Композиция для склеивания полимерных мембран разделительных элементов

 

Использование: склеивание мембран из поливинилтриметилсилана, полидиметилсилоксана, поли-4-метилпентена-1, ацетата целлюлозы и т.д. Сущность: композиция включает, мас. ч. : полифенил- силсесквиоксандиорганосилоксановый блоксополимер 100 и катализатор холодного отверждения кремнийорганических полимеров 4 - 10. Блоксополимер получают согидролизом фенилтрихлорсилана и олигоорганосилокана с концевыми гидроксил- или хлорсодержащими группами. Проницаемость 1-го компонента для мембраны из ацетата целлюлозы (при использовании катализатора АГМ-9) составляет, л/м²часaт; по Не - для исходной мембраны 120, после склейки 120; по N₂ - для исходной мембраны 0,34, после склейки 0,34; по He-N₂ - для исходной мембраны 12, после склейки 12. 2 табл.

Изобретение относится к композициям для склеивания мембран из поливинилтриметилсилана, полидиметилсилоксана, поли-4-метилпентена-1, ацетата целлюлозы, которые используются для изготовления мембранных аппаратов (плоскорамных, рулонных, волоконных).

Известна композиция для склеивания полимерных мембран разделительных элементов, включающая смесь простого полиэфира Лапрол 5003-2Б-10, дифенилметандиизоцианата и полиизоцианатов большой молекулярной массы, содержащую минеральные наполнители и пигменты, и катализатор отверждения - диметилбензиламин.

Клеевое соединение на основе этой композиции не является достаточно герметичным в силу недостаточного химического сродства материала клея к материалу мембраны. При этом разделительные характеристики элементов, полученных с использованием этой композиции в несколько раз хуже разделительных характеристик исходной мембраны.

Целью данного изобретения является создание клеевой композиции, обеспечивающей высокую герметичность клеевого соединения с сохранением селективных свойств мембранных элементов.

Эта задача решается тем, что композиция для склеивания полимерных мембран разделительных элементов, включающая высокомолекулярное соединение и катализатор холодного отверждения, в качестве высокомолекулярного соединения содержит жидкий полифенилсилсесквиоксандиорганосилоксановый блоксополимер, полученный согидролизом фенилтрихлорсилана и олигоорганосилоксана с концевыми гидроксил- или хлорсодержащими группами, а в качестве катализатора холодного отверждения - катализатор отверждения кремнийорганических полимеров, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.: Полифенилсилсескви- оксандиорганосилокса- новый блоксополимер 100 Катализатор холодного отверждения 4-10.

Получение жидкого полифенилсилсесквиоксандиорганосилоксанового блоксополимера основано на взаимодействии толуольных растворов фенилтрихлорсилана (1) и олигоорганосилоксана с концевыми функциональными группами (гидроксил-, хлор-) (II) при молярном соотношении 1:11 = =(10-96):1 с последующим добавлением полученного толуольного раствора смеси исходных реагентов конц. 40-55 мас.% к водно-толуольной смеси, причем количество толуола берут из расчета образования согидролизата конц. 20-30 мас.% и количество воды из расчета получения 5-10 мас.% раствора соляной кислоты. Затем проводят отмывку согидролизата водой и выделение полимера.

В качестве катализатора может быть использована смесь (полученная при комнатной температуре) -аминопропилтриэтоксисилана и этилсиликата-40 (ГОСТ 267371-84) при их соотношении (1:10) либо любой катализатор типа -аминопропилтриэтоксисилана (АГМ-9) (ТУ 6-02-724-77), диметиламинометилтриэтоксисилана (АДЭ-3) (ТУ 6-02-537-87), раствора диэтилдикаприлата олова в тетраэтоксисилане при соотношении 1:4 (К-18) (ТУ 8-02-805-78) и так далее (см. табл. 1). Количество катализатора отверждения по отношению к полифенилсилсесквиоксандиорганосилоксановому блоксополимеру определяется только технологией склейки мембранного элемента и равно 4-10 мас.ч. на 100 мас.ч. блоксополимера, поскольку при содержании катализатора < 4 мас.ч. необоснованно увеличивается время отверждения клеевой композиции, а при содержании катализатора более 10 мас.ч. очень высокая скорость отверждения, что исключает возможность практического использования клеевой композиции при существующем уровне технологии изготовления мембранных элементов. Разработанная клеевая композиция позволила сохранить "селективность" мембранного элемента за счет того, что при отверждении клеевой композиции образуется клеевое соединение, материал которого полностью соответствует по структуре газопроницаемости и химической природе материалу исходной полимерной мембраны и обеспечивает герметичность клеевого шва за счет высокой функциональности исходного полифенилсилсесквиоксандиорганосилоксанового блоксополимера, используемого в клеевой композиции.

В табл. 1 представлены результаты испытания мембранных элементов для различных катализаторов отверждения для мембраны из ацетата целлюлозы.

Как видно из табл. 1, селективность изготовленных мембранных элементов в зависимости от типа катализатора изменяется в пределах 10%.

В табл. 2 приведены результаты испытаний мембранных элементов, изготовленных из различных мембран и клеевой композиции при соотношении блоксополимер: катализатор = 100:7 (катализатор АГМ-9).

Мембранные элементы, изготовленные на основе различных полимеров при использовании клеевой композиции по изобретению сохраняют свойства исходного полимера.

Формула изобретения

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СКЛЕИВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МЕМБРАН РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, включающая высокомолекулярное соединение и катализатор холодного отверждения, отличающаяся тем, что в качестве высокомолекулярного соединения она содержит жидкий полифенилсилсесквиоксандиорганосилоксановый блоксополимер, полученный согидролизом фенилтрихлорсилана и олигоорганосилоксана с концевыми гидроксил- или хлорсодержащими группами, а в качестве катализатора холодного отверждения - катализатор отверждения кремнийорганических полимеров при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.: Полифенилсилсесквиоксандиорганосилоксановый блоксополимер 100 Катализатор холодного отверждения 4 - 10

РИСУНКИ

Рисунок 1