形成親水性膜的方法

專利名稱：形成親水性膜的方法
技術領域：
本發明涉及一種形成親水性膜的方法。
背景技術：
膜可在分離工藝中使用，在所述分離工藝中某些物種被保留下來，而其他物種被 允許通過所述膜。某些膜應用包括例如，用于食物和飲料、醫藥、醫學、汽車、電子、化學、生 物技術和乳品工業。已描述了具有親水性表面的膜。相比于疏水性膜，親水性膜一般具有較少污染或 孔堵塞的趨勢。由疏水性材料制得的某些膜在用于過濾水性進料溶液之前需要表面預處理 步驟。在其他情況中，某些親水性膜由缺乏機械強度的親水性材料形成。

發明內容
本發明提供了形成親水性膜的方法。更具體地講，提供了由包含乙烯-乙烯醇共 聚物、水和第一溶劑的溶液形成親水性膜的方法。將第一溶劑的至少一部分在不高于50°C 的溫度下從多孔基材除去以形成親水性膜。在一個方面，提供了 一種形成親水性膜的方法。所述方法包括提供多孔基材。所述 方法包括將溶液施加至多孔基材。所述溶液包含乙烯-乙烯醇共聚物、水和第一溶劑。所 述第一溶劑是與水可混溶的，并具有比水低的沸點。所述方法包括在不高于50°C的溫度下 從多孔基材除去第一溶劑的至少一部分從而得到親水性膜。
具體實施例方式由端值表述的數值范圍包括在該范圍內包含的所有數字(例如，1至5包括1、 1. 5、2、2. 75,3,3. 8、4 和 5)。本說明書以及所附權利要求書中，使用的單數形式“一種”、“該”和“所述”包括復 數指代，除非內容清楚地指示其他含義。因此，例如，含有“化合物”的組合物這一表達方式 包括兩種或多種化合物的混合物。本說明書和所附權利要求書中使用的術語“或”的含義 通常采用包括“和/或”，除非內容明確地指示其他含義。除非另外指明，否則在說明書和權利要求書中所用的表示數量或成分、性質的量 度等的所有數字均理解為在所有情況中被術語“約”修飾。因此，除非有相反的說明，否則 本文所示的數值參數為近似值，所述參數可利用本發明的教導根據本領域技術人員所力圖 獲得的所需性質而變化。由本發明的方法形成的親水性膜包括將溶液施加至多孔基材，以及在不高于50°C 的溫度下從多孔基材除去第一溶劑的至少一部分。所述溶液包含水、第一溶劑和乙烯-乙 烯醇共聚物。所述多孔基材的表面能可通過本文所述的形成親水性膜的方法增加。由所述 多孔基材形成的親水性膜可例如在無高沸點溶劑的蒸發且不使用沉淀技術下制得。所述親 水性膜可干燥保存和包裝而無需防腐劑或液體來保持膜水合。干燥親水性膜的保存可降低與含液體的膜的包裝和保存相關的成本。可將包含水、第一溶劑和乙烯-乙烯醇共聚物的溶液施加至親水性或疏水性多孔 基材。所述溶液在施加至多孔基材時可涂覆基材的表面和孔。親水性膜可在不降低孔徑或 不堵塞孔的情況下用乙烯-乙烯醇共聚物形成。術語“親水性”指“對水具有強親和力”。在本發明的方法中，所述多孔基材可選自多種材料，只要所述基材是可涂覆的或 可適于涂布，并具有開口或孔。合適的多孔基材包括例如膜、多孔膜、織造幅材、非織造幅 材、中空纖維等等。膜的例子可包括例如平片材料、管狀成形材料等等。可用任何聚合物材 料形成多孔基材。某些合適的聚合物材料包括例如聚烯烴、聚(異戊二烯)、聚(丁二烯)、 氟化聚合物、氯化聚合物、聚酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚醚、聚(醚砜)、聚(砜)、聚苯醚、聚苯 硫醚、聚(醋酸乙烯)、醋酸乙烯的共聚物、聚(磷腈)、聚(乙烯酯)、聚(乙烯醚)、聚(乙 烯醇)、聚(碳酸酯)等或它們的組合。合適的聚烯烴包括例如聚(乙烯)、聚(丙烯)、聚 (1-丁烯)、乙烯和丙烯的共聚物、α烯烴共聚物(例如1-丁烯、1-己烯、1-辛烯和1-癸烯 的共聚物)、聚(乙烯-共-ι- 丁烯)、聚(乙烯-共-ι- 丁烯-共-ι-己烯)等或它們的 組合。合適的氟化聚合物包括例如聚(氟乙烯)、聚(偏二氟乙烯)、偏二氟乙烯的共聚物 (例如聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯))、三氟氯乙烯的共聚物(例如聚(乙烯-共-三 氟氯乙烯))等或它們的組合。合適的聚酰胺包括例如聚(亞氨基(ι-氧基亞己基))、聚 (亞氨基己二酰亞氨基亞己基)(即尼龍6，6)、聚(亞氨基己二酰亞氨基亞癸基)(即尼龍 6，12)、聚己內酰胺等或它們的組合。合適的聚酰亞胺包括例如聚(均苯四酸亞酰胺)等。 合適的聚(醚砜)包括例如聚(二苯醚砜)、聚(二苯砜-共-二苯醚砜)等或它們的組
