利用UV固化的聚氨酯对螺旋过滤模块的折叠保护及其提供方法与流程

利用uv固化的聚氨酯对螺旋过滤模块的折叠保护及其提供方法
技术领域
1.本公开总体上涉及用作螺旋卷绕过滤组件中使用的膜的增强涂层的材料。


背景技术：

2.目前，行业正在利用螺旋卷绕过滤组件来处理水、食物和饮料材料。粘合剂广泛地用于组装这些组件的膜叶片部件。在元件滚转过程中，膜叶片通常会在渗透水管处“折皱”或“折叠”，从而形成膜叶片薄弱点。此类组件的细节是已知的并且可以在例如美国专利号4,842,736和7,303,675中找到，所述美国专利中的每一个的内容通过引用整体并入。
3.粘合剂已经被用作折叠膜叶片区域上的涂层，以尝试在折叠区域为膜提供改善的耐久性并且防止使用期间的泄漏。在一些应用中，膜组件接受用强氯溶液或高温(70-85℃)和高ph(11.0-12.5)溶液进行的每日清洁。用于折叠保护的粘合剂必须能够耐受这些清洁溶液、高温和高ph条件，并且保持其机械完整性，而不会从膜材料开裂或脱层。
4.目前有两种类型的粘合剂用作折叠保护材料；一种是可固化的双组分聚氨酯粘合剂，并且另一种是可固化的丙烯酸酯粘合剂。聚氨酯具有良好的柔韧性和对高ph/温度环境的耐受性，但需要长固化时间(8小时至数天)。长固化时间限制聚氨酯粘合剂在生产折叠膜组合件时的离线处理。已经提出将可uv固化丙烯酸酯粘合剂用作折叠保护材料。一些丙烯酸酯粘合剂对于这种用途来说太脆。更柔韧的丙烯酸酯粘合剂：1)在短暂uv暴露下无法实现无粘性表面，并且2)在上文提及的所需的高温和ph条件下容易失去完整性、粘附性并且使膜剥离。因此，双组分聚氨酯粘合剂和丙烯酸酯粘合剂作为膜折叠保护材料均不是最佳的。
5.从这个角度来看，需要可快速固化并且还具有良好柔韧性和对高ph/温度环境的耐受性的高性能折叠保护粘合剂。


技术实现要素：

6.本公开的一个方面提供杂化双组分双重固化粘合剂。粘合剂组合两种组分的反应固化聚氨酯化学物质和uv固化丙烯酸酯化学物质。杂化粘合剂在暴露于短时间段uv辐射后提供无粘性表面，并且提供减少的收缩和增加的柔韧性。杂化粘合剂对在高温和高ph下操作的清洁溶液处理具有增强的耐受性。在粘合剂中，调整聚氨酯与丙烯酸酯的比例，以优化uv固化、耐化学性和成本。
7.本公开的另一方面提供膜叶片，所述膜叶片具有施加在折叠区域上的杂化双组分双重固化粘合剂。
8.本公开的另一方面提供将杂化双组分双重固化粘合剂施加至膜折叠区域的方法。
9.一般而言，除非另有明确说明，否则所公开的材料和方法可以交替地配制为包含以下、由以下组成或基本上由以下组成：本文公开的任何适当的组分、部分或步骤。此外或可替代地，所公开的材料和方法可以配制为不含或基本上不含现有技术组合物中使用的或
实现本公开的功能和/或目的另外不必要的任何组分、材料、成分、佐剂、部分、物质和步骤。
附图说明
10.现在参考附图，其中相同的元件在几幅图中相同地编号：
11.图1是卷绕过滤组件的一个实施方案的示意图。
12.图2是膜的示意性横截面图。
13.图3是过滤叶片的示意性横截面图。
14.图4是具有邻近折叠线施加的可固化组合物的切割膜的示意图。
15.图5是围绕进料间隔件折叠的切割膜的示意图。
具体实施方式
16.除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。如本文针对各种实施方案中的每一个所用，以下定义适用。
17.除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个(种)(a和an)”和“所述或该(the)”包括复数指代对象。
18.如本文结合数值使用的，约或“大约”是指数值
±
10％、优选地
±
5％、更优选地
±
1％或更小。
19.如本文所使用的，“至少一个(种)”意为1个(种)或多个(种)，即1、2、3、4、5、6、7、8、9或更多个(种)。对于成分，该表示是指成分的类型，而不是分子的绝对数量。因此，“至少一种聚合物”意为例如可以使用至少一种类型的聚合物(即，一种类型的聚合物或几种不同聚合物的混合物)。
20.如本文所使用的，术语“包含(comprising、comprises和comprised of)”与“包括(including和includes)”或“含有(containing和contains)”同义，并且是包含性的或开放式的，并且不排除另外的、未列举的成员、要素或方法步骤。
