專利名稱：一種聚氨酯/沸石共混富氧膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于膜分離技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種聚氨酯/沸石共混富氧膜及其制備 方法。
背景技術(shù)：
富氧空氣是氧體積分?jǐn)?shù)超過(guò)21%的空氣，除具備普通空氣的助燃、呼吸和工業(yè)氧 化等重要作用外，在節(jié)能環(huán)保、醫(yī)療和生物制品等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的制取富氧空氣 的方法是深冷分離法和變壓吸附法，兩者均存在高能耗、設(shè)備復(fù)雜等缺點(diǎn)。與上述兩種方法 相比，膜技術(shù)具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于氣體分離研究。目前，商 品化的富氧膜在低濃度富氧空氣(氧體積分?jǐn)?shù)28% 35%)制備領(lǐng)域具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。但 是，由于現(xiàn)有膜性能的制約，膜法制取氧濃度超過(guò)35%的富氧空氣是不經(jīng)濟(jì)的。如果膜法可 制備高濃度富氧氣以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的深冷分離法和變壓吸附法則對(duì)節(jié)能和降低成本有重要意 義，而其關(guān)鍵在于制取廉價(jià)、高選擇性和高通量的富氧膜材料。商品化的富氧膜材料經(jīng)常采用以高分子材料制備的不對(duì)稱致密膜為主體，如乙 酸纖維素、聚砜、聚酰亞胺、聚4-甲基-1-戊烯、聚二甲基硅氧烷、聚三甲基硅烷-1-丙炔 等。高分子材料的優(yōu)勢(shì)在于膜易加工，可制成裝填密度大的中空纖維狀，具有極高的單位體 積生產(chǎn)能力和較低的成本效益比。但大量研究表明，有機(jī)膜材料的氣體選擇性與滲透性之 間存在一個(gè)上限一 Robeson上限，表現(xiàn)為膜材料對(duì)氣體的選擇性和滲透通量的提高出現(xiàn)矛 盾，另外，高分子富氧膜多為致密膜，因而其滲透通量較低，這在一定程度上限制了高分子 富氧膜在制備高濃度富氧氣中的應(yīng)用。無(wú)機(jī)富氧膜是指以金屬、金屬氧化物、陶瓷、碳、多孔玻璃等無(wú)機(jī)材料制成的富氧 膜，具有較高選擇性和滲透通量，其孔徑均勻、分布范圍窄、可調(diào)范圍大，且機(jī)械性能十分優(yōu) 異，在氧氮分離方面表現(xiàn)出比高分子膜更加優(yōu)異的選擇性。但是無(wú)機(jī)膜價(jià)格昂貴，其材料易 脆且難于成型加工，目前在富氧空氣制備領(lǐng)域還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。有機(jī)一無(wú)機(jī)共混膜(Mixed-matrix membranes, MMMs)是提高高分子氣體分離膜 性能和降低無(wú)機(jī)膜的制膜成本的有效途經(jīng)，已成為目前富氧膜研發(fā)的熱點(diǎn)。共混膜由致密 聚合物基體(連續(xù)相)和嵌于其中的微米或納米級(jí)無(wú)機(jī)粒子(分散相)構(gòu)成，聚合物基體的分 離性能與傳統(tǒng)的聚合物膜相當(dāng)，共混膜分離性能的提高主要是由無(wú)機(jī)粒子實(shí)現(xiàn)的。有機(jī)一 無(wú)機(jī)共混膜結(jié)合了聚合物材料的易加工性能和無(wú)機(jī)材料優(yōu)異的分離性能，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)與無(wú) 機(jī)材料之間的功能復(fù)合，其分離特性、機(jī)械性能及熱穩(wěn)定性不但優(yōu)于純的聚合物膜，而且在 價(jià)格方面與無(wú)機(jī)膜相比同樣具有明顯的優(yōu)勢(shì)。