口 O在一些實施例中，所述多孔基材可具有小于約10微米的平均孔徑。在其它實施例 中，所述多孔基材的平均孔徑可為小于約5微米、小于約2微米或小于約1微米。在一些實 施例中，所述多孔基材的平均孔徑可大于約10納米。在其它實施例中，所述多孔基材的平 均孔徑為大于約50納米、大于約100納米或大于約200納米。在一些實施例中，所述多孔 基材可具有在約10納米至約10微米范圍內、在約50納米至約5微米范圍內、在約100納 米至約2微米范圍內或在約200納米至約1微米范圍內的平均孔徑。某些合適的多孔基材包括例如納米多孔膜、微孔膜、微孔非織造幅材、微孔織造幅 材、微孔纖維等。在一些實施例中，所述多孔基材可具有不同孔徑(例如微孔和納米孔)的 組合。在一些實施例中，所述多孔基材為微孔的。所述多孔基材的厚度可取決于膜的預期應用。一般來講，所述多孔基材的厚度可 在約1微米至約500微米的范圍內。在一些實施例中，所述多孔基材的厚度可在約10微米 至約400微米的范圍內、在約25微米至約300微米的范圍內、在約35微米至約200微米的 范圍內。在一些實施例中，所述多孔基材包含微孔熱致相分離(TIPS)膜。TIPS膜可通 過形成熱塑性材料和高于所述熱塑性材料的熔點的第二材料的溶液來制備。在冷卻時， 所述熱塑性材料結晶并且與第二材料實現相分離。所述結晶材料可為拉伸的。可任選在 拉伸之前或之后除去所述第二材料。TIPS膜公開于美國專利No. 1，5四，256(Kelley)； No. 4, 539, 256 (Shipman) ；No. 4, 726, 989 (Mrozinski) ；No. 4, 867, 881 (Kinzer)； No. 5，120, 594(Mrozinski) ；No. 5，260, 360(Mrozinski)；和 No. 5，962，544(Waller, Jr.)中。在一些實施例中，TIPS膜包含聚合物材料，例如聚(偏二氟乙烯)(即PVDF)、聚烯烴 (例如聚乙烯或聚丙烯)、含乙烯基的聚合物或共聚物(例如乙烯-乙烯醇共聚物)以及含 丁二烯的聚合物或共聚物，以及含丙烯酸酯的聚合物或共聚物。包含PVDF的TIPS膜在美 國專利申請公開No. 2005/0058821 (Smith等人)中另有描述。在一些實施例中，所述多孔基材可為平均孔徑通常大于25微米的非織造幅材。 合適的非織造幅材包括例如描述于Wente，V. A. ,"Superfine Thermoplastic Fibers”； Industrial EnRineerinR Chemistry,48,1342-1346(1956)禾口 Wente, V. A. , "Manufacture of Super Fine Organic Fibers，，;NavalResearch Laboratories(Report No. 4364),5 月 25日，1954中。在某些實施例中，合適的非織造幅材可由尼龍制得。合適的多孔基材的某些例子包括市售材料，例如以商品名DURAP0RE和MILLIP0RE EXPRESS MEMBRANE 得自 Billerica，Massachusetts 的 MiIlipore 公司的親水性和疏水性微 孔膜。商品名為NYLAFL0和SUPOR的其他合適的商業微孔膜可得自Pal 1 Corporation (East Hills, New York)。在本發明的方法中，將溶液施加至多孔基材。