21.当以范围、优选范围、上限值、下限值或优选的上限值和下限值的形式表示量、浓度、尺寸和其他参数时，应当理解的是通过将任何上限值或优选上限值与任何下限值或优选下限值组合可获得的任何范围也被具体地公开(无论所获得的范围在上下文中是否被明确提及)。
22.优选的和优选地在本文中常常用于指代本公开的在某些情况下可以提供特定益处的实施方案。然而，对一个或多个可优选的或优选的实施方案的列举并不意味着其他实施方案是不可用的，并且不意欲将那些其他实施方案排除在本公开的范围之外。
23.单组分或单部分(1k)组合物是具有足以制备、仓储和运输给最终用户的商业稳定性的单一配制物。1k组合物可以在不添加任何附加组分的情况下使用，并且在暴露于合适的条件下会交联或固化。如本文所使用的，双组分或两部分(2k)组合物具有两种或更多种组分。组分中的每种都与其他组分分开制备、仓储和运输。紧接在使用之前混合组分。组分的混合使固化反应开始，因此混合后的商业储存是不可能的。
24.除非另有说明，否则结合本文所述的组合物引用的所有百分比均指相对于单部分(1k)组合物的所有组分的最终组合物或者相对于两部分(2k)组合物的所提及部分中的所
有组分的最终组合物的重量百分比(重量％)。
25.烷基是指含有碳原子和氢原子(例如，1至8个碳原子)的一价基团，其是烷烃的基团并且包括直链构型和支链构型。烷基基团的实例包括但不限于：甲基；乙基；丙基；异丙基；正丁基；异丁基；仲丁基；叔丁基；正戊基；正己基；正庚基；以及2-乙基己基。在本发明中，此类烷基基团可以是未被取代的或者可以任选地被取代。优选的取代基包括选自卤素、硝基、氰基、酰胺基、氨基、磺酰基、亚硫酰基、硫烷基(sulfanyl)、硫氧基(sulfoxy)、脲、硫脲、胺磺酰基、磺酰胺和羟基的一个或多个基团。特别地，上文列出的示例性烃基的卤代衍生物可以作为合适的被取代的烷基基团的实例而被提及。优选的烷基基团包括含有1至6个碳原子的未被取代的烷基基团(c
1-c6烷基)，例如含有1至4个碳原子的未被取代的烷基基团(c
1-c4烷基)。
26.亚烷基是指含有碳原子(例如，1至20个碳原子)的二价基团，其是烷烃的基团并且包括直链有机基团和支链有机基团，其可以是未被取代的或可以任选地被取代。优选的亚烷基基团包括含有1-12个碳原子的未被取代的亚烷基基团(c
1-c
12
亚烷基)，例如含有1至6个碳原子的未被取代的亚烷基基团(c
1-c6亚烷基)或含有1至4个碳原子的未被取代的亚烷基基团(c
1-c4亚烷基)。
27.烯基基团是指含有碳原子(例如，2至20个、有利地2至10个，更有利地2至6个碳原子)和至少一个双键的脂肪族碳基团。烯烃可以是烯丙基基团。烯烃可以含有一个或多个共轭双键。与前述烷基基团类似，烯基基团可以是直链的、支链的或环状的，并且可以是未被取代的或可以任选地被取代。c
2-c8烯基基团的实例包括但不限于：烯丙基；异戊二烯基；2-丁烯基；以及2-己烯基。
[0028]“烷氧基”是指结构-or，其中r是烃基。
[0029]“炔烃”或“炔基”是指在链碳原子之间含有一个或多个三键的烃链或烃基。炔烃可以是直链烃链或支链烃基。炔烃可以是环状的。炔烃可以含有1至20个碳原子、有利地1至10个碳原子、更有利地1至6个碳原子。炔烃可以含有一个或多个共轭三键。在一些实施方案中，炔烃可以被取代。
[0030]“胺”是指包含至少一个-nhr基团的分子，其中r可以是共价键、h、烃基或聚醚。在一些实施方案中，胺可以包含多个-nhr基团(其可以被称为多胺)。
[0031]
单独使用或作为较大部分(如在“芳烷基基团”中)的一部分使用的“芳基”或“ar”是指未被取代的或任选被取代的单环体系、双环体系和三环体系，其中单环体系是芳族的，或者双环体系或三环体系中的至少一个环是芳族的。双环体系和三环体系包括苯并稠合的2-3元碳环。示例性芳基基团包括：苯基；茚基；萘基、四氢萘基、四氢茚基；四氢蒽基；以及蒽基。
[0032]
丙烯酸酯是指一价-o-c(o)-c＝c部分。甲基丙烯酸酯是指一价-o-c(o)-c(ch3)＝c部分。(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
[0033]
丙烯酰基(acr)是指-c(o)-c＝c部分。甲基丙烯酰基(mcr)是指-c(o)-c(ch3)＝c部分。(甲基)丙烯酰基是指丙烯酰基和甲基丙烯酰基。