但是，如果高分子和無(wú)機(jī)粒子沒(méi)有很好的相 容性則將導(dǎo)致無(wú)機(jī)粒子不能很好地分散在膜中，在膜中并沒(méi)有形成連續(xù)的分離相，因此，共 混膜的分離性能仍然很低。不同于已有的富氧膜及其制備方法，本發(fā)明在充分實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出并實(shí)現(xiàn)了一 種新型聚氨酯/沸石共混富氧膜及其制備方法。所公開(kāi)的富氧膜由具有微相分離結(jié)構(gòu)的交 聯(lián)彈性聚氨酯和無(wú)機(jī)沸石粒子構(gòu)成，膜的厚度為5(Γ200微米，其中的聚氨酯由極性的硬段和非極性的軟段構(gòu)成微相分離結(jié)構(gòu)，不僅可以調(diào)控高分子的極性，使其具有與無(wú)機(jī)粒子良 好的相容性，使得無(wú)機(jī)粒子可以較好地分散在膜中，提高分離性能，同時(shí)具有很好的機(jī)械強(qiáng) 度，更容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于克服上述不足之處，從而提供一種新型聚氨酯/沸石共混富 氧膜及其制備方法，制備一種有氧氣透過(guò)率大、對(duì)氮?dú)獾慕亓袈矢?、?qiáng)度好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且高 性能、低成本、長(zhǎng)壽命的富氧膜材料。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案一種聚氨酯/沸石共混富氧膜，包含下列組份，其 配方比例按質(zhì)量百分比計(jì)
取1% 5%的無(wú)機(jī)沸石、0. 19Γ0. 5%催化劑、5% 30% 二異氰酸酯、5% 30%端羥基聚合物、 60% 85%溶劑；
將無(wú)機(jī)沸石、催化劑、二異氰酸酯、端羥基聚合物、溶劑混合反應(yīng)生成預(yù)聚體；在預(yù)聚體 中加入擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈得到鑄膜液；再將鑄膜液涂敷在高分子多孔底膜上干燥后，形成聚氨酯 /沸石共混富氧膜；所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的厚度為5(Γ200微米。本發(fā)明一種聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，其特征在于采用以下工藝步 驟其配方比例按質(zhì)量百分比計(jì)
(1)制備預(yù)聚體將1% 5%的無(wú)機(jī)沸石、0.19Π). 5%催化劑、5% 30% 二異氰酸酯、5% 30% 端羥基聚合物，60% 85%溶劑、在2(T50°C下均勻混合，控制溫度2(T80°C反應(yīng)廣3小時(shí)生成 預(yù)聚體，用作制膜料；
(2)擴(kuò)鏈交聯(lián)在步驟(1)制得的預(yù)聚體中加入擴(kuò)鏈劑，加入量為步驟(1)中所得制膜 料總重量的5% 30%，在2(T60°C下擴(kuò)鏈廣3小時(shí)得到鑄膜液；
(3)刮膜將步驟(2)所得鑄膜液用刮刀涂敷在高分子多孔底膜上，厚度為5(Γ200微 米，在空氣中干燥，控制溫度6(T14(TC熱處理2Γ48小時(shí)后，得到聚氨酯/沸石共混富氧膜。所述擴(kuò)鏈劑為1，4-丁二醇、一縮二乙二醇，二縮三乙二醇、雙酚A、聚氨酯硫化劑 二鄰氯二苯胺甲烷、1，6"己二胺中的任意一種或幾種的混合物。所述無(wú)機(jī)沸石為Y型、FAU型、Silicalite-I型、ZSM-5型或zeoliteA型沸石中的 任意一種或幾種的混合物。所述催化劑為二丁基二月桂酸錫、單丁基氧化錫或二丁基氧化錫中的任意一種或 幾種的混合物。所述端羥基聚合物為端羥基聚丁二烯、端羥基聚二甲基硅氧烷、端羥基聚四氫呋 喃、端羥基聚乙二醇、端羥基聚丙二醇、端羥基聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、端羥基聚丁二烯或 端羥基聚二苯基硅氧烷中的任意一種或幾種的混合物構(gòu)成，控制分子量為50(Γ5000。