可將所述溶液用于涂覆、浸泡或浸漬 所述多孔基材。上面已描述了某些可用的多孔基材。將所述溶液施加或遞送至基材的方法 包括，例如飽和或浸漬技術、噴涂、簾式涂布、坡流涂布、灌涂、模涂、輥涂、沉積或通過其他 已知的涂覆或施加方法。所施加的溶液可具有足夠的粘度以有效地涂覆或滲透多孔基材的 孔和表面。在一些實施例中，溶液的粘度足以涂覆基材的孔。在本發明的方法中，溶液包含乙烯-乙烯醇共聚物、水和第一溶劑。所述乙烯-乙 烯醇共聚物可溶解于所述溶液的第一溶劑中。所述第一溶劑是與水可混溶的。在一些實施 例中，可將所述溶液加熱以溶解所述乙烯-乙烯醇共聚物。可將包含乙烯-乙烯醇共聚物 的所述溶液施加至所述多孔基材。所述共聚物可涂覆多孔基材的孔和表面。可在50°C下將 第一溶劑的至少一部分從多孔基材除去。乙烯-乙烯醇共聚物一般由乙烯-醋酸乙烯共聚物在皂化之后形成。所述乙 烯-醋酸乙烯共聚物包含乙烯和醋酸乙烯單體。在所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的皂化之后， 可將醋酸乙烯單元化學改性為乙烯醇單元。其他單體組分也可以不損害親水性膜的親水性 的量存在于皂化的乙烯-醋酸乙烯共聚物中。所述乙烯-乙烯醇共聚物可為各種類型，包 括例如無規共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等或它們的組合。相似地，乙烯-乙烯醇共聚 物的選擇可取決于在皂化之前形成的乙烯-醋酸乙烯共聚物的結構和分子量。在某些實施例中，以共聚物中的乙烯醇單元計，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的皂 化程度可為至少約40摩爾％。在其它實施例中，乙烯-醋酸乙烯共聚物的皂化程度可為至 少約45摩爾％、至少約65摩爾％、至少約85摩爾％或至少約95摩爾％的共聚物中的乙烯 醇單元。皂化程度不足可導致用于形成親水性膜的多孔基材的親水性質增加不足。可選擇乙烯-乙烯醇共聚物以有效地涂覆多孔基材的表面和孔。乙烯單體單元 與乙烯醇單體單元的比率可影響例如溶液的粘度、溶液的流動性和共聚物在溶液中的溶解 度。乙烯-乙烯醇共聚物的乙烯單體單元的含量可影響乙烯-乙烯醇共聚物對多孔基材的 粘合力。一般來講，所述共聚物的乙烯單元的含量大于約5摩爾％。在某些情況下，乙烯 含量小于5摩爾％的共聚物對所述多孔基材可具有差的粘合力。在另一方面，若乙烯單元 的含量過高，則當將乙烯-乙烯醇共聚物施加至多孔基材時，不能提供良好的親水性。通常，所述乙烯-乙烯醇共聚物的乙烯單元的含量小于70摩爾％。在一些實施例中，所述乙 烯-乙烯醇共聚物的乙烯單元含量大于約10摩爾％。在一些實施例中，所述乙烯-乙烯 醇共聚物的乙烯單元含量大于約15摩爾％、大于約20摩爾％或大于約25摩爾％。在一些 實施例中，所述乙烯-乙烯醇共聚物的乙烯單元含量小于約60摩爾％、小于約50摩爾％以 及小于約40摩爾％。在一些實施例中，所述乙烯-乙烯醇共聚物的乙烯單元含量為17摩 爾％。在另一實施例中，所述乙烯-乙烯醇共聚物的乙烯單元含量為19摩爾％。在另一實 施例中，所述乙烯-乙烯醇共聚物的乙烯單元含量為22摩爾％。在一些實施例中，所述乙 烯-乙烯醇共聚物的乙烯單元含量可在大于約5摩爾％至小于70摩爾％的范圍內。在一 些實施例中，所述乙烯-乙烯醇共聚物的乙烯單元含量的乙烯含量在約10至約50摩爾％ 的范圍內、在約15至約50摩爾%的范圍內或在約20摩爾％至約40摩爾％的范圍內。在本發明的方法中，溶液包含水、第一溶劑和乙烯-乙烯醇共聚物。所述乙烯-乙 烯醇共聚物可在高溫下溶解于溶液中。所述第一溶劑是與水可混溶的，并具有低于水(沸 點=IOO0C )的沸點。所述第一溶劑和水在溶液中形成單一相。本發明所公開的溶液的水可包括自來水、去離子水、蒸餾水等或它們的組合。乙 烯-乙烯醇共聚物一般不溶于水，但可溶于第一溶劑/水混合物。第一溶劑/水混合物可 在高溫下溶解所述溶液的乙烯-乙烯醇共聚物。