发明名称 含有一胺盐之界面合成的逆向渗透膜及其制备方法
摘要 本案发明系关于一种界面合成的逆向渗透膜,用来使流体混合物和溶液分离。更特别的,本案发明系关于一种包含胺配之芳香聚醯胺的水可渗透膜,用来使水溶液脱盐。同时本案发明亦关于制备该膜的方法。
申请公布号 TW147856 申请公布日期 1990.12.21
申请号 TW078106361 申请日期 1989.08.16
申请人 海得兰奥第克斯公司 发明人 约翰E.汤史奇克
分类号 B01D61/02;C08J5/18 主分类号 B01D61/02
代理机构 代理人 恽轶群 台北巿松山区南京东路三段二四八号七楼
主权项 l﹒一种水可渗透膜,该膜在一微孔性支撑物 上藉着界面聚合下列化合物而制成: (1)至少具有二个胺官能基之基本上是单 体、芳香聚胺反应物;和(2)基本上是 单体、芳香、反应性胺之反应物,该反 应物包含一多官能的醯基卤化物或其混 合物,其中该反应性胺反应物每反应物 分子平均至少具有大约2.2个卤化醯基 ;及(3)一单体胺盐存在。 2﹒依据申请专利范围第1项所述之水可渗透 膜,其中该水可渗透膜以包含下列步骤之 方法制造: (a)以一水溶液涂敷一微孔性支撑物而在 该微孔性支撑物上形成一液体层,该水 溶液包含(i)具有至少二个胺官能基之 一基本为单体、芳香聚胺反应物,和 (ii)一单体的胺盐; (b)用一有机溶剂的溶液接触该液体层, 该有机溶剂基本上是单体、芳香、反应 性胺反应物溶液,该反应物包含一多官 能基的醯基卤化物或其混合物,其中该 反应性胺反应物每反应物分子平均至少 具有大约2.2卤化醯基;和 (C)乾燥步骤(b)之产物以形成水可渗透 膜。 3﹒依据申请专利范围第1项所述之水可渗透 膜,其中该水可渗透膜以包含下列步骤之 方法制造: (a)用包含一种单体胺盐之第一水溶液涂 敷一微孔性支撑物,以在微孔性支撑物 上形成一胺盐层; (b)用第二水溶液涂敷该单体胺盐层,以 在该单体胺盐层上形成一液体层,该第 二水溶液包含一具有至少二个胺官能基 之基本上是单体的、芳香的胺反应物; (c)用一有机溶剂溶液涂敷该液体层,该 有机溶剂的溶液包含一种多官能的醯基 卤式其混合物之基本上是单体的、芳香 的,反应性胺反应物的溶液,其中该反 应性胺反应物每分子平均具有至少2.2 个卤化醯基;和 (d)乾燥步骤(c)之产物,以形成水可渗 透膜。 4﹒依据申请专利范围第1项所述之水可渗 透膜,其中用来制备单体胺盐的胺,至少具有 大约8的pka値。 5﹒依据申请专利范围第4项所述之水可渗透 膜,其中用来制备单体胺盐的胺,至少具 有大约8-13的pka値。 6﹒依据申请专利范围第5项所述之水可渗透 膜,其中用来制备单体胺盐的胺,至少具 有大约9-13的pka値。 7﹒依据申请专利范围第1项所述之水可渗透 膜,其中单体胺盐以下列通式(I)或(II) 代表: 其中R1.R2.R3和R4可以相同或不 相同,每一代表一具有4至16个碳原子数 之碳氢化合物;X代表从包含卤化物、硝 酸盐、硫酸盐、磷酸盐、磺酸盐、羧酸盐 、卤化羧酸盐、和氧化的卤酸衍生物之该 组团中选用的一份子;HX代表一强酸, 让强酸和下列化合物形成一水溶性盐: 8﹒依据申请专利范围第7项所述之水可渗透 膜,其中强酸是从包含芳香磺酸、脂肪磺 酸、环脂肪磺酸、三氟醋酸、硝酸、盐酸 、和硫酸的组团中选用的。 9. 依据申请专利范围第1项所述之水可渗透 膜,其中单体胺盐是强酸和叔胺的一种水 溶性盐,该叔胺是从包含下列化合物之组 团中之至少一份子选用的:三烷基胺;N -烷基环脂肪胺:N,N-二烷基胺;N ,N-二烷基乙醇胺;二环叔胺;或从包 含四烷基铵化氢氧、苯甲基三烷基铵化氢 氧之组团中之至少一份子选用的季胺;以 及这些的混合物。 10﹒依据申请专利范围第9项所述之水可渗 透膜,其中单体胺盐是一强酸和三乙胺的 一水溶性盐。 11﹒依据申请专利范围第1项所述之水可渗 透膜,其中反应性胺反应物至少是从包含 下例化合物之组团中选用的一份子:卤化 间苯二醯、卤化三甲磺醯(trimesoyl halide)、卤化对苯二醯。 