所述溶劑為甲苯、四氫呋喃、氯仿、乙酸乙酯、乙酸異丙酯中的一種或幾種的混合 物。所述高分子多孔底膜為聚丙烯腈多孔底膜、聚偏氟乙烯多孔底膜、聚醚砜多孔底 膜、聚乙烯多孔底膜、聚丙烯多孔底膜或聚砜多孔底膜中的一種。所述二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、 1，6-己二異氰酸酯、酯環(huán)二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的任意一種或幾種的混合物。所述無(wú)機(jī)沸石為無(wú)機(jī)沸石粒子在生成預(yù)聚體之前、生成預(yù)聚體之后或擴(kuò)鏈之后加 入。本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、該共混富氧膜，由于是微相分離、交聯(lián)及共混結(jié)構(gòu)，得到的膜交聯(lián)度大，分離因子高； 成膜性好。2、該共混富氧膜的制備方法，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，效率高，膜結(jié)構(gòu)的可控性好，生 產(chǎn)重復(fù)性好；
3、該共混富氧膜，內(nèi)部為交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高；
4、所述無(wú)機(jī)添加劑，與聚氨酯的相容性好，在制膜過(guò)程和使用過(guò)程中流失小，能夠保證 膜的組成、物理結(jié)構(gòu)和性能持久的穩(wěn)定性。5、所述富氧膜制備方法，使用原料價(jià)格低，得到膜的成本低、性價(jià)比高。
具體實(shí)施例方式以下是聚氨酯/沸石共混富氧膜及其制備方法的實(shí)施例，但所述實(shí)施例不構(gòu)成對(duì) 本發(fā)明的限制。實(shí)施例的各項(xiàng)實(shí)施條件，所有實(shí)施例的實(shí)施步驟均與前述實(shí)施步驟相同，所采用 原料均為市場(chǎng)上大批量供應(yīng)產(chǎn)品。實(shí)施例1
本發(fā)明一種聚氨酯/沸石共混富氧膜，包括鑄膜液、聚砜多孔底膜，所述鑄膜液用刮刀 刮涂在聚砜多孔底膜上形成聚氨酯/沸石共混富氧膜；所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的厚 度為100微米左右。所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，制備過(guò)程如下所述的配方比例按質(zhì) 量百分比計(jì)
(1)制備預(yù)聚體將無(wú)機(jī)沸石、催化劑、溶劑、二異氰酸酯以及端羥基聚合物在25 0C 下均勻混合后，在50 °C下反應(yīng)3小時(shí)生成預(yù)聚體，用作制膜料。所述端羥基聚合物為端 羥基聚丁二烯，加入量為15%，二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯，加入量為8%，無(wú)機(jī)沸石為 silicalite-1型，加入量為1. 85%，催化劑為單丁基氧化錫，加入量為0. 15%、溶劑為甲苯， 加入量為75% ；
(2)擴(kuò)鏈交聯(lián)在生成的預(yù)聚體中加入擴(kuò)鏈劑1，4-丁二醇，在30° C下擴(kuò)鏈1小 時(shí)成為鑄膜液，所述擴(kuò)鏈劑的重量是制膜料總重量的15% ；
(3)刮膜將上述鑄膜液用刮刀刮涂在聚砜多孔底膜上，刮涂厚度為100微米左右，在 空氣中干燥后，在60°C的條件下于烘箱中熱處理24小時(shí)，即得聚氨酯/沸石共混富氧膜； 制得的聚氨酯/沸石富氧膜的氧氮分離性能見(jiàn)表1。實(shí)施例2
本發(fā)明一種聚氨酯/沸石共混富氧膜，包括鑄膜液、聚丙烯多孔底膜，所述鑄膜液涂敷 在聚丙烯多孔底膜上形成聚氨酯/沸石共混富氧膜；所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的厚度 為50 200微米。所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，制備過(guò)程如下所述的配方比例按質(zhì)量百分比計(jì)