[0034]“酯”是指结构r-c(o)-o-r’，其中r和r’是独立选择的具有或不具有杂原子的烃基基团。烃基基团可以是被取代的或未被取代的。
[0035]“卤素”或“卤化物”是指选自氟、氯、溴和碘的原子。
[0036]“杂”是指结构中的一个或多个杂原子。示例性杂原子独立地选自n、o和s、除碳或氢之外的原子，例如氮、氧、磷或硫。表述“被至少一个杂原子间断”意为残基的主链包含作为链成员的至少一个杂原子。
[0037]“杂芳基”是指单环或多环的芳环体系，其中结构中的一个或多个环原子是杂原子。示例性杂原子独立地选自n、o和s。环状环可以通过键连接或是稠合的。杂芳基可以含有5至约30个碳原子；有利地5至12个碳原子，并且在一些实施方案中5至6个碳原子。示例性杂芳基包括呋喃基、咪唑基、嘧啶基、四唑基、噻吩基、吡啶基、吡咯基、噻唑基、异噻唑基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、喹啉基和异喹啉基。在一些实施方案中，杂芳基被取代。
[0038]“烃基”是指含有碳原子和氢原子的基团。烃基可以是直链基团、支链基团或环状基团。烃基可以是烷基、烯基、炔基或芳基。在一些实施方案中，烃基被取代。
[0039]
除非另有规定，否则“分子量”是指重均分子量。数均分子量mn以及重均分子量mw根据本发明通过凝胶渗透色谱法(gpc，也称为sec)在23℃使用苯乙烯标准物测定。该方法是本领域技术人员已知的。多分散性衍生自平均分子量mw和mn。其被计算为pd＝mw/mn。多分散性表示分子量分布的宽度，并且因此表示多分散聚合物中各个链的不同聚合度的宽度。对于许多聚合物和缩聚物，约2的多分散性值适用。严格的单分散性将以值1存在。例如小于1.5的低多分散性表示比较窄的分子量分布。
[0040]“低聚物”是指已聚合形成分子的所限定的少量重复单体单元，如2-5000个单元、有利地10-1000个单元。低聚物是术语聚合物的子集。
[0041]“聚醚”是指在聚合物主链中含有多个醚基(每个醚基包含连接顶部两个烃基基团的氧原子)的聚合物。聚醚链中的重复单元可以相同或不同。示例性聚醚包括均聚物(如聚甲醛、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚环氧丁烷、聚四氢呋喃)和共聚物(如聚(环氧乙烷共环氧丙烷)和eo封端的聚环氧丙烷)。
[0042]“聚酯”是指含有多个酯键的聚合物。聚酯可以是直链的或支链的。
[0043]“聚合物”是指链长和分子量大于低聚物的任何聚合产物。聚合物可以具有约20至约25000的聚合度。如本文所使用的，聚合物包括低聚物和聚合物。聚合条件意为适合将单体组合成聚合物的反应条件。
[0044]“多元醇”是指包含两个或更多个-oh基团的分子。多元醇还可以在分子上具有其他官能团。术语“多元醇”包括单一多元醇或者两种或更多种多元醇的混合物。
[0045]
室温是指约22℃至25℃的温度。
[0046]“被取代的”是指在分子上任何可能的位置中存在一个或多个取代基。有用的取代基是不会显著削弱所公开的反应方案的那些基团。示例性取代基包括例如h、卤素、(甲基)丙烯酸酯、环氧基、氧杂环丁烷、脲、氨基甲酸酯、n3、ncs、cn、nco、no2、nx1x2、ox1、c(x1)3、c(卤素)3、coox1、sx1、si(ox1)ix
23-i
、烷基、醇、烷氧基；其中x1和x2各自独立地包含h、烷基、烯基、炔基或芳基，并且i是0至3的整数。
[0047]“硫醇”是指包含至少一个-sh基团的分子。在一些实施方案中，硫醇可以包含多个-sh基团(其可称为多硫醇)。
[0048]
粘合剂可以包括一种或多种多官能多元醇。如本文所使用的，多官能多元醇是具有两个或更多个oh基团和任选存在的其他官能团的分子。多官能多元醇包括来自各种供应商(如invista、basf、huntsman、univar和bayer)的芳族聚酯和聚醚多元醇、脂肪族聚酯和
聚醚多元醇、聚丙二醇多元醇、蓖麻油基多元醇、聚己内酯多元醇和聚碳酸酯多元醇。多官能多元醇可以具有60g/mol至6000g/mol的mw。在一些实施方案中，多官能多元醇可以具有140g/mol至4000g/mol的mw。
[0049]
多官能多元醇可以包括短链多元醇。短链多元醇具有小于1000g/mol(优选地60g/mol至1000g/mol)的典型mw。有用的短链多元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇。
