支撑。采用间隔物，从而使得在所述ERV芯的形成中能够堆叠所述膜和分离空气 物流。
[0008] 如本发明人认识到的，所需要的是实现所述空气物流与所述湿气可渗透膜的更大 接触以获得引入和排出物流间更有效的水传递的方式。
[0009] 发明概述
[0010] 在一些实施方案中，本文中公开的是具有允许从中通过的空气物流间热和湿气交 换的芯单元的能量回收系统，所述芯单元具有两个或更多个多层复合材料结构，所述多层 复合材料结构由以下组件构成：
[0011] 具有从第一表面通到第二表面的多个孔的多孔刚性或半刚性框架，和
[0012] 包含磺化的嵌段共聚物的聚合物薄膜，其结合到所述框架的所述第一和第二表面 中至少之一上并覆盖所述多个孔，
[0013] 所述磺化的嵌段共聚物具有至少一个末端嵌段A和至少一个内部嵌段B，其中每 个A嵌段基本上不含磺酸或磺酸酯官能团，和每个B嵌段是含有约10-约lOOmol%磺酸或 磺酸酯官能团的聚合物嵌段，基于单体单元的数目计。
[0014] 在另外的实施方案中，所述薄膜被结合到包含多孔纺织或无纺材料的多孔基材 上，和然后结合到所述框架的所述第一和第二表面中至少之一上，以形成所述多层结构。
[0015] 在另外的实施方案中，所述框架可以是平的片材，或者可以被热、机械或化学地制 成具有在其表面中形成的通道的连续型材，所述通道具有峰和槽。在其中所述框架被制成 具有通道（例如起皱的）的型材的实施方案中，这样的框架可以被用于将HRV系统转变成 ERV系统。这可以通过从HRV系统中除去板或间隔物和置入在其中具有所述成型的（即脊 状的、起皱的）框架的多层结构来完成。
[0016] 另外，所述框架可以被打孔或烧结，以在其中形成孔。
[0017] 在其中所述框架或多层结构是平的片材的实施方案中，可以采用间隔物，其本身 是多孔的并且也可以具有层压在其上的所述磺化的嵌段共聚物。
[0018] 附图简要说明
[0019] 图la，Ib和Ic图解说明了三种不同的聚合物挤出网状框架；
[0020] 图2a，2b，2c图解说明了三种不同的打孔的铝板；
[0021] 图3图解说明了无纺纤维素基材；
[0022] 图4图解说明了烧结的多孔基材；
[0023] 图5图解说明了 ERV芯单元的透视图；
[0024] 图6图解说明了 ERV芯中层状物的一种构型实施方案；
[0025] 图7a图解说明了 ERV芯中层状物的一种构型实施方案；
[0026] 图7b图解说明了 ERV芯中层状物的一种构型实施方案；
[0027] 图8a图解说明了 ERV芯中层状物的一种构型实施方案；
[0028] 图8b图解说明了 ERV芯中层状物的一种构型实施方案；
[0029] 图9图解说明了 ERV芯中层状物的一种构型实施方案；
[0030] 图IOa图解说明了 ERV芯中层状物的一种构型实施方案芯；
[0031] 图IOb图解说明了 ERV芯中层状物的一种构型实施方案；
[0032] 图IOc图解说明了 ERV芯中层状物的一种构型实施方案；
[0033] 图Ila图解说明了 ERV芯中层状物的一种构型实施方案；
[0034] 图Ilb图解说明了 ERV芯中层状物的一种构型实施方案；
[0035] 图12a图解说明了卷边相邻框架层；
[0036] 图12b图解说明了卷边相邻框架层；
[0037] 图13图解说明了关于能量交换的实验结果。
[0038] 发明的详细描述
[0039] 本发明实施方案的详细描述被在本文中公开；然而，应该明白，所公开的实施方案 仅是示例性的，并且本发明可以被以所公开的实施方案的各种形式和替代形式具体实施。 因此，在本文中描述实施方案中提出的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是 仅仅作为权利要求书的基础和作为用于教导本领域技术人员不同地使用本发明的代表性 基础。
[0040] 所有在本文中提到的出版物、专利申请和专利通过引用整体结合进本文中。在抵 触的情况下，包括定义在内的本说明书意图是控制性的。
[0041] 除非另外具体说明，所有本文中使用的技术术语具有本领域技术人员普通理解的 含义。
[0042] 而且，除非另外具体说明，本文中使用的以下表述应被理解为具有以下含义。
[0043] 除非另外具体说明，表述"涂布的"或者"涂布"意思是呈溶液或者液体形式的聚 合物施加或结合到基材或者其它材料上，其中所述聚合物将在所述基材表面上或嵌入到所 述基材结构之间。
[0044] 与"涂布的"相反，除非另外具体说明，表述"层压"意思是流延的聚合物膜或者聚 合物薄膜施加或结合到基材或者其它材料上。
[0045] 术语"结合的"或"结合"涵盖聚合物通过涂布或层压或其它手段附着到基材或其 它材料上，由此在聚合物膜和所述基材或其它材料间形成结合。
[0046] 本领域技术人员将理解，本文中"公开的"术语薄膜也可以被提及为膜，其是湿气 可渗透但空气不可渗透的。
[0047] 本文中公开的是提高效率的ERV系统，其用于引入空气流物流和排出空气流物流 (下文中"空气物流"指引入和排出物流二者）间的显热和潜热的交换。所述ERV系统采用 湿气可渗透但空气不可透过的薄膜以及刚性或半刚性框架，所述框架使得在所述ERV芯中 能够实现更大的空气物流接触。所述框架可以被制成型材如起皱形式，并且可以是多孔的。 所述湿气可渗透薄膜可以被结合到所述框架和支撑基材上。
[0048] 在另外的实施方案中，所述薄膜可以被结合到刚性或半刚性框架上以形成多层结 构，该多层结构可以被制成各种型材，包括起皱的图案。这样的实施方案可以还包括将HRV 单元转变成ERV单元。在这样的情况中，所述HRV湿气不可渗透的间隔物或框架可以被除 去，以引入所述多层湿气可渗透但空气不可透过的多层结构或者本文中公开的多孔刚性或 半刚性框架以形成ERV芯。
