[發明專利]復合半透膜及其制造方法

有效

• 申請號: 201680062986.2
• 申請日: 2016-10-27
• 公開（公告）號: CN108348869B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 岡部淳;中辻宏治;浜田剛志;東雅樹
• 申請（專利權）人: 東麗株式會社
• 主分類號: B01D71/56
• 分類號: B01D71/56;B01D69/02;B01D69/10;B01D69/12
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍

本發明的目的在于，提供具有高透水量及除鹽性能、且長期運轉時的性能穩定性優異的復合半透膜。本發明的復合半透膜具備包含基材及多孔性支承層的支承膜、和設置在多孔性支承層上的分離功能層，其中，分離功能層含有交聯聚酰胺、和具有酸性基團的親水性高分子，并且，分離功能層中，氨基的摩爾當量/酰胺基的摩爾當量為0.18以下。

技術領域

本發明涉及在液態混合物的選擇性分離中有用的復合半透膜及其制造方法。通過本發明得到的復合半透膜具有高透水量及除鹽性能、并且長期運轉時的性能穩定性優異，能夠合適地用于例如咸水的淡水化。

背景技術

關于混合物的分離，有各種用于除去溶解于溶劑(例如水)中的物質(例如鹽類)的技術。近年來，作為用于節約能源及節省資源的工藝，膜分離法的應用正在普及。作為在膜分離法中使用的膜，有微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜等。這些膜已用于例如由海水、咸水、包含有害物質的水等得到飲用水的情況，以及用于工業用超純水的制造、廢水處理、有價值物質的回收等。

目前市售的反滲透膜及納濾膜大部分為復合半透膜，復合半透膜有以下兩種：在支承膜上具有凝膠層和將聚合物交聯而得到的活性層的復合半透膜；以及在支承膜上具有將單體縮聚而形成的活性層的復合半透膜。其中，在支承膜上被覆由交聯聚酰胺(所述交聯聚酰胺是通過多官能胺與多官能酰鹵化物之間的縮聚反應而得到的)形成的分離功能層而得到的復合半透膜已被廣泛用作透水量、選擇分離性高的分離膜。

對于使用反滲透膜的造水裝置而言，為了進一步降低運轉成本，而要求更高的透水量。對于這種要求，已知使復合半透膜(其包含交聯聚酰胺聚合物作為分離功能層)與含有亞硝酸的水溶液接觸的方法(專利文獻1)、或與含有氯的水溶液接觸的方法(專利文獻2)等。

另外，作為使用反滲透膜的造水裝置中出現的一個問題，可舉出由無機物、有機物這樣的膜污染物質(以下有時稱為污垢(foulant))所導致的透水量的降低(以下有時稱為結垢(fouling))。作為改善該問題的方法，提出了下述方法：通過在分離功能層表面上涂覆聚乙烯醇而使膜表面的帶電狀態成為中性，由此減弱與帶負電的污垢的相互作用的方法(專利文獻3)；形成交聯聚酰胺聚合物后，通過利用紫外線照射等的自由基聚合反應而對膜表面進行修飾的方法(專利文獻4)；使在形成交聯聚酰胺聚合物后殘留的酰氯化物與具有氨基的親水性化合物反應，對膜表面進行修飾的方法(專利文獻5、6)；以及，使膜表面的氨基與含有羧基的親水性化合物反應，對膜表面進行修飾的方法(專利文獻7)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-125856號公報

專利文獻2：日本特開昭63-54905號公報

專利文獻3：國際公開第97/34686號

專利文獻4：日本特表2011-529789號公報

專利文獻5：日本特開2010-240651號公報

專利文獻6：美國專利申請公開第2012/0241373號說明書

專利文獻7：國際公開第2015/046582號

發明內容

發明所要解決的課題

如上所述，對于反滲透膜而言，不單除鹽性能、透水量是必需的，而且長期進行穩定運轉所需的耐結垢性也是必需的。專利文獻1及2中記載的膜雖然能夠提高透水量，但耐結垢性低。另一方面，專利文獻3中借助涂覆而使得耐結垢性提高，但發生了透水量的降低。另外，專利文獻4中，反滲透膜的聚酰胺分子鏈在實施紫外線照射時被切斷，因此，除鹽性能降低。另外，專利文獻5及6中，由于親水性化合物對膜表面的修飾而導致除鹽性能降低。另外，專利文獻7中，經過使膜表面的末端氨基增加的工序，導致相對于化學藥品而言的耐久性降低。