气体分离膜的制作方法

本发明涉及气体分离膜、高分子膜的用途、以及从包含二氧化碳的混合气体中分离二氧化碳的方法。

背景技术：

1、来自于发电站、工厂等的排放气体中所含的二氧化碳被认为是全球变暖的一个原因。因此，研究了从排放气体中分离回收二氧化碳的各种方法。

2、在专利文献1中，作为气体透过性高的高分子膜，公开了作为以硅氧烷键(-si-o-si-)为主链的特定结构的高分子的气体透过膜。

3、另外，聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(以下，有时简记为“pc-pos共聚物")由于其高耐冲击性、耐化学试剂性和阻燃性等优异的性质而备受关注。因此，期待在电气·电子设备领域、汽车领域等各种领域中广泛利用。特别是，在移动电话、移动个人电脑、数码相机、摄像机、电动工具等的壳体和其他日用品中的应用正在扩大。

4、但是，作为用于分离二氧化碳的气体分离膜，尚未研究使用聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：日本特开2018-15678号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、在专利文献1公开的技术中，二氧化碳气体的选择性和透过量不充分。另外，气体透过膜的机械强度不充分。

3、本发明涉及二氧化碳的选择性和透过量优异、并且机械强度也优异的、用于从包含二氧化碳的混合气体中分离二氧化碳的气体分离膜。

4、用于解决课题的手段

5、本发明人等发现，通过包含特定的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的气体分离膜，能够解决上述课题。

6、即，本发明涉及下述〔1〕～〔8〕。

7、〔1〕一种气体分离膜，其用于从包含二氧化碳的混合气体中分离二氧化碳，

8、该气体分离膜包含聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(a)，

9、该聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(a)包含聚碳酸酯嵌段(a-1)和聚有机硅氧烷嵌段(a-2)，所述聚碳酸酯嵌段(a-1)仅包含下述通式(i)所示的结构单元的重复，所述聚有机硅氧烷嵌段(a-2)包含下述通式(ii)所示的结构单元的重复，

10、上述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(a)中的上述聚有机硅氧烷嵌段(a-2)的含量为20质量％以上且70质量％以下。

11、「化学式1]

12、

13、[式中，r1和r2各自独立地表示卤素原子、碳数1～6的烷基或碳数1～6的烷氧基。x表示单键、碳数1～8的烷撑基、碳数2～8的烷叉基、碳数5～15的环烷撑基、碳数5～15的环烷叉基、碳数7～15的芳基烷撑基、碳数7～15的芳基烷叉基、-s-、-so-、-so2-、-o-或-co-。r3和r4各自独立地表示氢、卤素原子、碳数1～6的烷基、碳数1～6的烷氧基或碳数6～12的芳基。a和b各自独立地表示0～4的整数。]

14、〔2〕根据〔1〕中记载的气体分离膜，其中，上述聚有机硅氧烷嵌段(a-2)的平均链长n为20～150。

15、〔3〕根据〔1〕或〔2〕中记载的气体分离膜，其中，上述通式(i)中的a和b为0，x为异丙叉基。

16、〔4〕根据〔1〕～〔3〕中任一项记载的气体分离膜，其中，上述通式(ii)中的r3和r4为甲基。

17、〔5〕根据〔1〕～〔4〕中任一项记载的气体分离膜，其中，二氧化碳的透过系数〔单位：barrer〕与膜厚〔单位：μm〕之积为5.0×103以上。

18、〔6〕根据〔1〕～〔5〕中任一项记载的气体分离膜，其中，上述包含二氧化碳的混合气体为排放气体。

19、〔7〕包含聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(a)的高分子膜用于从包含二氧化碳的混合气体中分离二氧化碳的用途，

20、该聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(a)包含聚碳酸酯嵌段(a-1)和聚有机硅氧烷嵌段(a-2)，所述聚碳酸酯嵌段(a-1)仅包含下述通式(i)所示的结构单元的重复，所述聚有机硅氧烷嵌段(a-2)包含下述通式(ii)所示的结构单元的重复，

21、上述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(a)中的上述聚有机硅氧烷嵌段(a-2)的含量为20质量％以上且70质量％以下。

22、「化学式2]