[0049] 在各种实施方案中，本文中公开的所述ERV芯可以包括数个组件，包括（1)磺化的 嵌段共聚物薄膜，（2)刚性或半刚性框架，（3)膜基材，（4)间隔物。
[0050] 能量回收换气组件
[0051] 磺化的嵌段共聚物薄膜
[0052] 用在本文中公开的ERV单元中的聚合物薄膜由磺化的嵌段共聚物组成或包括磺 化的嵌段共聚物。在一些实施方案中，本公开的组合物包括Willis等人的US 7, 737, 224中 描述的磺化的嵌段共聚物。而且，包括US 7, 737, 224中描述的那些在内的所述磺化的嵌段 聚合物可以被按照Dado等人的WO 2008/089332的方法或者Handlin等人的US8, 012, 539 的方法制备。
[0053] 1.磺化的嵌段共聚物
[0054] 制备所述磺化的嵌段共聚物所需的嵌段共聚物可以通过许多不同的方法制备，包 括阴离子聚合，减缓的阴离子聚合，阳离子聚合，Ziegler-Natta聚合，和活性链或者稳定自 由基聚合。阴离子聚合在下面被更详细地描述，并且在被提及的文件中描述。用于制备苯 乙烯属嵌段共聚物的减缓的阴离子聚合方法例如被公开在US6, 391，981，US6, 455, 651和 US6, 492, 469中，这些专利中的每个都通过引用结合在本文中。用于制备嵌段共聚物的阳离 子聚合方法例如被公开在US6, 515, 083和US 4, 946, 899中，这些专利中的每个都通过引用 结合在本文中。
[0055] 可以被用于制备嵌段共聚物的活性Ziegler-Natta聚合方法最近被G. W. Coates， P.D. Hustad 和 S. Reinartz 在 Angew. Chem. Int. Ed.，41,2236-2257 (2002)中综述；随后的 H. Zhang和K. Nomura的出版物（J. Am. Chem. Soc.，Comm.，2005)描述了具体地用于制备苯乙 稀属嵌段共聚物的活性Ziegler-Natta技术。氧化氮（nitroxide)介入的活性自由基聚合 化学领域的广泛工作已经被综述，参见C. J. Hawker，A. W. Bosman，和E. Harth，Chem. Rev.， 101 (12)，3661-3688 (2001)。如在该综述中略述的，苯乙烯属嵌段共聚物可以通过活性或者 稳定自由基技术合成。当制备所述前体聚合物时，氧化氮介入的聚合方法是优选的活性链 或者稳定自由基聚合方法。
[0056] 2.聚合物结构
[0057] 本公开的一个方面涉及所述磺化的嵌段共聚物的聚合物结构。在一个实施方案 中，中和过的嵌段共聚物具有至少两个聚合物末端或者外嵌段A和至少一个饱和的聚合物 内部嵌段B，其中每个A嵌段是耐磺化的聚合物嵌段和每个B嵌段是容易被磺化的聚合物嵌 段。
[0058] 优选的嵌段共聚物结构具有通式结构A-B-A，（A-B)n (A)，（A-B-A)n，（A-B-A)nX， (A-B) nX，A-B_D_B_A，A-D -B_D_A，（A-D-B) n (A)，（A-B-D) n (A)，（A-B-D) nX，（A-D-B) nX 或者 它们的混合物，其中n是2-约30的整数，X是偶联剂残基，并且A，B和D如下面所定义。
[0059] 最优选的结构是线性结构如A-B~A，（A-B) 2X，Am~A，（AU) 2X，和 (A-D-B)2X,和星状结构如（A-B)nX和（A-D-B) nX,其中n是3-6。这样的嵌段共聚物典型地 通过阴离子聚合，稳定的自由基聚合，阳离子聚合或者Ziegler-Natta聚合制备。优选地， 所述嵌段共聚物通过阴离子聚合制备。本领域技术人员将明白，在任何聚合中，所述聚合物 混合物除任何线性和/或星状聚合物外将包括一定量的A-B二嵌段共聚物。各自的量没有 被发现是有害的。
[0060] 所述A嵌段是选自以下的一个或多个链段：聚合的（i)对位取代的苯乙烯单体， (ii)乙烯，（iii) 3-18个碳原子的α烯烃；（iv)l，3-环二烯单体，（V)在氢化前具有小于 35摩尔％的乙稀基含量的共轭二稀的单体，（vi)丙稀酸醋，（vii)甲基丙稀酸醋，和（viii) 它们的混合物。如果所述A链段是1，3-环二烯或者共轭二烯的聚合物，所述链段将被在所 述嵌段共聚物的聚合之后和所述嵌段共聚物的磺化之前氢化。
[0061] 所述对位取代的苯乙烯单体选自对甲基苯乙烯，对乙基苯乙烯，对正丙基苯乙烯， 对异丙基苯乙稀，对正丁基苯乙稀，对仲丁基苯乙稀，对异丁基苯乙稀，对叔丁基苯乙稀，对 癸基苯乙烯的各异构体，对十二烷基苯乙烯的各异构体和上述单体的混合物。优选的对位 取代的苯乙烯单体是对叔丁基苯乙烯和对甲基苯乙烯，其中对叔丁基苯乙烯是最优选的。 单体可以是单体的混合物，取决于具体的来源。希望的是，所述对位取代的苯乙烯单体的总 体纯度为至少90重量％所希望的对位取代的苯乙烯单体，优选至少95重量％所希望的对 位取代的苯乙烯单体，甚至更优选至少98重量％所希望的对位取代的苯乙烯单体。
[0062] 当所述A嵌段是乙稀的聚合物链段时，通过Ziegler-Natta方法聚合乙稀可能是 有用的，如上面提到的G. W. Coates等人的综述文章中的参考文献中所教导的那样，其公开 内容通过引用结合在本文中。使用US 3, 450, 795 (其公开内容通过引用结合在本文中）中 教导的阴离子聚合技术制备所述乙烯嵌段是优选的。对于这样的乙烯嵌段，嵌段分子量典 型地在约1，000和约60, 000之间。
[0063] 当所述A嵌段是3-18个碳原子的α烯烃的聚合物时，这样的聚合物通过 Ziegler-Natta方法制备，如上面提到的G.W. Coates等人的综述文章中的参考文献中所教 导的那样。优选地，所述α-烯烃是丙烯，丁烯，己烷或者辛烷，其中丙烯是最优选的。对于 每种这样的α -烯烃嵌段，嵌段分子量典型地在约1，〇〇〇和约60, 000之间。
