[发明专利]离子交换组合物、制备方法以及由其制得的材料

说明书

本发明提供了一种离子交换聚合物组合物，其包含第一交联剂和第二交联剂。所述第一交联剂包括包含季铵基团的经交联的离子单体。本发明也提供了一种用于制备所述离子交换聚合物组合物的方法，以及由所述离子交换聚合物组合物制得的材料。

技术领域

本发明涉及离子交换聚合物组合物，更特别地涉及经交联的离子交换聚合物组合物和由这些聚合物组合物制得的具有低水含量和良好的离子交换容量的离子交换材料。

背景技术

离子交换材料常在多种应用中用以从流体中处理和去除可离子化组分。用于流体处理的流过式床或流过式装置可以以颗粒、织物或膜的形式使用交换材料或组分。离子交换官能度起作用从而在电场中将一类离子传输经过材料，同时显著或有效地阻挡相反极性的大多数离子。阴离子交换聚合物和材料带有阳离子基团，所述阳离子基团排斥阳离子，并对阴离子具有选择性。阳离子交换聚合物和材料带有阴离子基团，所述阴离子基团排斥阴离子，并对阳离子具有选择性。

增加离子交换聚合物中的交联密度可改进由聚合物制得的离子交换材料的机械完整性，并降低水含量，但增加交联密度也可将材料的离子交换容量降低至不可接受的水平。

以引用方式并入本说明书的美国专利No.7,968,663公开了由经交联的季铵单体（第一交联剂）的聚合而制得的阴离子交换聚合物。

希望制备离子交换聚合物和材料，其具有用于聚合物和材料的低水含量、增加的交联密度和良好的离子交换容量。

发明内容

在一个实施例中，离子交换聚合物组合物包含第一交联剂和第二交联剂，其中所述第一交联剂包括包含季铵基团的经交联的离子单体。

在另一实施例中，一种用于制备离子交换聚合物组合物的方法包括聚合第一交联剂与第二交联剂，其中所述第一交联剂包括包含季铵基团的经交联的离子单体。

在另一实施例中，一种膜包含离子交换聚合物组合物，所述离子交换聚合物组合物包含第一交联剂和第二交联剂，其中所述第一交联剂包括包含季铵基团的经交联的离子单体。

各个实施例提供了耐化学且防污的具有增加的交联密度的离子交换聚合物组合物。所述组合物以更低的成本制备材料（如膜），所述材料具有改进的机械性质、平滑表面、良好的离子交换容量和低的且更可控的水吸收。

附图说明

附图为示出了离子交换膜的离子交换容量（IEC）和水含量对第一交联剂中的叔胺（DMAPMA）与环己烷二甲醇二缩水甘油醚的摩尔比的图。

具体实施方式

除非上下文明确另外指出，否则单数形式“一种”、“一个”和“所述”包括复数的指示对象。描述相同特性的所有范围的端点可独立组合，并包括所述端点。所有参考文献以引用方式并入本说明书。

与量相连使用的修饰语“约”包括所述的值，并具有上下文所述的含义（例如包括与特定量的测量相关的公差范围）。

“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生、或者随后指出的材料可能存在或可能不存在，并且该描述包括其中事件或情况发生或其中材料存在的实例、和其中事件或情况不发生或材料不存在的实例。

在一个实施例中，离子交换聚合物组合物包含第一交联剂和第二交联剂，其中所述第一交联剂包括包含季铵基团的经交联的离子单体。

在一个实施例中，离子交换聚合物组合物可为具有阳离子基团的阴离子。第一交联剂包括经交联的离子单体。在一个实施例中，离子单体包含至少一个阳离子季铵基团。在另一实施例中，离子单体包含至少一个乙烯基，如丙烯酸类基团（acrylic group）。在另一实施例中，离子单体包含至少两个离子官能团和至少两个乙烯基。