12﹒依据申请专利范围第1项所述之水可溶 透膜,其中该胺官能基是伯胺官能基。 13﹒依据申请专利范围第1项所述之水可渗 透膜,其中聚胺反应物至少是从包含下列 化合物之组团中选用的一份子:芳香伯胺 及其替代的衍生物、环脂肪的伯二胺、环 脂的仲二胺、芳香的仲二胺和苯二甲基二 胺。 14﹒依据申请专利范围第2项所述之水可渗 透膜,其中水溶液具有大约5.5-9的P H値。 15﹒依据申请专利范围第14项所述之水可渗 透膜,其中水溶液具有大约7-8的PH 値。 16﹒依据申请专利范围第3项所述之水可渗 透膜,其中水溶液具有大约5.5-9的P H値。 17﹒依据申请专利范围第16项所述之水可渗 透膜,其中水溶液具有大约7-8的PH 値。 18﹒依据申请专利范围第3项所述之水可渗 透膜,其中水溶液具有大约5-1O的PH 値。 19﹒依据申请专利范围第18项所述之水可渗 透膜,其中水溶液具有大约7-9的PH 値。 20﹒依据申请专利范围第3项所述之水可渗 透膜,其中第一水溶液大约包含0.25- 10.0%重量的单体胺盐。 21﹒依据申请专利范围第20项所述之水可渗 透膜,其中第一水溶液大约包含 1.0- 8.0%重量的单体胺盐。 22﹒依据申请专利范围1项所述之水可渗 透膜,其中单体胺盐对聚胺反应物之莫耳 比例大约是0.1-4.0。 23﹒依据申请专利范围第22项所述之水可渗 透膜,其中单体胺盐对聚胺反应物之莫耳 比例大约是0.6-1.4。 24﹒依据申请专利范围第2项所述之水可渗 透膜,其中在有机溶剂之溶液中反应性胺 反应物的浓度大约是0.05-5%重量/体 积。 25﹒依据申请专利范围第24项所述之水可渗 透膜,其中在有机溶剂之溶液中反应性胺 反应物的浓度大约是0.1-0.5%重量/ 体积。 26﹒依据申请专利范围第3项所述之水可渗 透膜,其中在有机溶剂之溶液中反应性胺 反应物的浓度大约是0.0-5.0%重量/ 体积。 27﹒依据申请专利范围第26项所述之水可渗 透膜,其中在有机溶剂之溶液中反应性胺 反应物的浓度大约是0.1-0.5%重量/ 体积。 28﹒依据申请专利范围第1项所述之水可渗 透膜,其中对反应性胺反应物而言聚胺反 应物使用5-50莫耳的过量。 20﹒依据申请专利范围第28项所述之水可渗 透膜,其中对反应性胺反应物而言聚胺反 应物使用10-30莫耳的过量。 30﹒制备一种水可渗透膜的方法,包含在一 微孔性支撑物上界面聚合下列化合物: (1)具有至少二胺官能基之基本上是单体 的、芳香的聚胺反应物;和(2)一包含 一种多官能的醯基卤或其混合物之基本 上是单体、芳香的、反应性胺反应物, 其中该反应性胺反应物每反应物分子平 均至少具有大约2.2个卤化团基;及 (3)一单体胺盐存在。 31﹒依据申请专利范围第30项所述之方法, 其中该水可渗透膜以包含下列步骤之方法 制造: (a)用一水溶液涂敷一微孔性支撑物以在 该微孔性支撑物上形成一液体层,该水 溶液包含(i)具有至少二个胺官能基之 基本为单体、芳香聚胺反应物,和(ii) 一单体的胺盐; (b)用一有机溶剂的溶液接触该液体层, 该有机溶剂溶液包含一多官能醯基卤或 其混合物之基本上是单体的、芳香的、 反应性胺反应物溶液,其中反应性胺反 应物每反应物分子平均至少具有大约 2.2卤化醯基;和 (C)乾燥步骤(b)之产物以形成水可渗透 膜。 32﹒依据申请专利范围第30项所述之方法, 其中该水可渗透膜以包含下列步骤之方法 制造: (a)用包含一单体胺盐之第一水溶液涂敷 一微孔性支撑物,以在微孔性支撑物上形成一 胺盐层; (b)用第二水溶液涂敷该单体胺盐层,以 在该单体胺盐层上形成一液体层,该第二水溶 液包含一具有至少一个胺官能基之基本上是单 体的、芳香的聚胺; (c)用一有机溶剂溶液涂敷该液体层,该 有机溶剂溶液包含一多官能的醯基卤或 其混合物之基本上单体的、芳香的,反 应性胺反应物的溶液,其中该反应性胺 反应物每分子平均具有至少2.2个卤化 醯基;和 (d)乾燥步骤(C)之产物,以形成水可渗 透膜。 