[0064] 当所述A嵌段是1，3-环二烯单体的氢化聚合物时，这样的单体选自下组：1，3-环 己二烯，1，3-环庚二烯和1，3-环辛二烯。优选地，所述环二烯单体是1，3-环己二烯。这 样的环二烯单体的聚合被公开在US6, 699, 941中，其公开内容通过引用结合在本文中。当 使用环二烯单体时，需要氢化所述A嵌段，因为非氢化的聚合的环二烯嵌段容易被磺化。因 此，在用1，3-环二烯单体合成所述A嵌段之后，所述嵌段共聚物将被氢化。
[0065] 当所述A嵌段是在氢化前具有小于35摩尔％的乙烯基含量的、共轭无环二烯的氢 化聚合物时，优选所述共轭二烯是1，3-丁二烯。在氢化前所述聚合物的乙烯基含量为小于 35摩尔％，优选小于30摩尔％是必须的。在某些实施方案中，在氢化前所述聚合物的乙烯 基含量为小于25摩尔％，甚至更优选小于20摩尔％，甚至小于15摩尔％，在氢化前所述聚 合物的更有利的乙烯基含量之一为小于10摩尔％。这样，所述A嵌段将具有结晶性结构， 类似于聚乙烯的结构。这样的A嵌段结构被公开在US 3, 670, 054和US 4, 107, 236中，它 们中的每个的公开内容通过引用结合在本文中。
[0066] 所述A嵌段也可以是丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯的聚合物链段。这样的聚合物嵌 段可以按照US6, 767, 976中公开的方法制备，其公开内容通过引用结合在本文中。所述甲 基丙烯酸酯的具体实例包括伯醇和甲基丙烯酸的酯，例如甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙 酯，甲基丙烯酸丙酯，甲基丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸异丁酯，甲基丙烯酸己酯，甲基丙烯酸 2-乙基己酯，甲基丙烯酸十二烷酯，甲基丙烯酸月桂酯，甲基丙烯酸甲氧基乙酯，甲基丙烯 酸二甲基氨基乙酯，甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯，甲基丙烯酸三甲 氧基甲硅烷基丙酯，甲基丙烯酸三氟甲酯，甲基丙烯酸三氟乙酯；仲醇和甲基丙烯酸的酯， 例如甲基丙烯酸异丙酯，甲基丙烯酸环己酯和甲基丙烯酸异冰片酯；和叔醇和甲基丙烯酸 的酯，例如甲基丙烯酸叔丁酯。丙烯酸酯的具体实例包括伯醇和丙烯酸的酯，例如丙烯酸甲 酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丙酯，丙烯酸正丁酯，丙烯酸异丁酯，丙烯酸己酯，丙烯酸2-乙基己 酯，丙烯酸十二烷酯，丙烯酸月桂酯，丙烯酸甲氧基乙酯，丙烯酸二甲基氨基乙酯，丙烯酸二 乙基氨基乙酯，丙烯酸缩水甘油酯，丙烯酸三甲氧基甲硅烷基丙酯，丙烯酸三氟甲酯，丙烯 酸三氟乙酯；仲醇和丙烯酸的酯，例如丙烯酸异丙酯，丙烯酸环己酯和丙烯酸异冰片酯；和 叔醇和丙烯酸的酯，例如丙烯酸叔丁酯。如果需要，作为原料，其它可阴离子聚合的单体中 的一种或多种可以被与所述（甲基）丙烯酸酯一起使用。可以被任选地使用的所述可阴 离子聚合的单体的实例包括甲基丙烯酸系或者丙烯酸系单体，例如甲基丙烯酸三甲基甲硅 烷基酯，N，N-二甲基甲基丙烯酰胺，N，N-二异丙基甲基丙烯酰胺，N，N-二乙基甲基丙烯酰 胺，N，N-甲基乙基甲基丙烯酰胺，N，N-二叔丁基甲基丙烯酰胺，丙烯酸三甲基甲硅烷基酯， N，N-二甲基丙烯酰胺，N，N-二异丙基丙烯酰胺，N，N-甲基乙基丙烯酰胺和N，N-二叔丁基 丙烯酰胺。另外，可以使用在其分子中具有两个或更多个甲基丙烯酸系或者丙烯酸系结构， 例如甲基丙烯酸酯结构或者丙烯酸酯结构的多官能的可阴离子聚合单体（例如，乙二醇二 丙烯酸酯，乙二醇二甲基丙烯酸酯，1，4- 丁二醇二丙烯酸酯，1，4- 丁二醇二甲基丙烯酸酯， 1，6-己二醇二丙烯酸酯，1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三羟甲 基丙烷三甲基丙烯酸酯）。
[0067] 在用于制备所述丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯聚合物嵌段的聚合方法中，可以使用 仅一种所述单体如所述（甲基）丙烯酸酯，或者可以组合使用它们中的两种或更多种。当 组合使用所述单体中的两种或更多种时，通过选择条件如单体的组合和将所述单体添加到 聚合系统中的时机（例如同时添加两种或更多种单体，或者在给定的时间间隔分开添加）， 可以实现选自无规、嵌段、递变嵌段等共聚形式中的任何共聚形式。
[0068] 所述A嵌段可以还含有最高15摩尔％的乙烯基芳族单体，例如存在在B嵌段中的 那些，它们在下面被更详细地描述。在一些实施方案中，所述A嵌段可以含有最高10摩尔％ 的对于B嵌段提及的乙烯基芳族单体，优选它们仅含有最高5摩尔％的对于B嵌段提及的 乙烯基芳族单体，特别优选仅含有最高2摩尔％的对于B嵌段提及的乙烯基芳族单体。然 而，在最优选的实施方案中，所述A嵌段不含有存在在B嵌段中的乙烯基单体。所述A嵌段 中的磺化水平可以为0-15摩尔％，基于所述A嵌段中的总单体计。本领域技术人员将明白， 合适的范围包括所述指定的摩尔％的任何组合，即使所述具体的组合和范围没有被如此列 出。
