处理填充的微孔膜的方法技术

本发明专利技术涉及处理填充微孔膜表面的方法。所述微孔膜包括聚烯烃基质，分布在整个基质中的无机填料，以及在整个膜中的互连孔网络。所述方法包括依次地(1)使膜的至少一个表面与具有至少一个烷氧基硅烷基团的硅烷官能的多胺化合物的处理组合物接触，使得硅烷官能的多胺化合物与存在于基质中的填料紧密接触；(2)使(1)的膜经受足以实现无机填料和硅烷官能的多胺化合物之间的缩合反应的条件。还提供了经处理的膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】处理填充的微孔膜的方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年11月16日提交的美国专利申请No.15/352,984的优先权，其公开内容由此通过引用整体并入。专利
本专利技术涉及处理可用作过滤和吸附介质的微孔膜的方法，以及通过该方法制备的微孔膜。专利技术背景根据能源部的数据，美国每年由油和天然气井中开采210亿加仑的共同采出水(co-producedwater)。来自井的天然“油”实际上是油/水/气的多相流体。通常，所有三种流体都见于每个烃井和井流出物中。由于其价值和由于环境考虑，需要将油与该流出物分离。这通常是通过在大型储罐中重力沉降来完成的，这需要资本和巨大的空间(这并不总是在现场可获得的)。在机械分离器中或通过储存容器内的减压容易地分离气体。在重油和许多乳化流体体系的情况下，加热原始流体以通过加热掉较轻的馏分并实质上摇动(agitate)它们的分子结构来改变油和水的密度，使得这些流体可以更容易地分离。水则是副产物。已知填充微孔膜是低成本、有效且环境友好的分离介质，用于如上所述从副产物水中分离油。尽管如此，与大多数过滤介质一样，在一段时间内，过滤膜会被残留的油和其他污染物污染。这样的污垢(fouling)会降低通量率，从而降低过滤装置的效率。因此，希望提供用作延长寿命的过滤介质的微孔膜，其具有改进的防污性能，同时保持高通量率。如本文所公开和要求保护的处理填充微孔膜的方法提供了这样的改进的防污性质。专利技术概述本专利技术涉及处理填充微孔膜表面的方法。所述微孔膜包括聚烯烃聚合物基质，分布在整个基质中的细分的、微粒状的、基本上不溶于水的无机填料，以及在整个微孔膜中连通的互连孔网络。所述方法包括依次(1)使膜的至少一个表面与处理组合物接触，所述处理组合物包含具有至少一个烷氧基硅烷基团的硅烷官能的多胺化合物，所述硅烷官能的多胺化合物与存在于基质中的填料紧密接触；(2)使(1)的膜经受足以实现无机填料和硅烷官能的多胺化合物之间的缩合反应的条件。本专利技术还涉及通过各种要求保护的方法制备的经处理的微孔膜。专利技术详述除了在任何操作实施例中或另有指示之外，在说明书和权利要求书中使用的表示成分的量，反应条件等的所有数值应理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。因此，除非有相反指示，否则在以下说明书和所附权利要求书中列出的数值参数是近似值，其可以根据本专利技术要获得的所需性质而变化。至少，并且不是试图限制将等同原则应用到权利要求书的范围，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的数值并通过应用普通的舍入技术来解释。尽管阐述本专利技术广泛范围的数值范围和参数是近似值，但具体实施例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含必然由其各自的测试测量中可见的标准偏差引起的某些误差。此外，应该理解的是，本文记载的任何数值范围旨在包括其中包含的所有子范围。例如，“1至10”的范围旨在包括所记载的最小值1和所记载的最大值10之间(并且包括端点)的所有子范围，即，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。如在本说明书和所附权利要求书中所使用的，冠词“一个”，“一种”和“该”包括复数指示物，除非明确且毫不含糊地限于一个指示物。本文提出的本专利技术的各种实施方案和实施例各自被理解为对本专利技术的范围是非限制性的。本专利技术涉及处理填充微孔膜表面的方法。所述微孔膜包括聚烯烃聚合物基质，分布在整个基质中的细分的、微粒状的、基本上不溶于水的无机填料，以及在整个微孔膜中连通的互连孔网络。所述方法包括依次(1)使膜的至少一个表面与处理组合物接触，所述处理组合物包含具有至少一个烷氧基硅烷基团的硅烷官能的多胺化合物，所述硅烷官能的多胺化合物与存在于基质中的填料紧密接触；(2)使(1)的膜经受足以实现无机填料和硅烷官能的多胺化合物之间的缩合反应的条件。如本文所用，“微孔材料”或“微孔膜”或“微孔片材”是指具有互连孔网络的材料，其中，在无处理、无涂层、无印刷油墨、无浸渍剂和预粘合的基础上，孔的体积平均直径在0.001至1.0微米范围内，并且占如下文所讨论的微孔材料的至少5体积％。聚烯烃聚合物基质可包含本领域已知的任意许多已知聚烯烃材料。在一些情况下，衍生自至少一种烯属不饱和单体的不同聚合物可与聚烯烃聚合物组合使用。这样的聚烯烃聚合物的合适实例可包括但不限于衍生自乙烯、丙烯和/或丁烯的聚合物，例如聚乙烯，聚丙烯和聚丁烯。高密度和/或超高分子量聚烯烃，例如高密度聚乙烯，也是合适的。聚烯烃基质也可包括共聚物，例如乙烯和丁烯的共聚物或乙烯和丙烯的共聚物。超高分子量(UHMW)聚烯烃的非限制性实例可包括基本上线型的UHMW聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。