[發(fā)明專利]分離模塊、系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580051111.8
• 申請(qǐng)日: 2015-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107073398A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周金盛;賴安·C·舍克;水野一彥;大衛(wèi)·S·塞茨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 3M創(chuàng)新有限公司
• 主分類號(hào): B01D61/36
• 分類號(hào): B01D61/36;B01D63/10;B01D65/00;B01D67/00;B01D69/12
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 牛海軍

背景技術(shù)

包括復(fù)合膜的分離模塊是已知的；然而，存在對(duì)有效分離模塊的持續(xù)需要。

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)提供了包括復(fù)合膜的分離模塊，制造此類模塊的方法，以及在分離技術(shù)中使用此類模塊的方法。

一般來(lái)講，分離模塊包括至少一個(gè)分離葉，該分離葉包括：第一不對(duì)稱復(fù)合膜和第二不對(duì)稱復(fù)合膜(其包括孔)，其具有夾置在第一不對(duì)稱復(fù)合膜和第二不對(duì)稱復(fù)合膜之間的滲透物網(wǎng)片隔件(其包括網(wǎng)孔開(kāi)口)；以及邊緣密封結(jié)合件(即，邊封結(jié)合件)，其將第一不對(duì)稱復(fù)合膜和第二不對(duì)稱復(fù)合膜與滲透物隔件粘附在一起。第一不對(duì)稱復(fù)合膜和第二不對(duì)稱復(fù)合膜可為相同膜的不同部分(例如，如在層疊膜中)。

邊緣密封結(jié)合件包括：在第一膜和第二膜的孔的至少一部分內(nèi)的填孔密封劑；以及在滲透物隔件的網(wǎng)孔開(kāi)口的至少一部分內(nèi)的粘合劑。在某些實(shí)施方案中，填孔密封劑與粘合劑不同。在某些實(shí)施方案中，在施加之前，填孔密封劑和粘合劑是相同的，但它們?cè)诓煌瑮l件(例如，不同溫度)下施加，使得它們具有不同粘度。通常，在施加期間此類不同的粘度將導(dǎo)致最終產(chǎn)品中不同的材料(例如，不同的分子量分布、不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)、不同的填料含量)。

一般來(lái)講，復(fù)合膜包括多孔基底(即，可包括一個(gè)或多個(gè)層的支撐基底)，該多孔基底包括相背對(duì)的第一主表面和第二主表面以及多個(gè)孔；以及設(shè)置于多個(gè)孔中的至少一些孔中的填孔聚合物，以便在多孔基底內(nèi)形成具有厚度的層。在某些實(shí)施方案中，層為連續(xù)層。此類復(fù)合膜可為不對(duì)稱的。所謂“不對(duì)稱”，意指在第一主表面處或鄰近第一主表面的聚合物的量大于在第二主表面處或鄰近第二主表面的聚合物的量。

此類模塊包括特別可用于分離流體(通常為液體)內(nèi)的組分的不對(duì)稱復(fù)合膜。在某些實(shí)施方案中，本公開(kāi)的模塊可用于從包括第一液體和第二液體的混合物中選擇性地滲透蒸發(fā)第一液體，一般來(lái)講這是因?yàn)椴粚?duì)稱復(fù)合膜的填孔聚合物對(duì)第一液體的滲透性比對(duì)第二液體的滲透性更大。在一個(gè)實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了分離模塊，該分離模塊包括用于從醇和汽油混合物中選擇性地滲透蒸發(fā)醇的第一不對(duì)稱復(fù)合膜和第二不對(duì)稱復(fù)合膜。

本公開(kāi)提供了包括如本文所述的分離模塊的燃料分離系統(tǒng)。

本發(fā)明還提供了使用方法。例如，本公開(kāi)提供了用于從第一液體(例如，乙醇)和第二液體(例如，汽油)的混合物中分離第一液體(例如，乙醇)的方法，該方法包括將混合物與如本文所述的分離模塊接觸。

本公開(kāi)還提供了制造方法。例如，本公開(kāi)提供了制造分離模塊的方法，該分離模塊包括至少一個(gè)分離葉，該分離葉包括第一不對(duì)稱復(fù)合膜和第二不對(duì)稱復(fù)合膜，其具有夾置在第一不對(duì)稱復(fù)合膜和第二不對(duì)稱復(fù)合膜之間的滲透物隔件，其中第一不對(duì)稱復(fù)合膜和第二不對(duì)稱復(fù)合膜包括孔，并且滲透物隔件包括網(wǎng)孔開(kāi)口。方法包括：鄰近每個(gè)膜的至少一個(gè)邊緣施加填孔密封劑，其中填孔密封劑具有足以填充膜的孔的至少一部分的粘度；鄰近滲透物隔件的至少一個(gè)邊緣施加粘合劑，其中粘合劑具有足以填充滲透物隔件的網(wǎng)孔開(kāi)口的至少一部分的粘度；以及在填孔密封劑和粘合劑之間形成邊緣密封結(jié)合件，該邊緣密封結(jié)合件將第一不對(duì)稱復(fù)合膜和第二不對(duì)稱復(fù)合膜與滲透物隔件粘附在一起。在這樣的方法中，在施加時(shí)，填孔密封劑粘度低于粘合劑粘度。這可能是對(duì)填孔密封劑和粘合劑施加相同的組成，但是在不同的溫度下所引起的。另選地，這可能由于對(duì)填孔密封劑和粘合劑施加不同的組成所引起的。

術(shù)語(yǔ)“聚合物”和“聚合物材料”包括但不限于，有機(jī)均聚物、共聚物例如嵌段、接枝、無(wú)規(guī)和間規(guī)共聚物、三元共聚物等，以及它們的共混物和修改形式。此外，除非有明確限制，否則術(shù)語(yǔ)“聚合物”應(yīng)包括有機(jī)材料的所有可能的幾何構(gòu)造。這些構(gòu)造包括但不限于全同立構(gòu)、間同立構(gòu)和無(wú)規(guī)立構(gòu)對(duì)稱。

在本文中，術(shù)語(yǔ)“包括”及其變型形式在說(shuō)明書和權(quán)利要求中出現(xiàn)這些術(shù)語(yǔ)的地方不具有限制的含義。此類術(shù)語(yǔ)將理解為暗示包括所陳述的步驟或要素或者步驟或要素組，但不排除任何其它步驟或要素或者步驟或要素組。所謂“由......組成”是指包括并且限于短語(yǔ)“由......組成”隨后的內(nèi)容。因此，短語(yǔ)“由......組成”指示列出的要素是所需的或強(qiáng)制性的，并且不可存在其他要素。所謂“基本上由......組成”意指包括在該短語(yǔ)之后所列出的任何要素，并且限于不妨礙或有助于本公開(kāi)中對(duì)所列要素規(guī)定的活性或作用的其它要素。因此，短語(yǔ)“基本上由......組成”指示所列要素是所需的或強(qiáng)制性的，但其它要素是任選的并且可存在或可不存在，取決于它們是否實(shí)質(zhì)上影響所列要素的活性或作用。