[0069] 在每种情况下，所述B嵌段包含一种或多种聚合的乙烯基芳族单体的链段，所述 乙烯基芳族单体选自未取代的苯乙烯单体，邻位取代的苯乙烯单体，间位取代的苯乙烯单 体，α-甲基苯乙烯单体，1，1-二苯基乙烯单体，1，2-二苯基乙烯单体，和它们的混合物。除 上面提到的单体和聚合物外，所述B嵌段可以还包含这样的单体与选自1，3-丁二烯、异戊 二烯和它们的混合物的共轭二烯的部分或者完全氢化的共聚物，其具有在20和80摩尔％ 之间的乙烯基含量。具有部分或者完全氢化的二烯的这些共聚物可以是无规共聚物、递变 共聚物、嵌段共聚物或者控制分布的共聚物。在一个优选的实施方案中，所述B嵌段被选 择性地部分或者完全氢化，并且包含共轭二烯和在此段落中提到的乙烯基芳族单体的共聚 物。在另一个优选的实施方案中，所述B嵌段是未取代的苯乙烯单体嵌段，由于所述单体的 性质所述嵌段是饱和的，并且不要求附加的氢化工艺步骤。具有控制的分布结构的B嵌段 被公开在US7, 169, 848中，其公开内容通过引用结合在本文中。US7, 169, 848还公开了磺化 的嵌段共聚物的制备。包含苯乙烯嵌段的B嵌段被在本文中描述。在一个优选的实施方案 中，所述B嵌段由未取代的苯乙烯制成，并且将不要求单独的氢化步骤。
[0070] 在本公开的另一方面，所述嵌段共聚物包括至少一个具有小于20°C的玻璃化转变 温度的抗冲改性剂嵌段D。在一个实施方案中，所述抗冲改性剂嵌段D包含氢化的、选自异 戊二烯、1，3-丁二烯和它们的混合物的共轭二烯的聚合物或者共聚物，所述聚合物嵌段的 丁二烯部分在氢化前具有在20和80摩尔％之间的乙烯基含量，并且所述聚合物嵌段具有 在1，000和50, 000之间的数均分子量。在另一个实施方案中，所述抗冲改性剂嵌段D包含 具有1，000-50, 000的数均分子量的丙烯酸酯或者硅氧烷聚合物。在又一个实施方案中，所 述抗冲改性剂嵌段D嵌段是具有1，000-50, 000的数均分子量的异丁烯的聚合物嵌段。
[0071] 每个A嵌段独立地具有在约1，000和约60, 000之间的数均分子量，和每个B嵌段 独立地具有在约10, 〇〇〇和约300, 000之间的数均分子量。优选地，每个A嵌段具有在2, 000 和50, 000之间的数均分子量，更优选在3, 000和40, 000之间的数均分子量，甚至更优选 在3, 000和30, 000之间的数均分子量。优选地，每个B嵌段具有在15, 000和250, 000之 间的数均分子量，更优选在20, 000和200, 000之间的数均分子量，甚至更优选在30, 000和 100, 000之间的数均分子量。本领域技术人员将明白，合适的范围包括所述指定的数均分 子量的任何组合，即使所述具体的组合和范围没有被如此列出。这些分子量最精确地通过 光散射测量测定，并且被表示为数均分子量。优选地，所述磺化的聚合物具有约8摩尔％ - 约80摩尔％，优选约10-约60摩尔％ A嵌段，更优选超过15摩尔％ A嵌段，甚至更优选约 20-约50摩尔％ A嵌段。
[0072] 所述磺化的嵌段共聚物中乙烯基芳族单体一其是未取代的苯乙烯单体，邻位取 代的苯乙烯单体，间位取代的苯乙烯单体，α -甲基苯乙烯单体，1，1-二苯基乙烯单体，和 1，2-二苯基乙烯单体一的相对量为约5-约90摩尔％，优选约5-约85摩尔％。在备选的 实施方案中，所述量为约10-约80摩尔％，优选约10-约75摩尔％，更优选约15-约75摩 尔％，其中最优选的量为约25-约70摩尔％。本领域技术人员将明白，合适的范围包括所 述指定的摩尔％的任何组合，即使所述具体的组合没有被如此列出。
[0073] 在一个优选的实施方案中，在每个B嵌段中乙烯基芳族单体一其是未取代的苯乙 烯单体，邻位取代的苯乙烯单体，间位取代的苯乙烯单体，α -甲基苯乙烯单体，1，1-二苯 基乙烯单体，和1，2-二苯基乙烯单体一的mol %为约10-约100摩尔％，优选约25-约100 摩尔％，更优选约50-约100摩尔％，甚至更优选约75-约100摩尔％，最优选100摩尔％。 本领域技术人员将明白，合适的范围包括所述指定的摩尔％的任何组合，即使所述具体的 组合和范围没有被如此列出。
[0074] 典型的磺化水平使得每个B嵌段含有一个或多个磺酸型官能团。优选的磺化水平 为10-100摩尔％，基于每个B嵌段中乙烯基芳族单体一其是未取代的苯乙烯单体，邻位取 代的苯乙烯单体，间位取代的苯乙烯单体，α -甲基苯乙烯单体，1，1-二苯基乙烯单体，和 1，2-二苯基乙烯单体一的摩尔％计，更优选为约20-95摩尔％，甚至更优选为约30-90摩 尔％。本领域技术人员将明白，合适的磺化范围包括所述指定的摩尔％的任何组合，即使所 述具体的组合和范围没有被如此列出。磺化水平通过用在混合的醇和水溶剂中的标准NaOH 溶液滴定已经被重新溶解在四氢呋喃中的干燥聚合物样品测定。
[0075] 3.用于制备聚合物的整个阴离子方法
[0076] 所述阴离子聚合方法包括在溶液中用锂引发剂聚合合适的单体。被用作聚合介质 的溶剂可以是不与形成的聚合物的活性阴离子链末端反应，容易在商业聚合单元中操作， 和给产物聚合物提供合适的溶解度特性的任何烃。例如，通常缺乏可离子化的氢原子的非 极性脂肪族烃构成特别合适的溶剂。经常使用的是环状烷烃，例如环戊烷，环己烷，环庚烷， 和环辛烷，所有这些都是相当非极性的。其它合适的溶剂是本领域技术人员已知的，并且可 以被选择以在给定的工艺条件组下有效完成任务，其中聚合温度是考虑的主要因素之一。
[0077] 用于制备本发明的嵌段共聚物的起始材料包括上面指出的初始单体。用于阴离子 共聚的其它重要的起始材料包括一种或多种聚合引发剂。在本公开中，合适的引发剂包括 例如烷基锂化合物如仲丁基锂、正丁基锂、叔丁基锂、戊基锂等，和包括双引发剂在内的其 它有机锂化合物如间二异丙烯基苯的双仲丁基锂加合物。其它这样的双引发剂被公开在 US6, 492, 469中，该专利的公开内容通过引用结合在本文中。在所述各种聚合引发剂中，仲 丁基锂是优选的。所述引发剂可以被以按照每个希望的聚合物链一个引发剂分子的基础计 算的量用在聚合混合物（包括单体和溶剂）中。所述锂引发剂方法是公知的，并且被描述 在例如US 4, 039, 593和美国再颁布27, 145中，这些专利的每个的公开内容都通过引用结 合在本文中。
