[发明专利]可固化组合物和膜

说明书

技术领域

本发明涉及制备膜的工艺，适合在该工艺中使用的可固化组合物以及可由该工艺获得的膜。该膜尤其可用于水纯化。

背景技术

水纯化是从污染的水去除不期望的化学物质以使得水适于饮用或适于在需要超纯水的应用中使用的工艺。

存在用于水纯化的各种技术。使用的技术在较大程度上取决于水中存在的杂质，纯化水的最终用途以及可用的制造设备和基础设施。该技术包括诸如过滤和沉淀的物理工艺，诸如慢砂滤池或活性污泥的生物工艺，诸如絮凝和氯化的化学工艺以及利用电磁波杀死细菌。

公知的水纯化技术包括电去离子和电渗析。这些利用离子荷电膜，其选择性地使得将要从水去除的正或负离子接近相反电荷的电极。这产生高纯度、去离子的水。

目前可用的膜具有的问题之一是它们允许大量的水与不期望的离子一起从膜的截留侧进入渗透侧。结果，纯化水的产量降低并且废弃物流量的体积增加。需要具有低的透水性和好的选择渗透性的离子荷电膜。另外，期望这种膜坚固，同时柔韧。理想地，该膜便宜并且能够大量生产。

WO 2011/073639描述了从可固化组合物制备膜。实施例中使用的交联剂是具有高熔点的固体。另外，示例的膜大部分具有小于90的选择渗透性，最好为91.0。

为了改进膜的强度，可能决定在可固化组合物中包括更多的交联剂。然而，更多交联剂的加入意味着离子可固化组分的量的减少从而非期望地降低了膜选择渗透性。另外，许多交联剂(例如WO 2011/073639的实施例中使用的那些)具有低溶解度因此这对可以在可固化组合物中包括多少交联剂施加了实际限制。为了确保所有的可固化组分溶解，可能增加可固化组合物中存在的惰性溶剂的量。然而，由于溶剂分子在聚合期间占用空间并且该空间使得得到的聚合膜在使用中溶胀更多，因此增加惰性溶剂的量在一些情况下产生具有降低的选择渗透性的更差的膜。本发明致力于解决提供坚固的、可大量生产的具有好的选择渗透性和低的透水性的膜的困难。

WO 2010/007399描述了针对不同的技术问题的膜的制备，即从海水和淡水的混合产生电。通过固化包括一种或两种交联剂的组合物来制备该例示膜。包括两种交联剂的该组合物不包括离子化合物或惰性溶剂。实例CC4包含两种交联剂，其中一种具有小于80℃的熔点(SR259)。然而，得到的膜具有低选择渗透性，例如，实施例CC4具有只有84.0的选择渗透性。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种制备膜的工艺，包括对多孔支撑体涂覆可固化组合物并且固化该组合物，其中，该组合物包括：

a)可固化离子化合物；

b)第一交联剂；

c)第二交联剂；

d)惰性溶剂；以及

e)可选地，自由基引发剂；

其中，第二交联剂具有小于80℃的熔点。

除非另有说明，本说明书中提及的“wt％”是相对于可固化组合物的总重量而言的。

在本文档中(包括其权利要求书)，动词“包括”及其变化形式以其非限制含义使用来表示包括该单词之后的物项，但是未特别提及的物项不排除。另外，由不定冠词“a”或“an”引用的要素不排除存在一个以上的该要素的可能性，除非上下文明确地要求存在一个或只有一个该要素。因此，不定冠词“a”或“an”通常表示“至少一个”。

在该说明书中，在100kPa的压力下测量熔点。

可固化离子化合物包括阴离子基团或阳离子基团。取决于组合物的pH，这些基团可以部分是或全部是盐形式。该可固化离子化合物可以通过一个或多个(优选一个并且只有一个)烯键式不饱和基团的存在变得可固化。

优选的可固化阴离子化合物包括酸基，例如磺基、羧基和/或磷酸基。优选地，可固化阴离子化合物包括磺基。优选的盐是锂、铵、钠和钾盐以及包括它们中的两种或多种的混合物。

包括阴离子基团的可固化离子化合物的实例包括丙烯酸、β-羧乙基丙烯酸酯、马来酸、马来酸酐、乙烯基磺酸、膦酰基甲基化丙烯酰胺(phosphonomethylated acrylamide)、(2-羧乙基)丙烯酰胺、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、包括它们中的两种或多种的混合物以及它们的盐。