[发明专利]使用于粘合膜的双组分聚氨酯粘合剂的多元醇组分增稠的氢化天然油

说明书

公开了一种用于分离设备的高渗透双组分聚氨酯粘合剂，诸如薄膜式复合反渗透过滤膜。双组分粘合剂的聚异氰酸酯反应性侧包含氢化蓖麻油或其衍生物以增加粘度并提供触变性质。出乎意料地，这些高粘度聚异氰酸酯反应性组分提供了一种对在这种分离设备中使用的膜表现出优异的渗透的双组分聚氨酯粘合剂。还公开了一种使用这些双组分聚氨酯粘合剂将这些膜粘合到分离设备的一个或多个其他部件上的方法。

技术领域

本发明涉及双组分可固化聚氨酯体系，该体系用作粘合剂以将分离设备的部件(诸如用于反渗透的膜叶片)粘合在一起。当将两种组分组合时，本发明的组合物产生能够有效渗透分离膜的聚氨酯粘合剂。在一个实施方案中，本发明还涉及使用这种双组分可固化聚氨酯体系粘合的膜叶片。这种可固化体系的一种组分包含异氰酸酯官能预聚物，其是包含聚异氰酸酯和聚丙二醇的混合物的反应产物。该预聚物每个分子平均包含至少两个异氰酸酯官能团。双组分体系的另一组分是包含异氰酸酯反应性组分的组合物。这两种组分必须分别存储。这两种组分刚好在使用前混合，并通常在混合之后1至8小时内在一起反应(“固化”)以形成聚合物。通常，但并非总是如此，异氰酸酯反应性组分是能够与聚异氰酸酯预聚物反应，从而形成聚氨酯(如果多元醇反应)或聚脲(如果多胺反应)的多元醇或多胺。在一个优选的实施方案中，本发明涉及通过将蓖麻油基触变剂混入异氰酸酯反应性组分中来提高这些双组分聚氨酯粘合剂组合物的粘度和剪切稀化。

背景技术

双组分可固化聚氨酯粘合剂体系是常用的粘合剂，以粘合用于过滤的反渗透膜。存在对这些粘合剂的性能要求，诸如良好的耐化学性、对膜的良好渗透性以及在过滤和洗涤由这些膜构成的过滤元件期间没有气泡形成。通常，在构造期间粘合剂对膜的高渗透导致由使用粘合剂的膜构造的过滤元件的较少起泡问题。因此，期望配制具有这些反渗透膜的良好渗透性的双组分可固化聚氨酯粘合剂体系。

可以使用多种方法施用混合的双组分可固化聚氨酯粘合剂体系。重要的是，在构造过滤元件期间，必须在膜的边缘上或附近以窄带或小珠的形式施用粘合剂。因此，粘度是这些双组分粘合剂的重要特征。双组分粘合剂在混合后需要具有足够高的粘度，以防止粘合剂小珠流挂或过度散布。

新混合的粘合剂的粘度将是每种组分的粘度的综合。每种涂覆方法均要求新混合的粘合剂在不同的限定粘度范围内才能成功使用；低于该范围，所涂覆的混合物将不能接受地铺展并流淌，并且超过该范围，所混合的粘合剂可能无法涂覆均匀或根本无法涂覆。因此，粘度的控制是反渗透膜的良好渗透的重要参数。技术人员可以理解，在足够高的粘度(使得在反渗透过滤元件的构造期间施用到膜上的所施用的双组分可固化粘合剂的小珠不流挂或散开)与足够低的粘度(使粘合剂穿透膜以实现充分的粘合)之间也存在微妙的平衡。

存在许多在双组分可固化聚氨酯粘合剂体系中使用的有机和无机增稠剂/流变改性剂。典型的无机增稠剂或流变改性剂是有机粘土、二氧化硅诸如硅烷改性的气相二氧化硅。然而，尽管这些无机流变改性剂可以增加粘度，但是它们也降低了膜渗透性。此外，这些添加剂增加粘度所需的高负载量也降低了粘合性能。

发明内容

发明人已经出乎意料地发现，当添加到这些双组分粘合剂体系的异氰酸酯反应性组分中时，相对高水平的蓖麻油蜡有效地提高混合的粘合剂的粘度，同时不会对混合的粘合剂的膜渗透性产生有害影响。在某些情况下发现违反直觉的结果，其中较高粘度的粘合剂组合物提供较高的膜渗透性。

蓖麻油蜡，也称为氢化蓖麻油，是衍生自蓖麻油(其是可再生资源)的非危险性有机流变改性剂。它具有很高的触变性。如本领域中已知的，触变性是时间依赖性的剪切稀化性质，其中流体的粘度在较高的剪切速率下降低，然后在去除剪切后需要一段时间才能恢复到原始的高粘度。在本发明中，将氢化蓖麻油或其衍生物与作为双组分聚氨酯粘合剂体系的一部分的异氰酸酯反应性组分混合。通常，但并非总是如此，异氰酸酯反应性组分是多元醇，诸如(非氢化)蓖麻油。这些氢化蓖麻油蜡的加入产生了高度触变性多元醇，当与聚异氰酸酯组分混合以形成粘合剂时，该高度触变性多元醇产生粘合剂，该粘合剂能够实现用于反渗透的膜的惊人的高渗透性粘合剂。