[0078] 用于制备本发明的嵌段共聚物的聚合条件典型地类似于通常用于阴离子聚合的 那些条件。聚合优选在约-30°C至约150°C的温度进行，更优选在约KTC至约100°C的温度 进行，最优选考虑工业限制在约30°C至约90°C的温度进行。所述聚合在惰性气氛，优选在 氮气气氛下进行，并且还可以在在约〇. 5至约10巴范围内的压力下完成。这种共聚通常要 求小于约12小时，并且可以在约5分钟至约5小时内完成，取决于温度、单体组分的浓度和 希望的聚合物的分子量。当所述单体中的两种或更多种被组合使用时，选自无规、嵌段、递 变嵌段、控制的分布的嵌段等共聚形式的任何共聚形式可以被利用。
[0079] 本领域技术人员将明白，通过添加路易斯酸如铝烷基化物、镁烷基化物、锌烷基化 物或者它们的组合，可以使所述阴离子聚合方法变缓和。所述添加的路易斯酸对所述聚合 方法的影响是：
[0080] 1)降低活性聚合物溶液的粘度，这允许在更高聚合物浓度下操作和因此使用更少 溶剂的方法，
[0081] 2)提高活性聚合物链端的热稳定性，这允许在更高温度下的聚合和再一次地降低 所述聚合物溶液的粘度，允许使用更少的溶剂，和
[0082] 3)减慢反应速率，这允许在更高温度下聚合，同时使用与标准阴离子聚合方法中 使用的相同的脱除反应热技术。
[0083] 使用路易斯酸以减缓阴离子聚合技术的工艺益处已经被公开在US6, 391，981， US6, 455, 651和US6, 492, 469中，它们每一篇的公开内容都通过引用结合在本文中。有关 的信息被公开在US6, 444, 767和US6, 686, 423中，这些专利的每个的公开内容都通过引用 结合在本文中。通过这种减缓的阴离子聚合方法制备的聚合物可以具有与使用常规阴离子 聚合方法制备的聚合物相同的结构，并且因此该方法可以被用于制备本公开的聚合物。对 于路易斯酸减缓的阴离子聚合方法，在l〇〇°C和150°C之间的反应温度是优选的，因为在这 些温度下利用在非常高的聚合物浓度下进行所述反应是可能的。尽管可以使用化学计量过 量的路易斯酸，但是在大多数情况下在改善工艺方面没有足够的益处来证明所述过量路易 斯酸的附加成本是正当的。优选的是使用约〇. 1至约1摩尔路易斯酸/摩尔活性阴离子链 端，以在所述减缓的阴离子聚合技术中实现工艺性能方面的改进。
[0084] 星形（支化的）聚合物的制备要求被称为"偶联"的后聚合步骤。在上面的星形 式子中，η是3至约30的整数，优选约3至约15的整数，更优选3至6的整数，和X是偶联 剂的残余或者残基。各种各样的偶联剂是本领域中已知的，并且可以被用在制备所述嵌段 共聚物中。这些偶联剂包括例如二卤代烷烃，卤化硅，硅氧烷，多官能的环氧化物，二氧化硅 化合物，一元醇与羧酸的酯（例如苯甲酸甲酯和己二酸二甲酯）和环氧化的油。星形聚合 物采用如例如 US 3, 985, 830, US 4, 391，949 和 US 4, 444, 953 以及 CA716, 645 中公开的多 链烯基偶联剂制备，这些专利的每个的公开内容都通过引用结合在本文中。合适的多链烯 基偶联剂包括^乙條基苯，优选间^乙條基苯。优选的是四烧氧基娃烧，例如四甲氧基娃烧 (TMOS)和四乙氧基硅烷（TEOS);三烷氧基硅烷，例如甲基三甲氧基硅烷（MTMS);脂肪族二 酯，例如己二酸二甲酯和己二酸二乙酯；和二缩水甘油基芳族环氧化合物，例如衍生自双酚 A和环氧氯丙烷的反应的二缩水甘油基醚。
[0085] 线性聚合物也可以通过后聚合"偶联"步骤制备。然而，与星形聚合物不同，在上 面的式子中的"η"是整数2,并且X是偶联剂的残余或者残基。
[0086] 4.制备氢化的嵌段共聚物的方法
[0087] 如所指出的，在某些情况下-即（1)当在所述B内部嵌段中有二烯时，（2)当所述 A嵌段是1，3-环二烯的聚合物时，（3)当有抗冲改性剂嵌段D时，和（4)当所述A嵌段是具 有小于35摩尔％的乙烯基含量的共轭二烯的聚合物时-在磺化之前需要选择性地氢化所 述嵌段共聚物以除去任何烯属不饱和度。氢化通常改善最终聚合物的热稳定性、紫外线稳 定性、氧化稳定性和因此耐候性，并减少磺化所述A嵌段或所述D嵌段的危险。
[0088] 氢化可以通过现有技术中已知的数种氢化或者选择性氢化方法中的任何一种进 行。这样的氢化已经被使用诸如在例如US3, 595, 942, US 3, 634, 549, US 3, 670, 054, US 3, 700, 633和美国再颁布27, 145中教导的那些方法之类的方法完成，这些专利中每一篇的 公开内容通过引用结合在本文中。这些方法运行以氢化含有烯属不饱和度的聚合物，并且 基于合适的催化剂的操作。这样的催化剂或者催化剂前体优选包含第8至10族金属，例如 镍或者钴，其与合适的还原剂如铝烷基化物或者选自元素周期表第1、2和13族的金属（特 别是锂、镁或者铝）的氢化物组合。该制备可以在合适的溶剂或者稀释剂中在约20°C至约 80°C的温度完成。其它有用的催化剂包括钛基催化剂体系。
[0089] 氢化可以在使得至少约90%的共轭二烯双键被还原和在0和10%之间的芳烃双 键被还原的条件下进行。优选的范围是至少约95%的共轭二烯双键被还原，更优选约98% 的共轭二烯双键被还原。
[0090] 一旦所述氢化完成，优选通过将所述聚合物溶液与相对大量的含水酸（优选1至 30重量％酸）一起搅拌来氧化和萃取所述催化剂，体积比为约0. 5份含水酸比1份聚合物 溶液。所述酸的性质不是关键的。合适的酸包括磷酸、硫酸和有机酸。该搅拌在约50°C持 续约30至约60分钟，同时喷射氧气和氮气的混合物。在该步骤中必须小心，以避免形成氧 气和烃的爆炸混合物。
[0091] 5.制备磺化的聚合物的方法
[0092] 按照本文中公开的多个实施方案，上面制备的嵌段共聚物被磺化以得到磺化的聚 合物产物，该磺化的聚合物产物在溶液中并呈胶束形式。在该胶束形式中，所述磺化的嵌段 共聚物可以被中和，然后浇铸成膜，并且同时，所述磺化的嵌段共聚物尽管在溶液中其凝胶 化和/或沉淀的风险被降低。