(1)制備預(yù)聚體將無(wú)機(jī)沸石、催化劑、溶劑、二異氰酸酯以及端羥基聚合物在25 °(下 均勻混合后，在40 °C下反應(yīng)1小時(shí)生成預(yù)聚體，用作制膜料。所述端羥基聚合物為端羥基 聚二甲基硅氧烷，加入量為25%，二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯，加入量為9. 85%，無(wú)機(jī)沸石 為ZSM-5型，加入量為1%，催化劑為單丁基氧化錫，加入量為0. 15%、溶劑為乙酸乙酯，加入 量為64% ；
(2)擴(kuò)鏈交聯(lián)在生成的預(yù)聚體中加入擴(kuò)鏈劑一縮二乙二醇，在30° C下擴(kuò)鏈2小 時(shí)成為鑄膜液，所述擴(kuò)鏈劑的重量是制膜料的25% ；
(3)刮膜將上述鑄膜液用刮刀刮涂在聚丙烯多孔底膜上，刮涂厚度為100微米左右， 在空氣中干燥后經(jīng)80° C于烘箱中熱處理48小時(shí)即得聚氨酯/沸石共混富氧膜；制得的 聚氨酯/沸石富氧膜的氧氮分離性能見(jiàn)表1。實(shí)施例3
本發(fā)明一種聚氨酯/沸石共混富氧膜，包括鑄膜液、聚丙烯腈多孔底膜，所述鑄膜液涂 敷在聚丙烯腈多孔底膜上形成聚氨酯/沸石共混富氧膜；所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的 厚度為5(Γ200微米。所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，制備過(guò)程如下所述的配方比例按質(zhì) 量百分比計(jì)
(1)制備預(yù)聚體將無(wú)機(jī)沸石、催化劑、溶劑、二異氰酸酯以及端羥基聚合物在45°(下 均勻混合后，在20 °C下反應(yīng)3小時(shí)生成預(yù)聚體，用作制膜料。所述端羥基聚合物為端羥基 聚四氫呋喃，加入量為5%，二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯，加入量為18%，無(wú)機(jī)沸石為Y型， 加入量為2. 55%，催化劑為單丁基氧化錫，加入量為0. 45%、溶劑為四氫呋喃，加入量為74% ；
(2)擴(kuò)鏈交聯(lián)在生成的預(yù)聚體中加入擴(kuò)鏈劑二縮三乙二醇，在60°C下擴(kuò)鏈1小時(shí)成 為鑄膜液，所述擴(kuò)鏈劑的重量是制膜料的5% ；
(3)刮膜將上述鑄膜液用刮刀刮涂在聚丙烯腈多孔底膜上，刮涂厚度為100微米左 右，在空氣中干燥后經(jīng)70° C于烘箱中熱處理36小時(shí)即得聚氨酯/沸石共混富氧膜；制得 的聚氨酯/沸石富氧膜的氧氮分離性能見(jiàn)表1。實(shí)施例4
本發(fā)明一種聚氨酯/沸石共混富氧膜，包括鑄膜液、聚乙烯多孔底膜，所述鑄膜液涂敷 在聚乙烯多孔底膜上形成聚氨酯/沸石共混富氧膜；所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的厚度 為50 200微米。所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，制備過(guò)程如下所述的配方比例按質(zhì) 量百分比計(jì)
(1)制備預(yù)聚體將無(wú)機(jī)沸石、催化劑、溶劑、二異氰酸酯以及端羥基聚合物在25 °(下 均勻混合后，在30 °C下反應(yīng)2小時(shí)生成預(yù)聚體，用作制膜料。所述端羥基聚合物為端羥基聚 乙二醇，加入量為10%，二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯，加入量為15%，無(wú)機(jī)沸石為zeoliteA 型，加入量為3. 9%，催化劑為單丁基氧化錫，加入量為0. 1%、溶劑為甲苯和四氫呋喃等體積 的混合物，總加入量為71%;
(2)擴(kuò)鏈交聯(lián)在生成的預(yù)聚體中加入擴(kuò)鏈劑雙酚A，在30° C下擴(kuò)鏈1. 5小時(shí)成 為鑄膜液，所述擴(kuò)鏈劑的重量是制膜料的10% ；(3)刮膜將上述鑄膜液用刮刀刮涂在聚乙烯多孔底膜上，刮涂厚度為100微米左右， 在空氣中干燥后經(jīng)75° C于烘箱中熱處理36小時(shí)即得聚氨酯/沸石共混富氧膜；制得的 聚氨酯/沸石富氧膜的氧氮分離性能見(jiàn)表1。實(shí)施例5