在一些實施例中，所述乙烯-乙烯醇共聚 物一般在高溫下可溶解于所述第一溶劑-水中形成澄清溶液。在其它實施例中，當已將所 述溶液由高溫冷卻至室溫時，所述乙烯-乙烯醇共聚物的至少一部分可懸浮于所述第一溶 劑-水相中從而形成略微渾濁的溶液。適用于所述溶液的第一溶劑包括可與水混溶并具有低于水的沸點的有機溶劑。第 一溶劑的合適例子包括例如醇、酯、醚、酮或它們的組合。水可混溶的有機溶劑包括例如醇、 多元醇等或它們的組合。醇的一些例子包括例如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、仲丁醇、叔丁 醇等或它們的組合。多元醇的一些例子包括例如丙二醇。其他合適的第一溶劑包括例如丙 酮、四氫呋喃等。在一些實施例中，與水不可混溶的第二溶劑可與第一溶劑和水的混合物混溶。所 述第二溶劑可具有低于水的沸點的沸點。在一些實施例中，所述第二溶劑具有低于水的沸 點的沸點。在一個實施例中，所述第一溶劑為乙醇。在另一個實施例中，所述第一溶劑為異丙在一些實施例中，所述第一溶劑為兩種或更多種溶劑的混合物。在一個實施例中， 所述第一溶劑為乙醇和異丙醇的混合物。在一個實施例中，所述第一溶劑為異丙醇和甲醇 的混合物。在溶液中的所述第一溶劑和水的可混和性可用于有效地涂覆多孔基材，其中所述 乙烯-乙烯醇共聚物作為薄涂層。所述乙烯-乙烯醇共聚物的乙烯單元為非極性和疏水性 的，且乙烯醇單元為極性和親水性的。當將所述乙烯-乙烯醇共聚物溶解于溶液中，并施加 至多孔基材時，理想的是非極性乙烯單元被局限在多孔基材(即非極性基材)的表面上。所 述乙烯-乙烯醇共聚物的羥基可朝向與基材-涂層界面相對的乙烯-乙烯醇涂層表面。多 孔基材上的乙烯-乙烯醇共聚物單元的取向可使薄層對基材表面的粘合力改善。可改變多 孔基材表面上的涂布層的親水性。所述溶液中水與第一溶劑的比例可取決于乙烯-乙烯醇共聚物在溶液中的濃度、共聚物的乙烯單元的含量、用于將共聚物施加至基材的溫度以及 其他因素而變化。在一些實施例中，以第一溶劑和水的總體積計，所述溶液的第一溶劑的濃度為至 少20體積％、至少25體積％、至少30體積％或至少35體積％。在其它實施例中，所述溶 液的第一溶劑的濃度不超過95體積％、不超過70體積％、不超過60體積％或不超過50體 積％。在一些實施例中，所述溶液的第一溶劑的濃度在約20至約95體積％的范圍內、在約 25至約70體積％的范圍內、在約30至約60體積％的范圍內或在約35至約50體積％的范 圍內。在一些實施例中，以水和第一溶劑的總體積計，所述溶液的水的濃度為至少5體 積％、至少10體積％、至少15體積％或至少20體積％。在其它實施例中，所述溶液的水的 濃度為不超過80體積％、不超過75體積％、不超過70體積％或不超過65體積％。在一些 實施例中，所述溶液的水的濃度在約5至約80體積％的范圍內、在約10至約75體積％的 范圍內、在約15至約70體積％的范圍內或在約20至約65體積％的范圍內。可配制所述溶液的乙烯-乙烯醇共聚物的濃度使得所述溶液具有適當的粘度以 充分涂覆多孔基材。當在單個步驟中或在多個步驟中施加溶液時，可考慮基材和多孔基材 的孔維度。在一些實施例中，乙烯-乙烯醇共聚物在包含第一溶劑和水的溶液中的濃度在 約0. 5至約30重量％的范圍內。在一些實施例中，乙烯-乙烯醇共聚物的濃度可在約1至 約20重量％的范圍內、在約1. 5至約25重量％的范圍內或在約2至約10重量％的范圍內。可選擇溶液的乙烯-乙烯醇共聚物的濃度使得所施加的乙烯-乙烯醇共聚物不顯 著降低孔的孔徑或降低親水性膜的性能。在一些實施例中，可將一些或基本上大多數的所述第一溶劑從多孔基材除去。隨 著將所述第一溶劑從多孔膜除去，所述乙烯-乙烯醇共聚物可涂覆多孔基材的表面和孔的 至少一部分。術語“除去…的至少一部分”指從多孔基材除去第一溶劑的至少一部分或第 一溶劑的基本上大部分。在一些實施例中，可除去至少50重量％的所述第一溶劑。