高分子功能性膜及其制造方法
【專利說明】高分子功能性膜及其制造方法 【技術領域】
[0001] 本發明涉及在離子交換膜、反滲透膜、正滲透膜或氣體分離膜等中有用的高分子 功能性膜及其制造方法。 【【背景技術】】
[0002] 作為高分子功能性膜，已知有作為具有各種功能的膜的離子交換膜、反滲透膜、正 滲透膜或氣體分離膜等。
[0003] 例如，離子交換膜被用于電氣脫鹽（EDI :Electrodeionization)、連續電氣脫鹽 (CEDI Continuous Electrodeionization)、電滲析（ED :Electrodialysis)、反向電滲析 (EDR ：Electrodialysis reversal)等中。
[0004] 電氣脫鹽（EDI)是為了達成離子傳輸而使用離子交換膜和電位從水性液體中去 除離子的水處理工藝。與現有的離子交換之類的其它凈水技術不同，電氣脫鹽不要求使用 酸或氫氧化鈉之類的化學藥品，可用于生產超純水。電滲析（ED)和反向電滲析（EDR)為從 水和其它流體中去除離子等的電化學分離工藝。
[0005] 在離子交換膜中進行了迀移率和pH耐性的改良研宄（例如參見專利文獻1~3)。 但是，要求其作為高分子功能性膜的性能的進一步提高，此外還要求高分子功能性膜的特 性的提尚。
[0006] 【現有技術文獻】
[0007] 【專利文獻】
[0008] 專利文獻1 :國際公開第2011/073637號小冊子
[0009] 專利文獻2 :國際公開第2011/073638號小冊子
[0010] 專利文獻3 :國際公開第2011/025867號小冊子 【
【發明內容】
】
[0011] 【發明所要解決的課題】
[0012] 根據本發明人的研宄可知，對于現有的高分子功能性膜來說，例如PH耐性還有能 夠進一步提高的余地，并且為了特別提高作為高分子功能性膜的用途，進一步降低透水率 是很重要的。
[0013] 本發明的課題在于提供高分子功能性膜及其制造方法，該高分子功能性膜能夠用 于廣泛的用途，透水率的抑制和PH耐性優異而不會降低各種物質的迀移率。其中，本發明 的課題特別在于提供透水率的抑制、離子迀移率和PH耐性優異的作為離子交換膜的高分 子功能性膜。
[0014] 【解決課題的手段】
[0015] 鑒于上述問題，本發明人對適于高分子功能性膜的聚合性化合物進行了深入研 宄。其結果發現，使用了具有下述通式（1)所表示的結構的多官能聚合性化合物的高分子 功能性膜不僅顯示出了良好的離子迀移率和PH耐性，而且在作為離子交換膜使用時還顯 示出了良好的低透水率。本發明是基于這些技術思想而達成的。
[0016] 即，本發明的上述課題通過下述手段得以解決。
[0017] 〈1> 一種高分子功能性膜，其是使含有（A)下述通式（1)所表示的聚合性化合物和 (B)單官能聚合性化合物的組合物進行固化而成的。
[0018] 【化1】
[0019]
【主權項】
1. 一種高分子功能性膜，其是使含有（A)下述通式（1)所表示的聚合性化合物和（B) 單官能聚合性化合物的組合物進行固化而成的， 【化1】
通式（1)中，R1表示氫原子或甲基；Q表示從3~6元的多元醇上除去m2個羥基的氫 原子后的多元醇殘基，L表示2價連接基團；ml表示0或1 ;m2表示3~6的整數;ml為0 時，L表示-CH2CH2CH2- ;ml為1時，m2為3,Q表示作為3元多元醇的*-C(L2-〇H) 3的羥基的 氫原子被除去3個后的多元醇殘基，L表示-(QftkOh-L1-;此處，*表示與（甲基）丙烯酰 胺的氮原子鍵合的鍵接部，L2表示2價連接基團，k表示2或3, 1表示0~6的整數；L1表 示碳原子數為2~4的直鏈亞烷基或者支化亞烷基，L1的結合鍵與（甲基）丙烯酰胺的氮 原子鍵接；其中，L1中，鍵接在L1兩端的氧原子和氮原子不采取鍵接在L1的同一碳原子上 的結構；并且3個1的合計滿足0~18。
2. 如權利要求1所述的高分子功能性膜，其中，上述（A)通式（1)所表示的聚合性化合 物為下述通式（2)所表示的聚合性化合物， 【化2】
通式（2)中，R1表示氫原子或甲基；L1表示碳原子數為2~4的直鏈亞烷基或者支化亞 烷基；其中，L1中，鍵接在L1兩端的氧原子和氮原子不采取鍵接在L1的同一碳原子上的結 構；L2表示2價連接基團；k表示2或3 ;x、y和z各自獨立地表示0~6的整數，x+y+z滿 足0~18。
3. 如權利要求1所述的高分子功能性膜，其中，上述（A)通式（1)所表示的聚合性化合 物為下述通式（3)所表示的聚合性化合物， 【化3】
通式（3)中，R1表示氫原子或甲基；Z表示從3~6元的多元醇上除去n個羥基的氫原 子后的多元醇殘基；n表示3~6的整數。