本發(fā)明一種聚氨酯/沸石共混富氧膜，包括鑄膜液、聚醚砜多孔底膜，所述鑄膜液涂敷 在聚醚砜多孔底膜上形成聚氨酯/沸石共混富氧膜；所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的厚度 為50 200微米。所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，制備過(guò)程如下所述的配方比例按質(zhì) 量百分比計(jì)
(1)制備預(yù)聚體將無(wú)機(jī)沸石、催化劑、溶劑、二異氰酸酯以及端羥基聚合物在20 °(下 均勻混合后，在25 °C下反應(yīng)1小時(shí)生成預(yù)聚體，用作制膜料。所述端羥基聚合物為端羥基 聚丙二醇，加入量為10%，二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯，加入量為10%，無(wú)機(jī)沸石為FAU型， 加入量為1. 7%，催化劑為單丁基氧化錫，加入量為0. 3%、溶劑為乙酸異丙酯，加入量為78% ； (2)擴(kuò)鏈交聯(lián)在生成的預(yù)聚體中加入擴(kuò)鏈劑M0CA，在45° C下擴(kuò)鏈2小時(shí)成為 鑄膜液，所述擴(kuò)鏈劑的重量是制膜料的25% ；
(3)刮膜將上述鑄膜液用刮刀刮涂在聚醚砜多孔底膜上，刮涂厚度為100微米左右， 在空氣中干燥后經(jīng)70° C于烘箱中熱處理48小時(shí)即得聚氨酯/沸石共混富氧膜；制得的 聚氨酯/沸石富氧膜的氧氮分離性能見(jiàn)表1。實(shí)施例6
本發(fā)明一種聚氨酯/沸石共混富氧膜，包括鑄膜液、聚偏氟乙烯多孔底膜，所述鑄膜液 涂敷在聚偏氟乙烯多孔底膜上形成聚氨酯/沸石共混富氧膜；所述聚氨酯/沸石共混富氧 膜的厚度為5(Γ200微米。所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，制備過(guò)程如下所述的配方比例按質(zhì) 量百分比計(jì)
(1)制備預(yù)聚體將無(wú)機(jī)沸石、催化劑、溶劑、二異氰酸酯以及端羥基聚合物在30 °(下 均勻混合后，在40 °C下反應(yīng)3小時(shí)生成預(yù)聚體，用作制膜料。所述端羥基聚合物為端羥基 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，加入量為18%，二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯，加入量為9%，無(wú)機(jī) 沸石為silicalite-1型，加入量為2. 6%，催化劑為單丁基氧化錫，加入量為0. 4%、溶劑為四 氫呋喃，加入量為70%;
(2)擴(kuò)鏈交聯(lián)在生成的預(yù)聚體中加入擴(kuò)鏈劑1，6-己二胺，在30° C下擴(kuò)鏈3小 時(shí)成為鑄膜液，所述擴(kuò)鏈劑的重量是制膜料的19% ；
(3)刮膜將上述鑄膜液用刮刀刮涂在聚偏氟乙烯多孔底膜上，刮涂厚度為100微米左 右，在空氣中干燥后經(jīng)100° C于烘箱中熱處理36小時(shí)即得聚氨酯/沸石共混富氧膜； 制得的聚氨酯/沸石富氧膜的氧氮分離性能見(jiàn)表1。實(shí)施例7
本發(fā)明一種聚氨酯/沸石共混富氧膜，包括鑄膜液、聚砜多孔底膜，所述鑄膜液涂敷在 聚砜多孔底膜上形成聚氨酯/沸石共混富氧膜；所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的厚度為 50 200微米。所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，制備過(guò)程如下所述的配方比例按質(zhì)量百分比計(jì)
