[发明专利]用可固化粘合剂组合物制备螺旋缠绕过滤模块的方法及由其制备的模块

说明书

本申请要求于2014年10月1日提交的并入本文中的美国临时申请No.62/058,468的权益。

技术领域

本发明涉及多包装式、无溶剂的粘合剂组合物、其在过滤技术领域中、具体地讲在制备螺旋缠绕过滤模块中的用途以及由其制备的模块，所述粘合剂组合物可通过在存在合适催化剂的情况下迈克尔供体与迈克尔受体的迈克尔反应来获得。

背景技术

除非另外指明，否则术语“超滤”在本文旨在涵盖微量过滤、纳米过滤、超滤、反渗透和气体分离。

螺旋缠绕过滤模块包括围绕渗透收集管缠绕的隔膜片、渗透载体和进料隔板。每个隔膜片具有隔膜侧和背衬侧，并且通常沿着其宽度对折以呈现两个隔膜叶片，这两个隔膜叶片沿着折叠线一体地接合而形成叶片包(leaf packet)。每个叶片包中的隔膜叶片被取向成使得该隔膜片的隔膜侧彼此面对。如果在螺旋缠绕过滤模块中使用两个或更多个叶片包，则通过以下方式将每两个叶片包粘结在一起而形成隔膜封套：通过粘合剂将远离渗透收集管的叶片的叶片侧边缘和叶片轴向边缘密封。这些封套的构造只允许从径向方向穿过隔膜叶片来达到渗透载体。

已使用两部分可固化异氰酸酯基粘合剂来制造螺旋缠绕过滤模块。

发明内容

本发明涉及多包装式、无溶剂的环境温度可固化粘合剂组合物，该粘合剂组合物具有低毒性(即，无异氰酸酯)并且在固化时具有适当特性，使得其适用于过滤应用，并且特别是适用于制备螺旋缠绕过滤模块。

在一个方面，本发明的特征在于制备螺旋缠绕过滤模块的方法。该模块包括渗透收集管以及围绕收集管缠绕的一个或多个隔膜叶片包；每个隔膜叶片包具有第一隔膜叶片和第二隔膜叶片，并且每个隔膜叶片具有隔膜侧和背衬侧。该方法包括通过将多官能迈克尔供体、多官能迈克尔受体和迈克尔反应催化剂合并，来制备多包装式、无溶剂的粘合剂组合物的混合物；将该粘合剂组合物的混合物施加到第一隔膜叶片的背衬侧的至少一部分上；围绕收集管缠绕隔膜叶片包；以及让该粘合剂组合物硬化和固化，从而将第二隔膜叶片的背衬侧粘结到第一隔膜叶片的背衬侧。

在一些实施例中，该粘合剂组合物表现出在25℃下1,000厘泊(cP)至100,000cP的初始粘度，以及在25℃和50％相对湿度下固化7天后不小于60的肖氏A硬度。

在一个实施例中，该粘合剂组合物还包含最多75重量％的填料。

在一个实施例中，该催化剂具有pKa大于11的共轭酸。

在另一个方面，本发明的特征在于包括渗透收集管和一个或多个隔膜叶片包的螺旋缠绕过滤模块。每个隔膜叶片包具有第一隔膜叶片和第二隔膜叶片，并且第一隔膜叶片和第二隔膜叶片中的每一者具有隔膜侧和背衬侧。一个或多个隔膜叶片包围绕收集管缠绕，使得通过包含多官能迈克尔供体、多官能迈克尔受体和迈克尔反应催化剂的反应产物的粘合剂组合物，将第二隔膜叶片的背衬侧粘结到第一隔膜叶片的背衬侧。

本发明的多包装式、无溶剂的粘合剂组合物在多包装组合时表现出适当的初始粘度和胶凝时间，以便在将粘合剂施加到隔膜片后允许粘合剂渗透到隔膜片中。该粘合剂还表现出对强酸性和碱性溶液的良好含水化学品耐受性、良好水解稳定性以及优异柔性。这些特性尤其有利于制造用于食品与乳制品应用的螺旋缠绕元件，例如反渗透过滤器，以及其他应用。

通过下文的进一步说明，本发明的进一步目标将变得显而易见。

附图说明

图1是隔膜片的局部透视图。

图2是隔膜叶片包的透视图。

图3是作为本发明一个实施例的包括隔膜叶片包的、部分组装的螺旋缠绕模块的透视图(部分剖开)。

图4是作为本发明另一个实施例的包括形成隔膜封套的两个隔膜叶片包的、部分组装的螺旋缠绕模块的透视图(部分剖开)。

术语表

关于本发明，这些术语具有下述含义：

“迈克尔反应”是指负碳离子或亲核体与活化的α,β-不饱和羰基化合物或基团的加成反应。“迈克尔反应”是熟知的用于形成碳-碳键的反应，并且涉及稳定的负碳离子对α,β-不饱和羰基化合物的1,4加成。