[0050]
粘合剂可以包括一种或多种(甲基)丙烯酸酯单体。(甲基)丙烯酸酯单体包括单官能(甲基)丙烯酸酯单体、多官能(甲基)丙烯酸酯单体及其组合。所述单官能(甲基)丙烯酸酯单体可以选自单官能(甲基)丙烯酸烷基酯、单官能(甲基)丙烯酸烯基酯和单官能杂环(甲基)丙烯酸酯，其中所述烷基是具有1至20个碳原子的烷基基团，其可以具有一个或多个取代基；所述烯基是具有2至20个碳原子的烯基基团，其可以具有一个或多个取代基；并且所述杂环是具有2至20个碳原子且具有选自氮和氧的杂原子的杂环基，其可以具有一个或多个取代基；所述一个或多个取代基可以选自具有1至20个碳原子的烷基基团、具有1至20个碳原子的烷氧基基团、具有6至20个碳原子的芳氧基基团、具有3至20个碳原子的环烷氧基基团和羟基。
[0051]
多官能(甲基)丙烯酸酯单体可以选自多官能(甲基)丙烯酸烷基酯、多官能(甲基)丙烯酸烯基酯和多官能杂环(甲基)丙烯酸酯，其中所述烷基是具有1至20个碳原子的烷基基团，其可以具有一个或多个取代基；所述烯基是具有2至20个碳原子的烯基基团，其可以具有一个或多个取代基；并且所述杂环是具有2至20个碳原子且具有选自氮和氧的杂原子的杂环基，其可以具有一个或多个取代基；所述一个或多个取代基可以选自具有1至20个碳原子的烷基基团、具有1至20个碳原子的烷氧基基团、具有6至20个碳原子的芳氧基基团、具有3至20个碳原子的环烷氧基基团和羟基。
[0052]
(甲基)丙烯酸酯单体的代表性实例包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸双环戊烯基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸双环戊二烯酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯、己内酯丙烯酸酯、吗啉(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯及其组合。
[0053]
粘合剂可以包括一种或多种(甲基)丙烯酸酯单体，所述(甲基)丙烯酸酯单体包括二官能(甲基)丙烯酸酯或三官能(甲基)丙烯酸酯，如聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四氢呋喃(甲基)丙烯酸酯和四氢呋喃二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、二(甲基)丙烯酸己二醇酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(“tmptma”)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(“triegma”)、甲基丙烯酸苄酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二甲基丙烯酸酯、二-(五亚甲基二醇)二甲基丙烯酸酯、四亚乙基二甘醇二丙烯酸酯、双甘油四甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸四亚甲酯、二甲基丙烯酸亚乙酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和双酚-a单(甲基)丙烯酸酯和双酚-a二(甲基)丙烯酸酯(如乙氧基化双酚-a(甲基)丙烯酸酯(“ebipma”))、双酚-f单(甲基)丙烯酸酯和双酚-f二(甲基)丙烯酸酯(如乙氧基化双酚-f(甲基)丙烯酸酯)。
[0054]
粘合剂可以包括一种或多种(甲基)丙烯酸酯官能化的氨基甲酸酯。有用的(甲基)
4,4
’‑
二苯基二异氰酸酯、含硫的二异氰酸酯(如可通过使2摩尔的二异氰酸酯与1摩尔的硫二甘醇或二羟基二己基硫化物反应获得的那些)、二聚脂肪酸的二异氰酸酯、或已命名的二异氰酸酯中的两种或更多种的混合物。
[0058]
其他有用的多异氰酸酯包括多异氰酸酯单体的改性形式。有用的改性多异氰酸酯的实例包括例如碳二亚胺改性的二苯基甲烷二异氰酸酯(碳二亚胺改性的mdi)、脲基甲酸酯改性的二苯基甲烷二异氰酸酯(脲基甲酸酯改性的mdi)、缩二脲改性的二苯基甲烷二异氰酸酯(缩二脲改性的mdi)、聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(聚合mdi)、及其组合。改性多异氰酸酯的制备通常是已知的，并且改性多异氰酸酯可以通过已知方法制备和/或可商购获得。