(1)制備預(yù)聚體將無(wú)機(jī)沸石、催化劑、溶劑、二異氰酸酯以及端羥基聚合物在20 °(下 均勻混合后，在50 °C下反應(yīng)1小時(shí)生成預(yù)聚體，用作制膜料。所述端羥基聚合物為端羥基 聚丁二烯，加入量為5%，二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯，加入量為5%，無(wú)機(jī)沸石為ZSM-5型， 加入量為1. 8%，催化劑為單丁基氧化錫，加入量為0. 2%、溶劑為四氫呋喃，加入量為88% ；
(2)擴(kuò)鏈交聯(lián)在生成的預(yù)聚體中加入擴(kuò)鏈劑二縮三乙二醇，在30° C下擴(kuò)鏈1小 時(shí)成為鑄膜液，所述擴(kuò)鏈劑的重量是制膜料的30% ；
(3)刮膜將上述鑄膜液用刮刀刮涂在聚砜多孔底膜上，刮涂厚度為100微米左右，在 空氣中干燥后經(jīng)140° C于烘箱中熱處理48小時(shí)即得聚氨酯/沸石共混富氧膜；制得的聚 氨酯/沸石富氧膜的氧氮分離性能見(jiàn)表1。實(shí)施例8
本發(fā)明一種聚氨酯/沸石共混富氧膜，包括鑄膜液、聚丙烯腈多孔底膜，所述鑄膜液涂 敷在聚丙烯腈多孔底膜上形成聚氨酯/沸石共混富氧膜；所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的 厚度為5(Γ200微米。所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，制備過(guò)程如下所述的配方比例按質(zhì) 量百分比計(jì)
(1)制備預(yù)聚體將無(wú)機(jī)沸石、催化劑、溶劑、二異氰酸酯以及端羥基聚合物在25 °(下 均勻混合后，在35 °C下反應(yīng)2小時(shí)生成預(yù)聚體，用作制膜料。所述端羥基聚合物為端羥 基聚二苯基硅氧烷，加入量為10%，二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯，加入量為15%，無(wú)機(jī)沸石 為FAU型，加入量為2. 65%，催化劑為單丁基氧化錫，加入量為0. 35%、溶劑為氯仿，加入量為 72% ；
(2)擴(kuò)鏈交聯(lián)在生成的預(yù)聚體中加入擴(kuò)鏈劑雙酚A，在60° C下擴(kuò)鏈1小時(shí)成為 鑄膜液，所述擴(kuò)鏈劑的重量是制膜料的15% ；
(3)刮膜將上述鑄膜液用刮刀刮涂在聚丙烯腈多孔底膜上，刮涂厚度為100微米左 右，在空氣中干燥后經(jīng)120° C于烘箱中熱處理24小時(shí)即得聚氨酯/沸石共混富氧膜。制得的聚氨酯/沸石富氧膜的氧氮分離性能見(jiàn)表1。表1聚氨酯/沸石富氧膜的氧氮分離性能
權(quán)利要求
一種聚氨酯/沸石共混富氧膜，其特征在于包含下列組份，其配方比例按質(zhì)量百分比計(jì)取1%~5%的無(wú)機(jī)沸石、0.1%~0.5%催化劑、5%~30%二異氰酸酯、5%~30%端羥基聚合物、60%~85%溶劑；將無(wú)機(jī)沸石、催化劑、二異氰酸酯、端羥基聚合物、溶劑混合反應(yīng)生成預(yù)聚體；在預(yù)聚體中加入擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈得到鑄膜液；再將鑄膜液涂敷在高分子多孔底膜上干燥后，形成聚氨酯/沸石共混富氧膜；所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的厚度為50~200微米。
2.按權(quán)利要求1所述的一種聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，其特征在于采用以 下工藝步驟其配方比例按質(zhì)量百分比計(jì)(1)制備預(yù)聚體將1% 5%的無(wú)機(jī)沸石、0.1% 0. 