[发明专利]具有聚环氧烷和聚丙烯酰胺的涂层的聚酰胺膜

说明书

发明背景：

(1)发明领域：

本发明总体上涉及聚酰胺膜，包括例如用改性剂、涂层等的涂敷的方式来制备和改性这些膜的方法。本发明还涉及结合聚酰胺膜的螺旋卷组件。

(2)现有技术描述：

聚酰胺膜通常用于各种流体分离中。一类这样的膜是如在Cadotte等人的美国专利4,277,344中所述的可以包含微孔性载体与“薄膜”或“甄别(discriminating)”聚酰胺层的复合膜。这些膜的性质可以如在下列文献中描述的通过添加各种添加剂、涂层和后处理而改性：Cadotte等人的US 4,765,897、US 4,888,116、US 4,964,998和US 5,658,460；Tomaschke的US 4,872,984；Linder等人的US 4,833,014；Fibiger等人的US 4,909,943；Chau等的US 4,983,291；Ikeda等人的US 5,178,766；Hirose等人的US 5,614,099；Mickols的US 5,755,964和US 6,878,278；Jons等人的US 5,876,602；Tomioka等人的US 7,279,097；Koo等人的US 2007/0175820；Kniajanski等人的US 2007/0039874；Sasaki等人的US 2008/0000843；以及Mickols等人的WO 2007/133362。一种令人感兴趣的这种改性剂包括聚环氧烷化合物，比如在Mickols的US 6,280,853、Niu等人的US 2007/0251883以及Koo等人的US 6,913,694中描述的那些聚环氧烷化合物。这些聚环氧烷化合物已经与其它化合物结合或反应，如在下列文献中所述：Pinnau等人的US 2005/0077243(还参见Pinnau等人，“聚醚-聚酰胺嵌段共聚物涂层对于反渗透膜的性能和结垢的影响(Effects of polyether-polyamide block copolymer coating on performance and fouling of reverse osmosis membranes)”，膜科学杂志(Journal of Membrane Science)280(2006)第762-770页)；Koo等人的US 2007/0175821和Niu等人的US 2008/0185332。

发明概述：

本发明包括聚酰胺膜、制备和使用该聚酰胺膜的方法，以及包含这些膜的螺旋卷组件。本发明包括很多实施方案，所述实施方案包括涉及将聚酰胺膜的表面的至少一部分与某些改性剂接触的方法，所述改性剂包括但不限于聚环氧烷化合物和聚丙烯酰胺化合物的组合。公开了很多其它实施方案。

发明详述：

本发明并不特别地限于具体类型、构造或形状的聚酰胺膜或应用。例如，本发明可应用于在各种应用中使用的平片(flat sheet)、管状和中空纤维聚酰胺膜，所述应用包括反渗透(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)和微滤(MF)流体分离。然而，本发明特别可用于对为RO和NF分离设计的复合聚酰胺膜比如在前面背景技术部分中描述的那些改性。优选的复合膜的一个实例是FilmTec Corporation的FT-30^TM膜，一种平片膜，其包含无纺背衬织物(backing web)(例如PET平纹棉麻织物)的底层(背侧)、具有约25-125微米的典型厚度的微孔性载体的中间层，以及包含薄膜聚酰胺层的顶层(前侧)，所述薄膜聚酰胺层具有小于约1微米但更通常为约0.01至0.1微米的典型厚度。微孔性载体典型地是包含这样的孔尺寸的聚合物材料：该孔尺寸是足以允许渗透物通过但是不足于大到干扰在其上形成的薄聚酰胺膜在上面的架桥的尺寸。例如，载体的孔尺寸可以在0.001至0.5微米的范围内。大于0.5微米的孔直径，在一些情况下，可能允许聚酰胺膜下垂至孔内，由此破坏在一些实施方案中所需要的平板构造。微孔性载体的实例包括由如下材料制备的那些：聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚丙烯腈、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚乙烯、聚丙烯和各种卤化聚合物如聚偏二氟乙烯。微孔性载体还可以由其它材料制成。