[发明专利]用于水蒸气输送的共混膜和用于制备其的方法

说明书

本申请涉及一种用于水蒸气输送的共混膜和用于制备其的方法，提供用于ERV和其他水蒸气输送应用的水蒸气输送膜。膜包括基底和被涂覆在基底上的不透气的选择性层，该选择性层包含纤维素衍生物和磺化的聚芳醚酮。提供用于制造此类膜的方法。方法包括将涂覆溶液/分散体应用于基底并且允许涂覆溶液/分散体干燥以在基底上形成不透气的选择性层，所述涂覆溶液/分散体包含纤维素衍生物和磺化的聚芳醚酮。在某些实施方案中，磺化的聚芳醚酮呈阳离子形式和/或选择性层、磺化的聚芳醚酮呈阳离子形式和/或涂覆溶液/分散体包含以在约7:3至2:3的范围内的sPEEK:CA(wt.:wt.)比率的sPEEK和CA。

本申请是申请日为2015年06月16日，申请号为201580032299.1，发明名称为“用于水蒸气输送的共混膜和用于制备其的方法”的申请的分案申请。

本申请要求2014年6月16日提交的、标题为“SULFONATED POLYETHERETHER KETONECOMPOSITE MEMBRANES FOR ENTHALPY EXCHANGE AND OTHER WATER VAPOR TRANSPORTAPPLICATIONS”的、Huizing等人的美国临时专利申请第62/012,533号的权益，该美国临时专利申请被转让给本发明的受让人并且以其整体通过此引用并入本文。

领域

本申请涉及是选择性地可渗透的膜。根据某些实施方案的膜的特定的应用是用于水蒸气输送。选择性地使水蒸气通过的膜具有例如在能量回收通风(energy recoveryventilation)(‘ERV’)系统中的应用。

背景

在建筑物中，通常合意的是提供空气的交换，使得来自建筑物内部的空气被排出并且用来自建筑物外部的新鲜空气替换。这在其中建筑物的内部比外部空气温暖得多的较冷的地带(‘加热应用’)或在其中建筑物的内部被空气调节并且比外部空气冷得多的炎热地带(‘冷却应用’)中存在能量成本。在加热应用中，新鲜空气典型地比建筑物内部的空气较冷且较干燥。将新鲜空气加热和加湿需要能量。在冷却应用中，新鲜空气典型地比建筑物内部的空气较温暖且较潮湿。将新鲜空气冷却和除湿需要能量。对于加热和冷却应用所需的能量的量可以通过在出去的空气与进来的空气之间传递热和湿气来降低。这可以使用包括膜的ERV系统来完成，所述膜将进来的空气流和出去的空气流分离。膜的特性是ERV系统的性能中的重要因素。

理想地，在ERV系统中的膜应当是：透气的，使得膜可以维持进来的空气流和出去的空气流的有效分离；具有高导热率，用于在进来的空气流与出去的空气流之间的有效热传递；并且提供高水蒸气输送，用于在进来的空气流与出去的空气流之间的有效的湿气传递，但基本上阻断其他气体的通过。获得这些特性典型地有利于薄膜的使用。

除了以上还合意的是，膜是足够坚固以用于商业用途的、对生产有成本效益的、并且符合任何适用的规章。至少某些管辖范围具有涉及ERV系统中使用的膜的可燃性的规章。例如，UL 94是由美国的保险商实验室(Underwriters Laboratories)发布的标准，其涉及用于设备和器件中的部件的塑料的可燃性。UL 94提供用于薄膜的另外的分类VTM-0、VTM-1、VTM-2。UL 723是由保险商实验室发布的另一个标准，其提供用于建筑材料的表面燃烧特性的测试。

存在解决这些问题中的某些或全部的、适于ERV应用和/或其他水蒸气输送应用的膜的需求。

概述

本发明具有许多方面。一个方面提供具有改进的水蒸气渗透率和改进的水蒸气输送选择性的膜。此类膜可以被并入ERV芯和ERV系统中。另一个方面提供并入此类膜的ERV芯和ERV系统。

在某些实施方案中，提供水蒸气输送膜。该膜包括基底和被涂覆在基底的第一表面上的不透气的选择性层，选择性层包括至少一种纤维素衍生物和至少一种磺化的聚芳醚酮。在某些实施方案中，磺化的聚芳醚酮呈阳离子形式。