5%催化劑、5% 30% 二異氰酸酯、5% 30% 端羥基聚合物，60% 85%溶劑，在2(T50°C下均勻混合，控制溫度2(T80°C反應(yīng)廣3小時(shí)生成 預(yù)聚體，用作制膜料；(2)擴(kuò)鏈交聯(lián)在步驟(1)制得的預(yù)聚體中加入擴(kuò)鏈劑，加入量為步驟(1)中所得制膜 料總重量的5% 30%，在2(T60°C下擴(kuò)鏈廣3小時(shí)得到鑄膜液；(3)刮膜將步驟(2)所得鑄膜液用刮刀涂敷在高分子多孔底膜上，厚度為5(T200微 米，在空氣中干燥，控制溫度6(T14(TC熱處理24 48小時(shí)后，得到聚氨酯/沸石共混富氧膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，其特征在于所述 擴(kuò)鏈劑為1，4-丁二醇、一縮二乙二醇，二縮三乙二醇、雙酚A、聚氨酯硫化劑二鄰氯二苯胺 甲烷、1，6-己二胺中的一種或幾種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，其特征在于所述 無(wú)機(jī)沸石為Y型、FAU型、silicalite-1型、ZSM-5型或zeoliteA型沸石中的一種或幾種的 混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，其特征在于所述 催化劑為二丁基二月桂酸錫、單丁基氧化錫或二丁基氧化錫中的一種或幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，其特征在于所述 端羥基聚合物為端羥基聚丁二烯、端羥基聚二甲基硅氧烷、端羥基聚四氫呋喃、端羥基聚乙 二醇、端羥基聚丙二醇、端羥基聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、端羥基聚丁二烯或端羥基聚二苯基 硅氧烷中的任意一種或幾種的混合物構(gòu)成，控制分子量為50(T5000。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，其特征在于所述 溶劑為甲苯、四氫呋喃、氯仿、乙酸乙酯、乙酸異丙酯中的一種或幾種的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，其特征在于所述 高分子多孔底膜為聚丙烯腈多孔底膜、聚偏氟乙烯多孔底膜、聚醚砜多孔底膜、聚乙烯多孔 底膜、聚丙烯多孔底膜或聚砜多孔底膜中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，其特征在于所述 二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、1，6-己二異 氰酸酯、酯環(huán)二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的一種或幾種的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚氨酯/沸石共混富氧膜的制備方法，其特征在于所述 無(wú)機(jī)沸石為無(wú)機(jī)沸石粒子在生成預(yù)聚體之前、生成預(yù)聚體之后或擴(kuò)鏈之后加入。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚氨酯/沸石共混富氧膜及其制備方法，屬于膜分離技術(shù)領(lǐng)域。其包含1%~5%的無(wú)機(jī)沸石、0.1%~0.5%催化劑、5%~30%二異氰酸酯、5%~30%端羥基聚合物、60%~85%溶劑；將無(wú)機(jī)沸石、催化劑、二異氰酸酯、端羥基聚合物、溶劑混合反應(yīng)生成預(yù)聚體；在預(yù)聚體中加入擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈得到鑄膜液；再將鑄膜液涂敷在高分子多孔底膜上干燥后，形成聚氨酯/沸石共混富氧膜；所述聚氨酯/沸石共混富氧膜的厚度為50~200微米。本發(fā)明所制備的聚氨酯/沸石共混富氧膜具有氧氣透過(guò)率大、對(duì)氮?dú)獾慕亓袈矢?、?qiáng)度好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是一種高性能、低成本、長(zhǎng)壽命的富氧膜材料。
文檔編號(hào)B01D71/54GK101992032SQ20101051996
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者孫余憑, 張春芳, 白云翔, 顧謹(jǐn) 申請(qǐng)人:江南大學(xué)