由于UHMW聚烯烃不是具有无限分子量的热固性聚合物，因此它们在技术上被归类为热塑性材料。超高分子量聚丙烯可包括基本上线型的超高分子量全同立构聚丙烯。通常，这样的聚合物的全同立构度为至少95％，例如至少98％。尽管对UHMW聚乙烯的特性粘度的上限没有特别限制，但在一个非限制性实例中，特性粘度可以为18至39分升/克，例如18至32分升/克。尽管对UHMW聚丙烯的特性粘度的上限没有特别限制，但在一个非限制性实例中，特性粘度可以为6至18分升/克，例如7至16分升/克。就本专利技术的目的而言，通过将UHMW聚烯烃的几种稀溶液的比浓粘度或固有粘度外推至零浓度来确定特性粘度，其中溶剂是新鲜蒸馏的十氢化萘，已经向其中加入0.2重量％，3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸，新戊烷四基酯(neopentanetetraylester)[CAS登记号6683-19-8]。由根据ASTMD4020-81的一般程序，使用UbbelohdeNo.1粘度计在135℃下获得的相对粘度确定UHMW聚烯烃的比浓粘度或特性粘度，不同之处在于采用几种不同浓度的稀溶液。根据以下等式，UHMW聚乙烯的标称分子量经验上与聚合物的特性粘度相关：其中M是标称分子量，而是UHMW聚乙烯的特性粘度，以分升/克为单位表示。类似地，根据以下等式，UHMW聚丙烯的标称分子量经验上与聚合物的特性粘度相关：其中M是标称分子量，是UHMW聚丙烯的特性粘度，以分升/克为单位表示。可以使用基本上线型的超高分子量聚乙烯和较低分子量聚乙烯的混合物。在某些实施方案中，UHMW聚乙烯的特性粘度为至少10分升/克，并且较低分子量聚乙烯的ASTMD1238-86条件E熔体指数为小于50克/10分钟，例如小于25克/10分钟，例如小于15克/10分钟，和ASTMD1238-86条件F熔体指数为至少0.1克/10分钟，例如至少0.5克/10分钟，例如至少1.0克/10分钟。在该实施方案中使用的UHMW聚乙烯的量(以重量百分比计)描述于美国专利No.5,196,262的第1栏第52行至第2栏第18行，该公开内容通过引用并入本文。更具体地，所使用的UHMW聚乙烯的重量百分比参照美国专利No.5,196,262的图6描述；即，参考图6的多边形ABCDEF，GHCI或JHCK描述，该图通过引用并入本文。较低分子量聚乙烯(LMWPE)的标称分子量低于UHMW聚乙烯的标称分子量。LMWPE是热塑性材料，并且已知许多不同类型。一种分类方法是按照ASTMD1248-84(1989年重新批准)通过密度分类，密度以克/立方厘米为单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.处理微孔膜表面的方法，所述膜包含聚烯烃聚合物基质；分布在整个基质中的细分的微粒状、基本上不溶于水的无机填料；和在整个微孔膜中连通的互连孔网络，所述方法包括依次：(1)使膜的至少一个表面与处理组合物接触，所述处理组合物包含具有至少一个烷氧基硅烷基团的硅烷官能的多胺化合物，所述硅烷官能的多胺化合物与存在于基质中的填料紧密接触；和(2)使(1)的膜经受足以实现无机填料和硅烷官能的多胺化合物之间的缩合反应的条件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.16 US 15/352,9841.处理微孔膜表面的方法，所述膜包含聚烯烃聚合物基质；分布在整个基质中的细分的微粒状、基本上不溶于水的无机填料；和在整个微孔膜中连通的互连孔网络，所述方法包括依次：(1)使膜的至少一个表面与处理组合物接触，所述处理组合物包含具有至少一个烷氧基硅烷基团的硅烷官能的多胺化合物，所述硅烷官能的多胺化合物与存在于基质中的填料紧密接触；和(2)使(1)的膜经受足以实现无机填料和硅烷官能的多胺化合物之间的缩合反应的条件。2.权利要求1的方法，其中所述硅烷官能的多胺化合物包括选自以下的含胺化合物的硅烷官能的衍生物：聚乙烯亚胺，含氨基的多糖，N-(3-氨基丙基)-1,4-丁二胺，N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4-丁二胺，N-(3-氨基丙基)-N'–[3-(3-氨基丙基)氨基]丙基]丙烷-1,3-二胺，1,13-二氨基-5,9-二氮杂十三烷，三亚乙基四胺，二亚乙基三胺，1-(2-氨基乙基)哌嗪及其混合物。3.权利要求2的方法，其中硅烷官能的含氨基的多糖包括硅烷官能的聚葡糖胺。4.权利要求1的方法，其中硅烷官能的多胺选自3-三甲氧基甲硅烷基丙基)二亚乙基三胺，三甲氧基甲硅烷基丙基改性的(聚乙烯亚胺)，二甲氧基甲硅烷基甲基丙基改性的(聚乙烯亚胺)及其混合物。5.权利要求1的方法，其中硅烷官能的多胺化合物包括(i)具有至少一个伯氨基和/或至少一个仲氨基的多胺与(ii)环氧官能的硅烷的反应产物。6.权利要求5的方法，其中所述多胺(i)选自聚葡糖胺，聚乙烯亚胺，三亚乙基四胺，二亚乙基三胺，1-(2-氨基乙基)哌嗪及其混合物。7.权利要求5的方法，其中环氧官能的硅烷(ii)选自二环氧官能的硅烷，环氧环己基硅烷，环氧环己基烷基硅烷，缩水甘油氧基烷基硅烷及其混合物。8.权利要求7的方法，其中环氧-硅烷化合物是选自以下的缩水甘油氧基烷基硅烷：(3-缩水甘油氧基丙基)三烷氧基硅烷，(...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭群晖，J·C·彼特斯，L·M·帕里尼洛，L·K·安德森，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：美国,US