[0093] 不被任何特定的理论束缚，据信所述磺化的嵌段共聚物的胶束结构可以被描述为 具有包含一个或多个所述磺化嵌段的、具有显著量的用过的磺化剂残余物的芯，该芯被一 个或多个耐磺化嵌段包围，所述耐磺化嵌段又被有机非卤代脂肪族溶剂溶胀。如在下面进 一步更详细地描述的，由于磺酸和/或磺酸酯官能团的存在，所述磺化的嵌段是高度极性 的。因此，这样的磺化的嵌段退缩成芯，而所述外部耐磺化的嵌段形成壳，该壳被非卤代脂 肪族溶剂溶剂化。除形成离散的胶束外，还可以形成聚合物聚集体。不被任何特定的理论 束缚，聚合物聚集体可以被描述为由聚合物链以对胶束所提供的描述外的方式缔合导致的 离散或者非离散的结构，和/或两个或更多个离散的胶束的松散聚集的团。因此，呈胶束形 式的所述溶剂化的磺化的嵌段共聚物可以包括离散的胶束和/或胶束的聚集体，其中这样 的溶液任选包括聚集的聚合物链，其具有不同于胶束结构的结构。
[0094] 胶束可以作为所述磺化方法的结果形成，或者所述嵌段共聚物可以在磺化之前排 列成胶束结构。
[0095] 在一些实施方案中，为了形成胶束，可以采用WO 2008/089332中描述的磺化方 法。所述方法可用于制备磺化的苯乙烯属嵌段共聚物，如US 2007/021569中所描述的。
[0096] 在聚合之后，可以使用磺化剂如酰基硫酸酯在至少一种非卤代脂肪族溶剂中磺化 所述聚合物。在一些实施方案中，所述前体聚合物可以被在由得自所述前体聚合物生产的 反应混合物分离、洗涤和干燥后磺化。在一些其它实施方案中，所述前体聚合物可以被在不 由得自所述前体聚合物生产的反应混合物分离的情况下磺化。
[0097] i)溶剂
[0098] 所述有机溶剂优选是非卤代脂肪族溶剂，并且含有用于溶剂化所述共聚物的耐磺 化嵌段或者非磺化嵌段中的一种或多种的第一非卤代脂肪族溶剂。所述第一非卤代脂肪族 溶剂可以包括具有约5至10个碳的取代或者未取代的环状脂肪族烃。非限制性的实例包 括环己烷，甲基环己烷，环戊烷，环庚烷，环辛烷和它们的混合物。最优选的溶剂是环己烷， 环戊烷和甲基环己烷。所述第一溶剂还可以是与用作所述聚合物嵌段的阴离子聚合的聚合 介质的溶剂相同的溶剂。
[0099] 在一些实施方案中，在磺化之前所述嵌段共聚物可以呈胶束形式，甚至在仅使用 第一溶剂的情况下。向所述前体聚合物在所述第一非卤代脂肪族溶剂中的溶液中添加第二 非卤代脂肪族溶剂可以导致或者帮助聚合物胶束和/或其它聚合物聚集体的"预形成"。另 一方面，所述第二非卤代溶剂优选被选择，使得它与所述第一溶剂可混溶，但是在所述工艺 温度范围内对于所述前体聚合物的容易被磺化的嵌段来说是差的溶剂，并且还不阻止所述 磺化反应。换句话说，优选地，所述前体聚合物的容易被磺化的嵌段在所述工艺温度范围内 基本上不溶于所述第二非卤代溶剂。在其中所述前体聚合物的容易被磺化的嵌段是聚苯乙 烯的情况下，对聚苯乙烯来说是差的溶剂并且可以被用作所述第二非卤代溶剂的合适溶剂 包括最高约12个碳的线性和支化的脂肪族烃，例如己烷，庚烷，辛烷，2-乙基己烷，异辛烷， 壬烷，癸烷，石蜡油，混合烷属烃溶剂等。所述第二非卤代脂肪族溶剂的一个优选的实例是 正庚烷。
[0100] 所述预先形成的聚合物胶束和/或其它聚合物聚集体允许所述聚合物的磺化在 比没有添加所述第二溶剂的情况下可以实现的浓度明显更高的浓度下基本上没有丧失凝 胶化的能力的情况下进行。另外，就聚合物磺化转化速率和使副产物最小化而言，该方法可 以充分改善更极性的酰基硫酸酯如C 3酰基硫酸酯（丙酰基硫酸酯）的效用。换句话说，该 方法可以改善更极性的磺化试剂的效用。这样的酰基硫酸酯在下面被进一步描述。
[0101] ii)聚合物浓度
[0102] 按照一些实施方案，通过保持前体聚合物浓度在所述前体聚合物的极限浓度以 下，至少在磺化的早期阶段的过程中，可以以基本上没有聚合物沉淀和没有丧失在所述反 应混合物、所述反应产物或二者中凝胶化的能力的方式实现高水平的苯乙烯磺化。本领域 技术人员将明白，在加工基本上不含聚合物沉淀的混合物的过程中，小量的聚合物可以因 局部的溶剂蒸发沉积在表面上。例如，按照一些实施方案，当所述混合物中不超过5%的聚 合物沉淀时，该混合物被认为基本上不含聚合物沉淀。
[0103] 可以在其下进行所述磺化的聚合物浓度取决于起始聚合物的组成，因为所述极限 浓度（低于该浓度聚合物凝胶化是非不能的或者可忽略的）取决于所述聚合物组成。如上 面指出的，所述极限浓度也可以取决于其它因素，例如所使用的溶剂或者溶剂混合物的特 性和希望的磺化度。一般地，所述聚合物浓度在约1重量％-约30重量％的范围内，或者 在约1重量％-约20重量％的范围内，或者在约1重量％-约15重量％的范围内，或者在 约1重量％-约12重量％的范围内，或者在约1重量％-约10重量％的范围内，基于反应 混合物的总重量计，该反应混合物优选基本上不含卤代溶剂。本领域技术人员将明白，合适 的范围包括所述指定的mol %的任何组合，即使所述具体的组合和范围没有被如此列出。
[0104] 按照本文中描述的技术的一些实施方案，所述前体嵌段聚合物或者前体嵌段聚合 物的混合物的初始浓度应被保持低于所述一种或多种前体聚合物的极限浓度，或者在约 0. 1重量％至低于所述一种或多种前体聚合物极限浓度的浓度的范围内，或者在约0. 5重 量％至低于所述一种或多种前体聚合物极限浓度的浓度的范围内，或者在约1. 0重量％至 比所述一种或多种前体聚合物极限浓度低约〇. 1重量％的浓度的范围内，或者在约2. 0重 量％至比所述一种或多种前体聚合物极限浓度低约0. 1重量％的浓度的范围内，或者在约 3. 0重量％至比所述一种或多种前体聚合物极限浓度低约0. 1重量％的浓度的范围内，或 者在约5. 0重量％至比所述一种或多种前体聚合物极限浓度低约0. 1重量％的浓度的范围 内，基于所述反应混合物的总重量计。本领域技术人员将明白，合适的范围包括所述指定的 mol %的任何组合，即使所述具体的组合和范围没有被如此列出。
