用于中空纤维膜灌封剂的聚氨基甲酸酯树脂组合物以及中空纤维膜模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于中空纤维膜灌封剂的聚氨基甲酸醋树脂组合物W及中空纤 维膜模块，并且更具体地，设及用于中空纤维膜灌封剂的聚氨基甲酸醋树脂组合物和包含 该组合物的中空纤维膜模块，该聚氨基甲酸醋树脂组合物对内压/外压具有优良抗性，并且 还具有优良的密封性能，防污性质等等。
【背景技术】
[0002] 对于液体或气体的分离，聚合物膜被用于多个领域，比如医学、半导体、电池和生 物工程领域、乳制品、饮料和食品、水处理领域等等。此类聚合物膜可W W平坦的片材膜模 块、螺旋缠绕模块、中空纤维膜模块等等的形式被制备，并且然后被应用于每个领域。通常， 中空纤维膜模块在被制造为外压型模块（external pressure type module)、内压型模块 (internal pressure type module)、浸没型模块等等之后被应用。
[0003] 中空纤维膜模块是使用中空纤维作为分离膜的过滤装置。此类中空纤维膜模块已 经被广泛地用于超滤或微滤领域，比如包括水处理的工业领域、包括血液处理的医学领域 等等。特别地，其需求在家用水净化器、工业水净化器、人造肾、人造肺等等的使用中迅速地 增长。近来，需要大规模的中空纤维膜模块，W便降低处理成本。
[0004] 中空纤维膜模块、特别是外压型或内压型中空纤维膜模块通过将中空纤维膜插入 到圆柱形壳体(case)中并且将其两端或一端用树脂密封的工艺制造，并且该工艺被称为灌 封。用于灌封中空纤维膜模块的粘合剂或填充剂组合物包括聚氨基甲酸醋、环氧树脂等等， 并且流动路径通过切割(cutting)该组合物来形成W制造中空纤维膜模块。该中空纤维膜 模块必须在使用期间针对外压或在清洗中空纤维膜期间针对空气压力保持抗性和耐久性。 如果不运样，就会出现问题，比如漏水和膜的破裂。为此，重要的是，中空纤维膜模块的灌封 区域具有对力的抗性、伴随中空纤维膜的密封性能、防污性质等等。
[0005] 日本专利公布第1998-375496号公开了用于分离膜模块的灌封组合物，其包括山 梨醇聚缩水甘油酸、聚胺、双酪环氧树脂和氨基甲酸醋改性的环氧树脂。然而，由于该组合 物特别包括双酪环氧树脂，所W难W将该组合物用作用于水处理模块的灌封组合物，所述 双酪环氧树脂是有环境问题的内分泌干扰化学品。
[0006] 韩国专利公布第2002-0065207号公开了防止其损坏的中空纤维膜的涂层，但在用 于中空纤维膜的涂层的材料与填充剂和粘合剂比如环氧树脂、氨基甲酸醋等等之间可W发 生脱离，并且在灌封中空纤维膜的步骤中还需要另外的涂覆步骤。因而，在生产过程中存在 困难。
[0007] 因此，存在开发用于中空纤维膜灌封剂的聚氨基甲酸醋树脂组合物的需求，该聚 氨基甲酸醋树脂组合物具有优良的机械性质、密封性能、耐化学性等等，W使中空纤维膜模 块的污染最小化且防止中空纤维膜的脱离。
[000引现有技术文献
[0009] [专利文献]
[0010] (专利文献0001)日本专利公布第1998-375496号
[0011] (专利文献0002)韩国专利公布第2002-0065207号 [0012] 发明详述
[0013] [技术问题]
[0014] 本发明提供用于中空纤维膜灌封剂的聚氨基甲酸醋树脂组合物，其对内压/外压 具有优良的抗性，并且还具有优良的密封性能、防污性质等等。