4. 如權利要求3所述的高分子功能性膜，其中，上述通式（3)中的Z為從甘油、赤蘚醇、 木糖醇、甘露醇、山梨糖醇、季戊四醇或二季戊四醇上除去n個羥基的氫原子后的多元醇殘 基。
5. 如權利要求1~4的任一項所述的高分子功能性膜，其中，上述（B)單官能聚合性化 合物具有解離基團。
6. 如權利要求5所述的高分子功能性膜，其中，上述解離基團選自磺基或其鹽、羧基或 其鹽、銨基和吡啶鑰基。
7. 如權利要求1~6的任一項所述的高分子功能性膜，其中，上述（B)單官能聚合性化 合物為（甲基）丙烯酸酯化合物或（甲基）丙烯酰胺化合物。
8. 如權利要求3~7的任一項所述的高分子功能性膜，其中，上述組合物中的上述（A) 通式（3)所表示的聚合性化合物的含量為1質量％~40質量％。
9. 如權利要求2、5~8的任一項所述的高分子功能性膜，其中，相對于上述⑶單官能 聚合性化合物100質量份，上述（A)通式（2)所表示的聚合性化合物為1質量份~45質量 份。
10. 如權利要求3~9的任一項所述的高分子功能性膜，其中，相對于上述⑶單官能 聚合性化合物100質量份，上述（A)通式（3)所表示的聚合性化合物為10質量份~200質 量份。
11. 如權利要求1~10的任一項所述的高分子功能性膜，其中，上述組合物進一步含有 (E)溶劑。
12. 如權利要求11所述的高分子功能性膜，其中，上述（E)溶劑為選自水和水溶性溶劑 中的溶劑。
13. 如權利要求11或12所述的高分子功能性膜，其中，上述組合物中的上述（E)溶劑 的含量為10質量％~50質量％。
14. 如權利要求1~13的任一項所述的高分子功能性膜，其中，該高分子功能性膜具有 支持體。
15. 如權利要求1~14的任一項所述的高分子功能性膜，其中，該高分子功能性膜是使 上述組合物浸滲到上述支持體后使該組合物進行固化反應而成的。
16. 如權利要求1~15的任一項所述的高分子功能性膜，其中，上述高分子功能性膜為 離子交換膜、反滲透膜、正滲透膜或氣體分離膜。
17. -種高分子功能性膜的制造方法，在該制造方法中，對含有（A)下述通式（1)所表 示的聚合性化合物和（B)單官能聚合性化合物的組合物照射能量射線來使組合物聚合， 【化4】
通式（1)中，R1表示氫原子或甲基；Q表示從3~6元的多元醇上除去m2個羥基的氫 原子后的多元醇殘基，L表示2價連接基團；ml表示0或1 ;m2表示3~6的整數;ml為0 時，L表示-CH2CH2CH2- ;ml為1時，m2為3,Q表示作為3元多元醇的*-C(L2-〇H) 3的羥基的 氫原子被除去3個后的多元醇殘基，L表示-(QftkOh-L1-;此處，*表示與（甲基）丙烯酰 胺的氮原子鍵合的鍵接部，L2表示2價連接基團，k表示2或3, 1表示0~6的整數；L1表 示碳原子數為2~4的直鏈亞烷基或者支化亞烷基，L1的結合鍵與（甲基）丙烯酰胺的氮 原子鍵接；其中，L1中，鍵接在L1兩端的氧原子和氮原子不采取鍵接在L1的同一碳原子上 的結構；并且3個1的合計滿足0~18。
18. 如權利要求17所述的高分子功能性膜的制造方法，其中，上述（A)通式⑴所表示 的聚合性化合物為下述通式（2)所表示的聚合性化合物， 【化5】
通式（2)中，R1表示氫原子或甲基；L1表示碳原子數為2~4的直鏈亞烷基或者支化亞 烷基；其中，L1中，鍵接在L1兩端的氧原子和氮原子不采取鍵接在L1的同一碳原子上的結 構；L2表示2價連接基團；k表示2或3 ;x、y和z各自獨立地表示0~6的整數，x+y+z滿 足0~18。
19. 如權利要求17所述的高分子功能性膜的制造方法，其中，上述（A)通式⑴所表示 的聚合性化合物為下述通式（3)所表示的聚合性化合物， 【化6】
通式（3)中，R1表示氫原子或甲基；Z表示從3~6元的多元醇上除去n個羥基的氫原 子后的多元醇殘基；n表示3~6的整數。
【專利摘要】一種高分子功能性膜，其是使含有(A)下述通式(1)所表示的聚合性化合物和(B)單官能聚合性化合物的組合物進行固化而成的。通式(1)
【IPC分類】B01D71-40, B01D71-82, B01J39-20, B01D67-00, C08J5-18, C08F220-58, B01J41-14, C08J5-22, B01J47-12
【公開號】CN104703682
【申請號】CN201380050703
【發明人】高本哲文, 天生聰仁, 山田和奏
【申請人】富士膠片株式會社
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年9月26日
【公告號】EP2902096A1, US20150259488, WO2014050993A1