[0059]
其他有用的多异氰酸酯包括官能度为三或更大的多异氰酸酯，所述多异氰酸酯例如可通过二异氰酸酯的低聚、更特别地通过上文提及的异氰酸酯的低聚获得。此类三异氰酸酯和更高异氰酸酯的实例是hdi或ipdi或其混合物的三异氰脲酸酯或其混合的三异氰脲酸酯和可通过苯胺/甲醛缩合物的光气化获得的多苯基亚甲基多异氰酸酯。
[0060]
粘合剂可以任选地包括一种或多种连接组分。连接组分是可以与混合粘合剂组分中存在的丙烯酸酯部分和异氰酸酯部分反应的系带分子。有用的连接组分包括含羟基的(甲基)丙烯酸酯、含胺的(甲基)丙烯酸酯、含异氰酸酯的(甲基)丙烯酸酯。粘合剂可以包括一种或多种含羟基的(甲基)丙烯酸酯。这些组分可以形成例如丙烯酸酯-丙烯酸酯键以及异氰酸酯-羟基键。
[0061]
含羟基的(甲基)丙烯酸酯包括具有一个或多个反应性羟基(oh)部分的(甲基)丙烯酸酯化合物。一些有用的含羟基的(甲基)丙烯酸酯包括例如丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、n-羟乙基丙烯酰胺、丙烯酸羟丁酯、羟基聚乙氧基(10)烯丙基醚、3-苯氧基2羟丙基甲基丙烯酸酯、甘油单甲基丙烯酸酯、及其混合物。
[0062]
含胺的(甲基)丙烯酸酯包括具有一个或多个反应性胺(nh或nh2)部分的(甲基)丙烯酸酯化合物。一些有用的含胺的(甲基)丙烯酸酯包括例如甲基丙烯酸2-氨基乙酯、甲基丙烯酸2-二异丙基氨基乙酯、n-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺和丙烯酸2-(n,n-二甲基氨基)乙酯。
[0063]
含异氰酸酯的(甲基)丙烯酸酯包括具有一个或多个反应性异氰酸酯(nco)部分和一个或多个(甲基)丙烯酸酯部分的(甲基)丙烯酸酯化合物。一些有用的含异氰酸酯的(甲基)丙烯酸酯包括可从供应商(如sartomer和allnex)获得的带有异氰酸酯的聚酯氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、带有异氰酸酯的聚醚氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、带有异氰酸酯的脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、带有异氰酸酯的芳族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。
[0064]
粘合剂可以包括一种或多种光引发剂。当混合的粘合剂组合物暴露于电磁辐射(如光化辐射，例如紫外线(uv)辐射)时，光引发剂提高固化过程的速度。一些有用的光引发剂的实例包括但不限于以“irgacure”和“darocur”商品名从ciba specialty chemicals商购获得的光引发剂，具体地，“irgacure”184(1-羟基环己基苯基酮)、907(2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙-1-酮)、369(2-苄基-2-n,n-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-1-丁酮)、500(1-羟基环己基苯基酮和二苯甲酮的组合)、651(2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮)、1700(双(2,6-二甲氧基苯甲酰基-2,4,4-三甲基戊基)氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮的组合)和819[双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦]，以及“darocur”1173(2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙-1-酮)和4265(2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基-氧化膦和2-羟