[0015] 另外，本发明提供中空纤维膜模块。
[0016] [技术解决方案]
[0017] 本发明提供用于中空纤维膜灌封剂的聚氨基甲酸醋树脂组合物，所述聚氨基甲酸 醋树脂组合物包含:聚氨基甲酸醋树脂，其包含多元醇化合物的残基和聚异氯酸醋化合物 的残基；W及亲水性添加剂。
[0018] 另外，本发明提供中空纤维膜模块，其至少一端用中空纤维膜灌封剂密封，所述中 空纤维膜灌封剂包含:粘合剂树脂，所述粘合剂树脂包括聚氨基甲酸醋树脂，所述聚氨基甲 酸醋树脂包含多元醇化合物的残基和聚异氯酸醋化合物的残基；W及亲水性添加剂，所述 亲水性添加剂分散在粘合剂树脂中并且包括聚氧乙締-聚氧丙締嵌段共聚物。
[0019] 下文中，将更加详细地描述根据本发明的具体实施方案的用于中空纤维膜灌封剂 的聚氨基甲酸醋树脂组合物和中空纤维膜模块。
[0020] 根据本发明的实施方案，提供了用于中空纤维膜灌封剂的聚氨基甲酸醋树脂组合 物，所述聚氨基甲酸醋树脂组合物包含:聚氨基甲酸醋树脂，所述聚氨基甲酸醋树脂包含多 元醇化合物的残基和聚异氯酸醋化合物的残基；W及亲水性添加剂。
[0021 ]本发明人认识到，中空纤维膜模块必须在使用期间针对外压或在清洗中空纤维膜 期间针对空气压力保持抗性和耐久性，如果不运样，就会出现问题，比如漏水和膜的破裂， 并且因此，用树脂密封中空纤维膜的两端或一端的灌封过程是非常重要的，并且需要用于 该灌封剂的组合物的机械性能的改善，运导致该研究。结果是，他们发现：用于中空纤维膜 灌封剂的组合物(该组合物包含聚氨基甲酸醋树脂和亲水性添加剂，所述聚氨基甲酸醋树 脂包含W特定比率的多元醇化合物的残基和聚异氯酸醋化合物的残基)呈现对内压/外压 的优良抗性，并且还呈现优良的密封性能、防污性质等等，从而完成本发明。
[0022] 特别地，用于中空纤维膜灌封剂的聚氨基甲酸醋树脂组合物包含在聚氨基甲酸醋 树脂中的亲水性添加剂，W对灌封层提供亲水性，从而减少在中空纤维膜和灌封层之间的 界面处的污染。用于中空纤维膜灌封剂的聚氨基甲酸醋树脂组合物还减小灌封层的硬度， W提供缓冲，从而防止中空纤维膜灌封层的脱离。
[0023] 如本文所使用，中空纤维膜灌封剂是用于密封中空纤维膜的两端或一端的组合 物，并且该中空纤维膜灌封剂用W密封中空纤维膜的端部W制备灌封层。
[0024] 亲水性添加剂可W包括聚氧乙締-聚氧丙締嵌段共聚物，并且还包括聚乙二醇 (PEG)、聚环氧乙烧(PEO)、甘油(丙S醇）、聚乙締化咯烧酬(PVP)、或其混合物。
[0025] 在亲水性添加剂中，特别地，聚氧乙締-聚氧丙締嵌段共聚物具有高的分散能力和 乳化能力W及优良的界面吸附，并且因此，聚氧乙締-聚氧丙締嵌段共聚物可W用于将聚氨 基甲酸醋原材料容易地混合。另外，聚氧乙締-聚氧丙締嵌段共聚物的聚氧乙締由于其径基 而呈现出亲水性，并且因此，当该嵌段共聚物与聚氨基甲酸醋树脂混合W用作用于中空纤 维膜灌封剂的聚氨基甲酸醋树脂组合物时，可W制备示出伴随中空纤维膜的优良的密封性 能W及在界面处的防污性质的中空纤维膜灌封层。
[00%]聚氧乙締-聚氧丙締嵌段共聚物可W具有l，000g/mol至10,000g/mol的重均分子 量，并且优选地，2,000g/mol至8,000g/mol的重均分子量。如果嵌段共聚物的分子量太低， 则粘性变低，并且因此将嵌段聚合物混合在聚氨基甲酸醋树脂中可能是困难的。如果嵌段 共聚物的分子量太高，则大量泡沫在聚氨基甲酸醋树脂中产生。