在另一 個實施例中，可從多孔基材除去至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％或至少90 重量％的第一溶劑。在一些實施例中，在不高于50°C的溫度下從所述多孔基材除去一部分 水。在一些實施例中，在不高于50°C的溫度下從所述多孔基材除去第一溶劑的至少一 部分。在另一實施例中，在不高于40°C的溫度下從所述多孔基材除去第一溶劑的至少一部 分。在另一實施例中，在不高于30°C的溫度下從所述多孔基材除去第一溶劑的至少一部分。可通過不同的技術除去施加至所述多孔基材的所述溶液的第一溶劑。一些適用于 除去第一溶劑的移除技術包括例如對流、減壓、高壓、加熱等或其他已知技術。在本發明的方法中，提供了一種親水性膜。所述親水性膜可由如上所述的方法形 成。所述親水性膜包含涂覆在所述多孔基材的表面上和孔內的耐用性乙烯-乙烯醇共聚 物。所述乙烯-乙烯醇共聚物涂層一般不溶于水，而是水可溶脹性的并可用于水溶液過濾。 當在不高于50°C的溫度下除去第一溶劑時，所述親水性膜具有增加的表面能。在高于50°C 的溫度下，所述親水性膜的表面能可降低。所形成的親水性膜可具有增加的表面能和可濕性。在一個實施例中，所述親水性 膜具有大于陽達因/平方的表面能。在另一個實施例中，所述親水性膜具有大于60達因/平方、大于65達因/平方或大于70達因/平方的表面能。本發明的親水性膜可用于多種應用中的任一種，包括例如用于液-液提取和水調 節。親水性膜也可用于醫藥、生物技術、食品、電子和醫學應用。本公開將通過以下實例進行進一步地闡述，這些實例為示例性的且并非旨在限定 本公開的范圍。^M本發明在以下實例中進行更加具體地描述，這些實例僅旨在舉例說明，因為對于 本領域的技術人員，本發明范圍內的眾多修改和變型將是顯而易見的。除非另外指明，否則 以下實例中提及的所有份數、百分比和比率均是以重量計，并且實例中所用的所有試劑均 獲自或可得自如下所述的化學品供應商，或者可用常規技術合成。測試方法表面能測量達因測試溶液(30-70達因 / 厘米)可得自 Jemmco，LLC (Mequon, Wisconsin)，并 制備73-79達因/厘米的測試溶液(根據Handbook of Chemistry and Physics(CRC)(第 71版，CRC出版社)配制)。所述達因測試溶液可用于表面能測量。將所述達因溶液滴在 膜的一側上，所述膜設置在發光器的頂部。所述發光器用于增加檢測透過膜的達因溶液滲 透的容易度。所述達因溶液的液滴體積為約0.5毫升(ml)。用秒表記錄所述達因溶液滲透 所述膜所需的時間。在達因溶液在少于1秒的時間內滲透膜的位點處記錄所述膜的最大表 面張力。將能夠在少于1秒內滲透膜的所述達因溶液記錄為所述膜的表面能。描述于美國專利No. 4，539，256 (Shipman)和美國專利 No. 4，726，989 (Mrozinski) 中的熱致相分離聚丙烯膜通過上述步驟測量的表面能為37達因/厘米。水流量測量使用真空泵在Gelman磁性架(East Hills, New York)中測試的膜上進行水流測 量，所述磁性架具有34mm的直徑和23英寸汞柱(Hg)的跨膜壓。水流量(L/m2 *psi)由 100ml蒸餾水通過膜所需的時長來確定。泡點孔徑測量泡點孔徑測量根據ASTM-F316-70進行。將膜(安裝在測試架上)用異丙醇預濕。 將氮氣(g)以遞增的壓力施加于膜上直至達到100%的氣流通過所述膜。記錄實現100% 的氣流通過所述膜所需的壓力。泡點孔徑由壓力測量值進行計算。實例1制備涂覆溶液。在容器中將乙烯含量為27摩爾％的乙烯-乙烯醇(EVAL)共 聚物(EVAL 27 ；Sigma Aldrich, St. Louis, Missouri)溶解于乙醇(AAPER Alcohol and Chemical Company ;Shelbyville，Kentucky)/ 水(60 40 體積體積百分比)混合物中。 