[0105] 至少在一些实施方案中，保持所述聚合物浓度低于所述极限浓度可以导致具有降 低浓度的副产物羧酸的反应混合物，相对于导致凝胶化的更高浓度的条件。
[0106] 然而，本领域技术人员将明白，在本技术的一些实施方案中，特别是在半连续或者 连续生产方法中，在所述磺化的聚合物的生产过程中，所述反应混合物中聚合物的总浓度 可以在所述前体聚合物的极限浓度以上。
[0107] iii)磺化剂
[0108] 按照多个实施方案，酰基硫酸酯可以被用于磺化所述聚合的嵌段共聚物。所述酰 基基团优选衍生自C2-C8，或者C3-C8，或者C 3-C5的线性、支化或者环状的羧酸、酸酐或者酰 氯，或者它们的混合物。优选地，这些化合物不含有非芳族碳-碳双键、羟基或者能够与酰 基硫酸酯反应或者在磺化反应条件下容易分解的任何其它官能度。例如，在羰基官能团的 位具有脂肪族季碳的酰基基团（例如衍生自三甲基乙酸酐的酰基硫酸酯）在聚合物磺 化反应过程中似乎容易分解，并且在这里描述的技术中优选应该被避免。衍生自芳族羧酸、 酸酐和酰氯如苯甲酸酐和邻苯二甲酸酐的那些酰基基团，也被包括在用于产生本技术中的 酰基硫酸酯的有用的酰基基团范围内。更优选地，所述酰基基团选自下组：乙酰基，丙酰基， 正丁酰基，和异丁酰基。甚至更优选地，所述酰基基团是异丁酰基。已经发现，异丁酰基硫 酸酯可以提供高的聚合物磺化度和相对最小的副产物形成。
[0109] 由羧酸酐和硫酸形成酰基硫酸酯可以由以下反应表示：
[0110]
【权利要求】
1. 具有允许从中通过的空气物流间热和湿气交换的芯单元的能量回收系统，所述芯单 元具有两个或更多个多层复合材料结构，所述多层复合材料结构包含： 具有从第一表面通到第二表面的多个孔的多孔刚性或半刚性框架，和 包含磺化的嵌段共聚物的聚合物薄膜，其结合到所述框架的所述第一和第二表面中至 少之一上并覆盖所述多个孔， 所述磺化的嵌段共聚物具有至少一个末端嵌段A和至少一个内部嵌段B，其中每个A嵌 段基本上不含磺酸或磺酸酯官能团，并且每个B嵌段是含有约10-约lOOmol%磺酸或磺酸 酯官能团的聚合物嵌段，基于单体单元的数目计。
2. 权利要求1的能量回收系统，其中所述薄膜被结合到包含多孔纺织或无纺材料的多 孔基材上，和其后被结合到所述框架的所述第一和第二表面中至少之一上，以形成所述多 层结构。
3. 权利要求2的能量回收系统，其中所述基材包含选自下组的多孔材料：碳，玻璃纤 维，聚酯，聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，纤维素，硝酸纤维素，乙酸纤维素，尼龙，聚四氟 乙稀，Nomex?，Kevlar?，金属和金属合金例如铝。
4. 权利要求1的能量回收系统，其中所述框架被制成具有在其表面中形成的通道的连 续型材，所述通道具有峰和槽。
5. 权利要求1的能量回收系统，其中所述框架被打孔或烧结，以在其中形成孔。
6. 权利要求1的能量回收系统，其中所述框架的孔径大小为0. 1-200微米。
7. 权利要求1的能量回收系统，其中所述框架的孔径大小为1-5厘米。
8. 权利要求4的能量回收系统，其中所述磺化的嵌段共聚物被结合到包含纺织或无纺 材料的多孔基材上，和其后被结合到所述框架的所述第一和第二表面中至少之一上，以形 成所述多层结构。
9. 权利要求8的能量回收系统，其中所述基材包含选自下组的多孔材料：碳，玻璃纤 维，聚酯，聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，纤维素，硝酸纤维素，乙酸纤维素，尼龙，聚四氟 乙稀，尼龙，Kevlar?,金属和金属合金例如错。
10. 权利要求4的能量回收系统，其中基本上平面的第二多孔框架被固定到所述通道 的峰上，在所述薄膜和所述通道的槽间形成用于空气流动通过其中的空间，所述第二多孔 框架具有结合到其上的、包含磺化的嵌段共聚物的第二聚合物薄膜。
11. 权利要求10的能量回收系统，其中所述第二薄膜被层压到包含纺织或无纺材料的 多孔基材上，和其后被结合到所述第二多孔框架的所述第一和第二表面中至少之一上。
12. 权利要求1的能量回收系统，其中所述框架是筛网。
13. 权利要求1的能量回收系统，其还包含多个具有在其表面中形成的通道的、起皱的 间隔物板，所述通道具有峰和槽，并且其中所述多个多层结构的每一个被固定到所述多个 起皱的间隔物板的每侧。
14. 权利要求13的能量回收系统，其中所述多个多层结构是基本上平面的。
15. 权利要求13的能量回收系统，其中包含磺化的嵌段共聚物的第二薄膜被结合到包 括所述通道的峰和槽的所述起皱的间隔物板的表面，使得在所述第三薄膜和固定到其上的 所述多层结构间的通道中有空间。
16. 权利要求15的能量回收系统，其中第二薄膜被层压到多孔纺织或无纺基材上，并 且随后结合到所述起皱的间隔物板的所述表面。
17. 权利要求14的能量回收系统，其中所述起皱的间隔物板是多孔的，具有通过其中 的多个孔。
18. 权利要求1的能量回收系统，其中所述芯具有多个彼此堆叠的所述多层复合材料 结构。
19. 权利要求18的能量回收系统，其中所述多层复合材料结构被以交替方式堆叠，使 得因起皱操作而形成的通道是彼此非平行的。
20. 权利要求1的能量回收系统，其中所述薄膜对于空气通过来说是不透气的，并且允 许湿气传递。
21. 权利要求1的能量回收系统，其中 所述磺化的嵌段共聚物的每个A嵌段包含选自下组的一个或多个链段：聚合的（i)对 位取代的苯乙稀单体，（ii)乙稀，（iii) 3-18个碳原子的α稀径；Qv) 1,3-环二稀单体， (V)在氢化前具有小于35摩尔％的乙烯基含量的共轭二烯的单体，（vi)丙烯酸酯，（vii) 甲基丙烯酸酯，和（viii)它们的混合物。