基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮的组合)；和可见光[蓝色]光引发剂、dl-樟脑醌和“irgacure”784dc。当然，本文也可以采用这些材料的组合。
[0065]
可用于本文的其他光引发剂包括丙酮酸烷基酯(如丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯和丙酮酸丁酯)和丙酮酸芳基酯(如丙酮酸苯酯、丙酮酸苄酯及其适当取代的衍生物)。特别适用于本文的光引发剂包括紫外线光引发剂，如2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(例如，“irgacure”651)和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙烷(例如，“darocur”1173)、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(例如，“irgacure”819)、和紫外线/可见光引发剂双(2,6-二甲氧基苯甲酰基-2,4,4-三甲基戊基)氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮的组合(例如，“irgacure”1700)、以及可见光引发剂双(5-2,4-环戊二烯-1-基)-双[2,6-二氟-3-(1h-吡咯-1-基)苯基]钛(例如，“irgacure”784dc)。有用的光化辐射包括紫外光、可见光及其组合。
[0066]
可用于本文的其他光引发剂包括聚合光引发剂。通常，这些光引发剂具有在600-1000g/mol之间的分子量，并且通常被称为低聚光引发剂或聚合光引发剂。优选地，高于1000g/mol的分子量被认为毒理学上不相关。聚合光引发剂包括可从供应商(如rahn)获得的聚合二苯甲酮衍生物、聚合噻吨酮衍生物和氨基苯甲酸酯衍生物。genopol*tx-2是一种多官能噻吨酮衍生物，其被设计用于需要低迁移和低气味的可uv固化涂料和粘合剂。genopol*ab-2是一种多官能氨基苯甲酸酯衍生物，其被设计用于需要低迁移和低气味的可uv固化粘合剂。genopol*ab-2可以用作标准氨基苯甲酸酯的替代物，并且不溶于水。
[0067]
期望地，用于固化可光固化弹性密封剂组合物的光化辐射的波长为约200nm至约1000nm。有用的uv包括但不限于uva(约320nm至约410nm)、uvb(约290nm至约320nm)、uvc(约220nm至约290nm)、及其组合。有用的可见光包括但不限于蓝光、绿光及其组合。此类有用的可见光的波长为约450nm至约550nm。
[0068]
粘合剂可以包括一种或多种催化剂。催化剂包括用于在两种组分混合时改变反应速度的催化剂或固化诱导组分。一些合适的催化剂是通常用于聚氨酯反应和聚氨酯固化的那些，包括有机金属催化剂、有机锡催化剂、铋催化剂、锆催化剂、钛酸盐催化剂和胺催化剂。示例性催化剂包括(1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷)t-12或晶体，可从evonik获得；dmdee(2,2
’‑
二吗啉二乙醚)；dbu(1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯)。可固化组合物可以任选地包括超过一种催化剂。
[0069]
粘合剂可以任选地包括一种或多种添加剂。添加剂可以包含在组分的任一者或两者中。一些有用的添加剂包括填料、触变剂、流变改性剂、抗氧化剂、反应改性剂、热塑性聚合物、粘附促进剂、着色剂、增粘剂、增塑剂、阻燃剂、稀释剂、反应性稀释剂、去湿剂及其组合。
[0070]
可固化组合物可以任选地包括填料。一些有用的填料包括例如锌钡白、硅酸锆、氢氧化物(如钙、铝、镁、铁等的氢氧化物)、硅藻土、碳酸盐(如碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙和碳酸镁)、氧化物(如氧化锌、氧化镁、氧化铬、氧化铈、氧化锆和氧化铝)、钙质粘土、纳米二氧化硅、气相二氧化硅、已经用硅烷或硅氮烷进行表面处理的二氧化硅(如可从evonik industries获得的产品)、已经用丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯进行表面处理的二氧化硅(如可从evonik industries获得的r7200或r711)、沉淀二氧化硅、未经处理的二氧化硅、石墨、合成纤维及其混合物。当使用时，填料可以以在未固化组合物和固