攪拌容器中的內容物。將所述容器置于約80°C -100°C的溫度的水浴中以形成澄清溶液。 EVAL在溶液中的濃度為2. 5重量％。使用通過美國專利No. 4，539，256 (Shipman)和美國專利 No. 4, 726, 989 (Mrozinski)中所述的熱致相分離(TIPS)方法形成的微孔聚丙烯(PP)膜。 將所述微孔聚丙烯膜置于聚乙烯(PE)袋中。所述PE袋的一端是密封的，而袋的另一端是 開口的。將涂覆溶液加至PE袋的開口端從而涂覆微孔聚丙烯膜，將PE袋的另一端密封。在所述微孔聚丙烯膜為涂覆溶液所飽和(例如浸濕)后，用紙巾在輕壓下擦拭所述PE袋的 表面以擠出存在于膜上的過量涂覆溶液。在從所述微孔聚丙烯膜上除去過量的涂覆溶液之 后，打開密封的PE袋。將所述微孔聚丙烯膜從PE袋中移出。將飽和的微孔聚丙烯膜暴露 于約23°C的空氣中約12小時以蒸發乙醇和水，從而得到在水中立即可濕的親水性膜。達因 溶液滲透測試表明，對于77達因溶液為1-2秒，對于76達因溶液為少于1秒。因此，所述 EVAL涂覆的親水性膜的表面能為約76達因/厘米。實例2制備涂覆溶液。在容器中將乙烯含量為27摩爾％的乙烯-乙烯醇(EVAL)共聚物 (EVAL 27 ；Sigma Aldrich, St. Louis, Missouri)溶解于異丙醇(Alfa-Aesar ；Ward Hill, Massachusetts)/水(70 30體積體積百分比)混合物中。攪拌容器中的內容物。將所 述容器置于約80°C -100°C的溫度的水浴中以形成澄清溶液。EVAL在溶液中的濃度為2. 5
重量％。對于本實例，將實例1中所用的微孔聚丙烯(PP)膜如上所述用涂覆溶液進行飽 和。如實例1中所述處理所述微孔聚丙烯膜。EVAL涂覆的親水性膜的表面能為約46達因 /厘米。所述膜在水中不可濕。實例3-5制備涂覆溶液。在容器中將乙烯含量為27摩爾％的乙烯-乙烯醇(EVAL)共 聚物(EVAL 27 ；Sigma Aldrich, St. Louis, Missouri)溶解于乙醇(AAPER Alcohol and Chemical Company ;Shelbyville，Kentucky)/ 水(70 30 體積體積百分比)混合物中。 攪拌容器中的內容物。將所述容器置于約80°C -100°C的溫度的水浴中以形成澄清溶液。 EVAL在溶液中的濃度為0. 5重量％。在涂覆所述微孔聚丙烯膜之前，將涂覆溶液的溫度維 持在50 0C ο對于本實例，將實例1中所用的微孔聚丙烯(PP)膜如上所述用涂覆溶液進行 飽和。如實例1中所述類似地處理所述微孔聚丙烯膜，不同的是將所述膜在快速干燥機 (Emerson Speed Dryer model 130 ；Emerson Company ;Gorham，Maine)中在 50oC下進行干 燥。所述親水性膜(即3、4和幻的干燥時間分別為1分鐘、5分鐘和30分鐘。實例3、4和 5的親水性膜是不可濕的。實例3的表面能為36達因/厘米，實例4的表面能為36達因/ 厘米，而實例5的表面能為37達因/厘米。實例6-9制備涂覆溶液。在容器中將乙烯含量為38摩爾％的乙烯-乙烯醇(EVAL)共 聚物(EVAL 38 ；Sigma Aldrich, St. Louis, Missouri)溶解于乙醇(AAPER Alcohol and Chemical Company ;Shelbyville，Kentucky)/ 水(70 30 體積體積百分比)混合物中。 攪拌容器中的內容物。將所述容器置于約80°C -100°C的溫度的水浴中以形成澄清溶液。 EVAL38在溶液中的濃度為0. 5重量％。對于實例6_7，在涂覆所述微孔聚丙烯膜之前，將涂 覆溶液的溫度維持在50°C。類似于實例1的步驟，在從PE袋取出之前，將如實例1所述制得的微孔聚丙烯 (PP)膜浸入(例如浸泡)在實例6-7和實例8-9制得的EVAL溶液中10分鐘。通過在紙 巾之間擠壓膜而除去施加至實例6-8的微孔聚丙烯膜的過量涂覆溶液。將實例6和8的 所述微孔親水性膜在快速干燥機(Emerson Speed Dryer Model 130，Emerson Company ；Gorham,Maine)中于50°C干燥2小時。將實例7和9的微孔親水性膜在環境條件下于室溫 干燥48小時，其中紙巾置于所述微孔親水性膜的頂部。實例6-8的親水性膜的達因溶液滲 透時間和表面能示于表1中。