22. 用于潜热和显热交换的多层复合材料结构，其包含： 多孔刚性或半刚性框架，其具有从第一表面通到第二表面的多个孔，和 结合到所述框架的所述第一和第二表面中至少之一并覆盖所述多个孔的磺化的嵌段 共聚物薄膜， 所述磺化的嵌段共聚物具有至少一个末端嵌段A和至少一个内部嵌段B，其中每个A嵌 段基本上不含磺酸或磺酸酯官能团，和每个B嵌段是含有约10-约lOOmol%磺酸或磺酸酯 官能团的聚合物嵌段，基于单体单元的数目计。
23. 权利要求22的多层复合材料结构，其中所述薄膜被层压到包含多孔纺织或无纺材 料的基材上，和其后结合到所述框架的所述第一和第二表面中至少之一上，以形成所述多 层结构。
24. 权利要求23的多层复合材料结构，其中所述基材包含选自下组的多孔材料：碳，玻 璃纤维，聚酯，聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，纤维素，硝酸纤维素，乙酸纤维素，尼龙，聚 四氟乙烯，Nomex?,Kevlar?,金属和金属合金例如铝。
25. 权利要求22的多层复合材料结构，其中所述框架是打孔的、基本上平面的板。
26. 权利要求22的多层复合材料结构，其中所述框架被制成具有在其表面中形成的通 道的型材，所述通道具有峰和槽。
27. 权利要求22的多层复合材料结构，其中 所述磺化的嵌段共聚物的每个A嵌段包含选自下组的一个或多个链段：聚合的（i)对 位取代的苯乙稀单体，（ii)乙稀，（iii) 3-18个碳原子的α稀径；Qv) 1,3-环二稀单体， (V)在氢化前具有小于35摩尔％的乙烯基含量的共轭二烯的单体，（vi)丙烯酸酯，（vii) 甲基丙烯酸酯，和（viii)它们的混合物， 所述磺化的嵌段物的每个B嵌段包含一种或多种乙烯基芳族单体的链段，其选自聚合 的（i)未取代的苯乙稀单体，（ii)邻位取代的苯乙稀单体，（iii)间位取代的苯乙稀单体， (iv)α-甲基苯乙稀，（V) 1，1-二苯基乙稀，（vi) 1，2-二苯基乙稀，和（vii)它们的混合物。
28. 具有允许从中通过的空气物流间热和湿气交换的芯单元的能量回收系统，其包 含： 具有在其表面中形成的通道的起皱的间隔物板，所述通道具有峰和槽， 基本上平面的薄膜，其包含磺化的嵌段共聚物并结合到所述通道的峰，形成在所述薄 膜和所述通道的槽间的、用于空气流动通过其中的空间， 所述磺化的嵌段共聚物具有至少一个末端嵌段A和至少一个内部嵌段B，其中每个A嵌 段基本上不含磺酸或磺酸酯官能团，和每个B嵌段是含有约10-约lOOmol%磺酸或磺酸酯 官能团的聚合物嵌段，基于单体单元的数目计。
29. 权利要求28的能量回收系统，其中所述薄膜被结合到打孔的、基本上刚性的框架 上形成多层复合材料结构，和然后结合到所述起皱的间隔物板。
30. 权利要求29的能量回收系统，其中所述薄膜被结合到多孔纺织或无纺基材，和随 后结合到所述基本上刚性的框架。
31. 权利要求28的能量回收系统，其中所述起皱的间隔物板具有多个孔。
32. 权利要求31的能量回收系统，其中所述薄膜被结合到打孔的、基本上刚性的框架 上形成多层复合材料结构，和然后结合到所述起皱的间隔物板。
33. 权利要求32的能量回收系统，其中所述薄膜被结合到多孔纺织或无纺基材，和随 后结合到所述基本上刚性的框架。
34. 权利要求31的能量回收系统，包含磺化的嵌段共聚物的第二薄膜被结合到包括峰 和槽的所述起皱的间隔物板的通道的表面，在所述第二薄膜和所述平的聚合物薄膜间形成 用于空气物流在其中通过的空间。
35. 权利要求32的能量回收系统，包含磺化的嵌段共聚物的第二薄膜被结合到包括峰 和槽的所述起皱的间隔物板的通道的表面，在所述第二薄膜和所述平的聚合物薄膜间形成 用于空气物流在其中通过的空间。
36. 权利要求34的能量回收系统，其中所述第二薄膜被结合到多孔纺织或无纺基材， 和随后结合到所述起皱的间隔物板的通道的所述表面。
37. 权利要求28的能量回收系统，其中 所述磺化的嵌段共聚物的每个A嵌段包含选自下组的一个或多个链段：聚合的（i)对 位取代的苯乙稀单体，（ii)乙稀，（iii) 3-18个碳原子的α稀径；Qv) 1,3-环二稀单体， (V)在氢化前具有小于35摩尔％的乙烯基含量的共轭二烯的单体，（vi)丙烯酸酯，（vii) 甲基丙烯酸酯，和（viii)它们的混合物， 所述磺化的嵌段物的每个B嵌段包含一种或多种乙烯基芳族单体的链段，其选自聚合 的（i)未取代的苯乙稀单体，（ii)邻位取代的苯乙稀单体，（iii)间位取代的苯乙稀单体， (iv)α-甲基苯乙稀，（V) 1，1-二苯基乙稀，（vi) 1，2-二苯基乙稀，和（vii)它们的混合物。
38. 用于将热回收换气系统转变成能量回收系统的方法，该方法包括： 从热回收通风设备芯中除去间隔物板， 插入多层结构，所述多层结构包含： 多孔刚性或半刚性框架，其具有从第一表面通到第二表面和形成的多个孔，和 包含磺化的嵌段共聚物的聚合物薄膜，其结合到所述框架的所述第一和第二表面中至 少之一上并覆盖所述多个孔， 所述磺化的嵌段共聚物具有至少一个末端嵌段A和至少一个内部嵌段B，其中每个A嵌 段基本上不含磺酸或磺酸酯官能团，和每个B嵌段是含有约10-约lOOmol%磺酸或磺酸酯 官能团的聚合物嵌段，基于单体单元的数目计，和 所述多层结构被制成具有在其表面中形成的通道的连续型材，所述通道具有峰和槽以 允许空气通过其中流动。
【文档编号】F28F3/00GK104471339SQ201380036709
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年7月8日 优先权日:2012年7月11日
【发明者】谭葵田 申请人:科腾聚合物美国有限责任公司