23、

24、[式中，r1和r2各自独立地表示卤素原子、碳数1～6的烷基或碳数1～6的烷氧基。x表示单键、碳数1～8的烷撑基、碳数2～8的烷叉基、碳数5～15的环烷撑基、碳数5～15的环烷叉基、碳数7～15的芳基烷撑基、碳数7～15的芳基烷叉基、-s-、-so-、-so2-、-o-或-co-。r3和r4各自独立地表示氢、卤素原子、碳数1～6的烷基、碳数1～6的烷氧基或碳数6～12的芳基。a和b各自独立地表示0～4的整数。]

25、〔8〕一种从包含二氧化碳的混合气体中分离二氧化碳的方法，其中，包括使包含二氧化碳的混合气体与气体分离膜接触的工序，

26、该气体分离膜包含聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(a)，

27、该聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(a)包含聚碳酸酯嵌段(a-1)和聚有机硅氧烷嵌段(a-2)，所述聚碳酸酯嵌段(a-1)仅包含下述通式(i)所示的结构单元的重复，所述聚有机硅氧烷嵌段(a-2)包含下述通式(ii)所示的结构单元的重复，

28、上述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(a)中的上述聚有机硅氧烷嵌段(a-2)的含量为20质量％以上且70质量％以下。

29、「化学式3]

30、

31、[式中，r1和r2各自独立地表示卤素原子、碳数1～6的烷基或碳数1～6的烷氧基。x表示单键、碳数1～8的烷撑基、碳数2～8的烷叉基、碳数5～15的环烷撑基、碳数5～15的环烷叉基、碳数7～15的芳基烷撑基、碳数7～15的芳基烷叉基、-s-、-so-、-so2-、-o-或-co-。r3和r4各自独立地表示氢、卤素原子、碳数1～6的烷基、碳数1～6的烷氧基或碳数6～12的芳基。a和b各自独立地表示0～4的整数。]

32、发明效果

33、根据本发明，能够提供二氧化碳的选择性和透过量优异、并且机械强度也优异的、用于从包含二氧化碳的混合气体中分离二氧化碳的气体分离膜。此外，应用该技术，能够提供高分子膜的用途、以及从包含二氧化碳的混合气体中分离二氧化碳的方法。

技术特征：

1.一种气体分离膜，其用于从包含二氧化碳的混合气体中分离二氧化碳，

2.根据权利要求1所述的气体分离膜，其中，所述聚有机硅氧烷嵌段(a-2)的平均链长n为20～150。

3.根据权利要求1或2所述的气体分离膜，其中，所述通式(i)中的a和b为0，x为异丙叉基。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的气体分离膜，其中，所述通式(ii)中的r3和r4为甲基。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的气体分离膜，其中，二氧化碳的透过系数与膜厚之积为5.0×103以上，所述透过系数的单位为barrer，所述膜厚的单位为μm。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的气体分离膜，其中，所述包含二氧化碳的混合气体为排放气体。

7.包含聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(a)的高分子膜用于从包含二氧化碳的混合气体中分离二氧化碳的用途，

8.一种从包含二氧化碳的混合气体中分离二氧化碳的方法，其中，包括使包含二氧化碳的混合气体与气体分离膜接触的工序，

技术总结
本发明涉及一种气体分离膜，其用于从包含二氧化碳的混合气体中分离二氧化碳，该气体分离膜包含聚碳酸酯‑聚有机硅氧烷共聚物(A)，该聚碳酸酯‑聚有机硅氧烷共聚物(A)包含聚碳酸酯嵌段(A‑1)和聚有机硅氧烷嵌段(A‑2)，所述聚碳酸酯嵌段(A‑1)仅包含下述通式(I)所示的结构单元的重复，所述聚有机硅氧烷嵌段(A‑2)包含下述通式(II)所示的结构单元的重复，上述聚碳酸酯‑聚有机硅氧烷共聚物(A)中的上述聚有机硅氧烷嵌段(A‑2)的含量为20质量％以上且70质量％以下。式中，R1、R2、R3、R4、X、a、b如说明书中所定义。

技术研发人员：宫根聪,石井宏寿,井手田一茂,石川康弘
受保护的技术使用者：出光兴产株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/10/31