表 權利要求
1.一種形成親水性膜的方法，該方法包括提供多孔基材；將溶液施加至所述多孔基材，所述溶液包含i)乙烯-乙烯醇共聚物；ii)水；和iii)第一溶劑，所述第一溶劑可與水混溶并具有低于水的沸點的沸點；以及在不高于50°C的溫度下從所述多孔基材除去所述第一溶劑的至少一部分從而得到所 述親水性膜。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述多孔基材包括多微孔的熱致相分離膜。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述多孔基材包括膜、非織造幅材、織造幅材、中 空纖維或它們的組合。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述多孔基材為疏水的或親水的。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述多孔基材包含聚烯烴、聚酰胺、氟化聚合物、 聚(醚)砜、纖維素、聚(醚)酰亞胺、聚丙烯腈、聚氯乙烯、陶瓷或它們的組合。
6.根據權利要求5所述的方法，其中所述多孔基材包含聚烯烴。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述聚烯烴包含聚乙烯或聚丙烯。
8.根據權利要求6所述的方法，其中所述多孔基材包含聚酰胺。
9.根據權利要求8所述的方法，其中所述聚酰胺包含尼龍6，6。
10.根據權利要求1所述的方法，其中所述施加包括模涂、輥涂、浸涂、噴涂、簾式涂布、 坡流涂布或它們的組合。
11.根據權利要求1所述的方法，其中所述乙烯-乙烯醇共聚物在所述溶液中具有1至 20重量％的濃度。
12.根據權利要求1所述的方法，其中所述乙烯-乙烯醇共聚物在所述溶液中具有2至 10重量％的濃度。
13.根據權利要求1所述的方法，其中所述乙烯-乙烯醇共聚物包含在10至50摩爾％ 范圍內的乙烯含量。
14.根據權利要求1所述的方法，其中以所述第一溶劑和水的總體積計，所述溶液的水 的體積百分比在5至80體積％的范圍內。
15.根據權利要求1所述的方法，其中以所述第一溶劑和水的總體積計，所述溶液的第 一溶劑的體積百分比在20至95體積％的范圍內。
16.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一溶劑選自醇、酯、醚、酮或它們的組合。
17.根據權利要求16所述的方法，其中所述第一溶劑包含醇。
18.根據權利要求17所述的方法，其中所述醇包含甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇或它們 的組合。
19.根據權利要求1所述的方法，其中所述除去包括對流、減壓、加熱或它們的組合。
20.根據權利要求1所述的方法，其中所述親水性膜具有大于60達因/平方的表面能。
21.一種通過根據權利要求1所述的方法形成的親水性膜。
全文摘要
本發明提供了形成親水性膜的方法。更具體地講，提供了由包含乙烯-乙烯醇共聚物、水和第一溶劑的溶液獲得親水性膜的方法。將所述第一溶劑的至少一部分在不高于50℃的溫度下從所述多孔基材除去以形成親水性膜。
文檔編號B01D67/00GK102131567SQ200980132656
公開日2011年7月20日 申請日期2009年5月19日 優先權日2008年6月30日
發明者周晉生 申請人:3M創新有限公司