化反应产物中有效提供期望的性质的浓度、通常以按组合物的重量计约0％至约90％的浓度、更通常以按组合物的重量计1％至30％的填料的浓度采用。合适的填料包括有机粘土(如例如，由southern clay products销售的纳米粘土)和膨胀石墨(如例如，由xg sciences销售的石墨烯纳米片)。在一些实施方案中，用合适的填料实现增强的阻隔性质。
[0071]
可固化组合物可以任选地包括触变剂或流变改性剂。触变剂可以改变未固化组合物的流变性质。一些有用的触变剂包括例如二氧化硅(如熔融二氧化硅或气相二氧化硅)，其可以未经处理或经处理以改变其表面的化学性质。事实上，可以使用任何增强的熔融、沉淀二氧化硅、气相二氧化硅或经表面处理的二氧化硅。经处理的气相二氧化硅的实例包括经聚二甲基硅氧烷处理的二氧化硅、经六甲基二硅氮烷处理的二氧化硅和其他经硅氮烷或硅烷处理的二氧化硅。此类经处理的二氧化硅可商购获得，如以商品名cab-o-nd-ts购自cabot corporation和以商品名(如r805)购自evonik industries。同样有用的是已经用丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯进行表面处理的二氧化硅，如可从evonik industries获得的r7200或r711。未经处理的二氧化硅的实例包括可商购获得的无定形二氧化硅(如300、200和130)。可商购获得的水合二氧化硅包括由japan silica kogya inc制造的e150和e200a。流变改性剂可以以在未固化组合物和固化反应产物中有效提供期望的物理性质的浓度、通常以按组合物的重量计约0％约70％的浓度、有利地以按组合物的重量计约0％至约20％的浓度采用。在某些实施方案中，填料和流变改性剂可以相同。
[0072]
可固化组合物可以任选地包括抗氧化剂。一些有用的抗氧化剂包括可从basf以商品名商购获得的那些。当使用时，抗氧化剂应当以可固化组合物的约0重量％至约15重量％(如可固化组合物的约0.3重量％至约1重量％)的范围存在。
[0073]
可固化组合物可以任选地包括反应改性剂。反应改性剂是将增加或减少可固化组合物的反应速率的材料。例如，8-羟基喹啉(8-hq)及其衍生物(如5-羟基甲基-8-羟基喹啉)可以用于调节固化速度。当使用时，反应改性剂可以以可固化组合物的约0.001重量％至约15重量％的范围使用。
[0074]
可固化组合物可以任选地含有热塑性聚合物。热塑性聚合物可以是功能性热塑性塑料或非功能性热塑性塑料。合适的热塑性聚合物的非限制性实例包括丙烯酸类聚合物、官能(例如，含有反应性部分，如-oh和/或-cooh)丙烯酸类聚合物、非官能丙烯酸类聚合物、丙烯酸类嵌段共聚物、具有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物、聚硅氧烷聚合物、聚苯乙烯共聚物、二乙烯基苯共聚物、聚醚酰胺、聚乙烯醇缩醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、亚甲基聚乙烯醚、乙酸纤维素、苯乙烯丙烯腈、无定形聚烯烃、烯烃嵌段共聚物[obc]、聚烯烃塑性体、热塑性氨基甲酸酯、聚丙烯腈、乙烯丙烯酸酯共聚物、乙烯丙烯酸酯三元共聚物、乙烯丁二烯共聚物和/或嵌段共聚物、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、以及上述中的任何一种的混合物。
[0075]
可固化组合物可以任选地包括一种或多种相容的并且本领域已知的粘附促进剂。有用的可商购获得的粘附促进剂的实例包括氨基硅烷、缩水甘油基硅烷、巯基硅烷、异氰酸基硅烷、乙烯基硅烷、(甲基)丙烯酸酯硅烷和烷基硅烷。常见的粘附促进剂可从momentive以商品名silquest获得或者从wacker chemie以商品名geniosil获得。也可以使用硅烷封
端的低聚物和聚合物。粘附促进剂可以以可固化组合物的约0重量％至约20重量％％的范围、有利地以可固化组合物的约0.1重量％至约15重量％的范围使用。