[0027] 聚氧乙締-聚氧丙締嵌段共聚物可W包含10重量份数至80重量份数、并且优选地 30重量份数至50重量份数的基于聚氧乙締的重复单元。由于基于聚氧乙締的重复单元呈现 亲水性，所W包含其的聚氧乙締-聚氧丙締嵌段共聚物可W具有高的亲水性。另外，基于聚 氧乙締的重复单元很少从用于中空纤维膜灌封剂的聚氨基甲酸醋组合物中丢失，并且因 此，优选地使用W上文的重量比包含基于聚氧乙締的重复单元的嵌段共聚物。
[0028] 基于总的100重量份数的用于中空纤维膜灌封剂的聚氨基甲酸醋树脂组合物，可 W包含Wl重量份数至20重量份数、优选地1重量份数至10重量份数、并且更优选地1重量份 数至5重量份数的量的亲水性添加剂。如果亲水性添加剂的含量太小，则亲水性的改善可能 是轻微的。如果亲水性添加剂的含量太大，则用于中空纤维膜灌封剂的聚氨基甲酸醋树脂 组合物可能具有太低的硬度。
[0029] 同时，被包含在用于中空纤维膜灌封剂的聚氨基甲酸醋树脂组合物中的聚氨基甲 酸醋树脂可W包含多元醇化合物的残基和聚异氯酸醋化合物的残基。
[0030] 多元醇化合物的残基和聚异氯酸醋化合物的残基可W W3:l至1:3、并且优选地2: 1至1:2的重量比混合。特别地，多元醇化合物和聚异氯酸醋化合物可W W上文的比率被包 含，W制备具有优良的耐久性的聚氨基甲酸醋树脂，其可W用于水处理，因为在被应用于中 空纤维膜模块时洗脱量是小的。
[0031] 基于总的100重量份数的用于中空纤维膜灌封剂的聚氨基甲酸醋树脂组合物，可 W W80重量份数至99重量份数、并且优选地95重量份数至99重量份数的量来包含聚氨基甲 酸醋树脂。
[0032] 构成聚氨基甲酸醋树脂的多元醇化合物可W包括基于聚酸的多元醇、基于聚醋的 多元醇、基于聚内醋的多元醇、基于聚締控的多元醇、基于藍麻油的多元醇、或其混合物，并 且优选地基于藍麻油的多元醇，其对人体无毒并且具有优良的稳定性。
[0033] 聚异氯酸醋化合物意指具有多个异氯酸醋基团的化合物。聚异氯酸醋化合物可W 是包括脂肪族官能团、脂环族官能团、芳脂族官能团、芳香族官能团和杂环官能团的聚异氯 酸醋，并且通过化学式Q(NC0)n代表。在本文中，n是2至4的整数，并且Q是具有2个至18个碳 原子、优选地6个至10个碳原子的脂肪族的、脂环族的、芳香族的或芳脂族的控官能团。聚异 氯酸醋化合物的具体实例可W包括二异氯酸醋、1,4-四亚甲基二异氯酸醋、1,6-六亚甲基 二异氯酸醋化DI )、1，12-十二烧二异氯酸醋、环下烧-1，3-二异氯酸醋、环己烧-1，3-二异氯 酸醋、环己烧-1,4-二异氯酸醋、1-异氯酸基-3,3,5-S甲基-5-异氯酸基甲基-环己烧、2,4-六氨甲苯二异氯酸醋、2，6-六氨甲苯二异氯酸醋、六氨化-1，3-亚苯基二异氯酸醋、六氨化-1，4-亚苯基二异氯酸醋、全氨化-2，4 二苯基甲烧二异氯酸醋、全氨化-4，4 二苯基甲烧 二异氯酸醋、1，3-亚苯基二异氯酸醋、1，4-亚苯基二异氯酸醋、1，4-杜締二异氯酸醋(孤I)、 4,4'-二苯乙締二异氯酸醋、3,3'-二甲基-4,4'-亚联苯基二异氯酸醋(TODI)、甲苯2,4-二 异氯酸醋、甲苯2，6-二异氯酸醋(TDI)、二苯基甲烧-2，4 ' -二异氯酸醋(MDI)、2，2 ' -二苯基 甲烧二异氯酸醋(MDI)、二苯基甲烧-4,4'-二异氯酸醋(MDI)、亚糞基-1,5-异氯酸醋(NDI) 或其两种或更多种的混合物，并且优选地