33﹒依据申请专利范围第30项所述之方法, 其中用来制备单体胺盐的胺,至少具有大 约8的pka値。 34﹒依据申请专利范围第33项所述之方法, 其中用来制备单体胺盐的胺,至少具有大 约8-13的pka値。 35﹒依据申请专利范围第34项所述之方法, 其中用来制备单体胺盐的胺,至少具有大 约9-13的pka値。 36﹒依据申请专利范围第30项所述之方法, 其中单体胺盐以下列通式(I)或(II)代表 其中R1.R2.R3和R4可以相同或不 相同,每个代表一具4至16个碳原子数之 碳氢化合物;X代表从包含卤化物、硝酸 盐、硫酸盐、磷酸盐、磺酸盐、羧酸盐、 卤化羧酸盐、和氧化的卤酸衍生物之组团 中选用的一份子;HX代表一强强酸,该 强酸和下列化合物形成一水溶性盐: 37﹒依据申请专利范围第36项所述之方法 ,其中强酸是从包含芳香磺酸、脂肪磺酸、环 脂肪磺酸、三氟醋酸、硝酸、盐酸、和硫酸的 组团中选用的。 38. 依据申请专利范围第30项所述之方法, 其中单体胺盐是强酸和叔胺的一种水溶性 盐,该叔胺是从包含下列化合物之组团中 之至少一份子选用的:三烷基胺;N-烷 基环脂肪胺;N,H-二烷基胺;N,N -二烷基乙醇胺;二环叔胺;或从包含四 烷基铵化氢氧、苯甲基三烷基铵化氢氧之 组团中之至少一份子选用的季胺;以及这 些的混合物。 39﹒依据申请专利范围第38项所述之方法, 其中单体胺盐是一强酸和三乙胺的水溶性 盐。 40. 依据申请专利范围第30项所述之方法, 其中反应性胺反应物至少是从包含下列化 合物之组团中选用的一份子:卤化间苯二 醯、卤化三甲磺醯(trimcsoyl halide) 、卤化对苯二醯。 41. 依据申请专利范围第30项所述之方法, 其中该胺官能基是伯胺官能基。 42﹒依据申请专利范围第30项所述之方法, 其中聚胺反应物至少是从包含下列化合物 之组团中选用的一份子:芳香伯胺及其替 代的衍生物、环脂肪的伯二胺、环脂的仲 二胺、芳香的仲二胺和苯二甲基二胺。 43﹒依据申请专利范围第31项所述之方法, 其中该水溶液具有大约5.5-9的PH値 。 44﹒依据申请专利范围第33项所述之方法, 其中水该水溶液具有大约7-8的PH値 。 45﹒依据申请专利范围第32项所述之方法, 其中该第一水溶液具有大约5.5-9的P H値。 46. 依据申请专利范围第46项所述之方法, 其中该第一水溶液具有大约7-8的PH 値。 47. 依据中请专利范围第32项所述之方法, 其中该第二水溶液具有大约5-1O的PH 値。 48﹒依据申请专利范围第47项所述之方法, 其中该第二水溶液具有大约7-9的PH 値。 49﹒依据申请专利范围第32项所述之方法, 其中该第一水溶液大约包含0.25-10.0% 重量的单体胺盐。 50﹒依据申请专利范围第49项所述之方法, 其中该第一水溶液大约包含1.0-8.0% 重量的单体胺盐。 51. 依据申请专利范围第30项所述之方法, 其中单体胺盐对聚胺反应物之莫耳比例大 约是0.1-4.0。 52﹒依据申请专利范围第51项所述之方法, 其中单体胺盐对聚胺反应物之莫耳比例大 约是0.6-1.4。 53﹒依据申请专利范围第31项所述之方法, 其中在有机溶剂溶液中反应性胺反应物的 浓度大约是0.05-5%重量/体积。 54﹒依据申请专利范围第53项所述之方法, 其中在有机溶剂之溶液中反应性胺反应物 的浓度大约是0.1-0.5%重量/体积。 55﹒依据申请专利范围第53项所述之方法, 其中在有机溶剂之溶液中反应性胺反应物 的浓度大约是0.05-5.0%重量/体积。 50﹒依据申请专利范围第53项所述之方法, 其中在有机溶剂之溶液中反应性胺反应物 的丛度大约是0.1-0.5%重量/体积。 57﹒依据申请专利范围第30项所述之方法, 其中对反应性胺反应物而言聚胺反应物使 用5-50莫耳的过量。 58﹒依据申请专利范围第57项所述之方法, 其中对反应性胺反应物而言,聚胺反应物 使用10-30莫耳的过量。
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