[發明專利]不對稱聚偏二氯乙烯隔膜和由其制備的碳分子篩隔膜

有效

• 申請號: 201880023658.0
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN110494206B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 劉軍強;徐立仁;T·D·沃爾福德
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術有限責任公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/06;B01D69/08;B01D71/02;B01D71/76;B01D71/30
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務所 11494
• 代理人: 封新琴

1.一種制備不對稱聚偏二氯乙烯共聚物隔膜的方法，其包含，

(i)提供由聚偏二氯乙烯共聚物和增溶所述聚偏二氯乙烯共聚物的溶劑構成的涂料溶液；

(ii)使所述涂料溶液成形以形成初始成形隔膜；

(iii)將所述初始成形隔膜暴露于由以下溶劑構成的驟冷液中以形成濕不對稱聚偏二氯乙烯共聚物隔膜，所述溶劑與增溶所述聚偏二氯乙烯共聚物的所述溶劑混溶但是與所述聚偏二氯乙烯共聚物不混溶；和

(iv)除去步驟(i)和(iii)的所述溶劑中的每一種以形成所述不對稱聚偏二氯乙烯共聚物隔膜，

其中所述聚偏二氯乙烯共聚物的共聚單體量為所述聚偏二氯乙烯共聚物的3重量％至20重量％；

其中所述共聚單體為以下中的一種或多種：乙烯基單體；氯乙烯單體；丙烯酸酯單體；甲基丙烯酸酯單體；苯乙烯類單體；丙烯腈、甲基丙烯腈；衣康酸；氯三氟乙烯；

其中所述聚偏二氯乙烯共聚物的結晶度范圍為根據ASTM D3418由差示掃描量熱法(DSC)所測量的60％至85％。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述涂料溶液由與聚偏二氯乙烯共聚物不混溶并且與增溶所述聚偏二氯乙烯共聚物的所述溶劑混溶的溶劑構成。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，在將所述初始成形隔膜暴露于所述驟冷液中之前，將所述初始成形隔膜暴露于氣態氣氛中。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其中所述聚偏二氯乙烯共聚物為偏二氯乙烯和至少一種共聚單體的共聚物。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其中所述不對稱聚偏二氯乙烯共聚物隔膜為不對稱中空纖維，所述不對稱中空纖維具有由所述纖維的內部表面和外部表面限定的壁，并且所述壁具有從所述內部表面延伸到外部分離區的內部多孔支撐區，所述外部分離區從所述內部多孔支撐區延伸到所述外部表面。

6.根據權利要求5所述的方法，其中外部區的厚度為0.05微米至15微米。

7.根據權利要求6所述的方法，其中所述外部區為0.05微米至5微米。

8.一種制備不對稱碳分子篩隔膜的方法，其包括：

根據權利要求1-7中任一項所述的制備不對稱聚偏二氯乙烯共聚物隔膜的方法，以及

(a)將所述不對稱聚偏二氯乙烯共聚物隔膜加熱100℃至180℃的預處理溫度以形成預處理的不對稱聚偏二氯乙烯共聚物隔膜，和

(b)將所述預處理的聚偏二氯乙烯共聚物隔膜加熱至350℃至1700℃的熱解溫度以形成不對稱碳分子篩隔膜。

9.根據權利要求8所述的方法，其中所述熱解溫度為400℃至1000℃。

10.根據權利要求8或9所述的方法，其中所述不對稱碳分子篩隔膜為不對稱中空纖維碳分子篩，所述不對稱中空纖維碳分子篩具有由所述不對稱中空纖維的內部碳隔膜表面和外部碳隔膜表面限定的壁，并且所述壁具有從所述內部碳隔膜表面延伸到外部碳微孔分離區的內部碳多孔支撐區，所述外部碳微孔分離區從所述內部碳多孔支撐區延伸到所述外部碳隔膜表面。

11.根據權利要求10所述的方法，其中所述外部碳微孔分離區的厚度為從所述內部碳隔膜表面延伸到所述外部碳隔膜表面的所述壁的厚度的至多10％。

12.根據權利要求10所述的方法，其中所述外部碳微孔分離區的厚度為0.05微米至15微米。

13.根據權利要求10所述的方法，其中所述外部碳微孔分離區的厚度在所述不對稱聚偏二氯乙烯共聚物隔膜的外部區的20％以內。