[0076]
可固化组合物可以任选地包括一种或多种着色剂。对于一些应用，着色的组合物可以有益于检查所施加的组合物。着色剂(例如，颜料或染料)可以用于提供对预期应用有益的期望的颜色。示例性着色剂包括二氧化钛、c.i.颜料蓝28、c.i.颜料黄53和酞菁蓝bn。在一些应用中，可以添加荧光染料，以允许在uv辐射下检查所施加的组合物。着色剂将以足以允许观察或检测的量(例如，按总组合物的重量计约0.002％或更多)存在。最大量取决于对成本、辐射吸收和对组合物固化的干扰的考虑。更期望地，着色剂可以以按总组合物的重量计至多约20％的量存在。
[0077]
可固化组合物可以任选地包括按组合物的重量计约0％至约20％(例如，按组合物的重量计约1％至约20％)的本领域已知的其他添加剂(如增粘剂、增塑剂、阻燃剂、稀释剂、反应性稀释剂、去湿剂和以上中任何一种的组合)以产生期望的功能特性，条件是它们不会显著地干扰可固化组合物或可固化组合物的固化反应产物的期望的性质。
[0078]
当用作粘合剂时，可固化组合物可以任选地包括按可固化组合物的总重量计至多80重量％的合适溶剂。这种类型的粘合剂被称为溶剂型粘合剂。在将可固化组合物施加在第一基材上时，溶剂例如通过加热的烘箱快速地蒸发掉，然后将第二基材层合至第一基材的经可固化组合物涂覆的侧上以形成层合结构。在其他实施方案中，可固化组合物基本上不含或不含溶剂和/或水。
[0079]
参考图1，过滤组件30通常包含芯或渗透物载体32，多个叶片(各自为10)和其他元件围绕芯或渗透物载体32螺旋卷绕和固定。每个叶片10包括膜12。在图2所示的一个实施方案中，膜12包括薄的致密半渗透层13(例如聚酰胺膜)，该半渗透层13覆盖过滤层14(例如聚醚砜)，该过滤层14覆盖支持层16(例如聚酯粗孔织品(scrim))。薄的致密半渗透层13限定膜12的一个表面18，并且支持层16限定膜12的相对表面20。薄的致密半渗透层13或薄的致密半渗透层13与过滤层14的组合实现分离。在另一实施方案中，膜12包含在支持层16(如聚酯粗孔织品)上的过滤层14(例如聚醚砜)。过滤层14限定膜12的一个表面18，并且支持层16限定膜12的相对表面20。过滤层14实现分离。
[0080]
膜12由一卷材料切割成期望的尺寸。如图4所示，在切割膜中建立折叠线24。将可固化组合物26混合，并且施加至邻近折叠线24的切割膜12。邻近折叠线意为在折叠线区域上方并延伸超过所述折叠线某一限定距离。可固化组合物可以施加在折叠线上方，并且在折叠线的任一侧上施加约0.1英寸至5.0英寸。可固化组合物未施加在整个膜表面上，因为这会降低膜的过滤能力并且会使经涂覆的膜无法使用。可固化组合物26可以邻近折叠线24施加在过滤表面18、支持层表面20或过滤表面18和支持层表面20两者上。可固化组合物26的混合和施加可以通过已确立的方法进行。
[0081]
将所施加的可固化组合物26的混合物暴露于通常在紫外线(uv)波长下的光化辐射，以引发第一次固化。混合的聚氨酯组分随后将通过多元醇与多异氰酸酯材料的反应而固化。
[0082]
参考图3和图5，具有固化组合物的切割膜12沿着折叠线24折叠，并且进料间隔材料22设置在折叠膜的邻近过滤表面18之间。进料间隔件22通常是流体可渗透的聚合物网状结构。渗透物载体34可以邻近支持表面20定位。部件围绕渗透物载体34卷绕，并且固定至渗
透物载体34。
[0083]
将过滤组件30放置在外壳(未示出)中。在压力下向外壳提供进料流36。进料流36由至少两种成分组成。进料流的说明性实例是盐水。进料间隔件22引导进料流36与薄的致密半渗透层13或过滤层14的过滤表面18接触纵向穿过过滤组件。不含盐或盐浓度较低的水在过滤组件中以大致垂直的方向从过滤表面18朝向支持表面20通过膜10，从而形成被引导通过多孔渗透物载体层34(未示出)进入渗透物管32的渗透物流38。渗透物流38从渗透物管32排出。进料流36的其余部分(现在具有比其开始时更高的盐浓度)形成浓缩物流42，浓缩物流42与渗透物流38被分别引导出过滤组件30。
[0084]
在下表中，呈现了本公开的粘合剂组合物的一些实施方案的组分。量是该组分的基于总粘合剂重量计的重量百分比。
[0085][0086]
这些组分组合成两组分。一种组分包含多异氰酸酯，而另一种组分包含多元醇、含羟基的(甲基)丙烯酸酯和聚氨酯催化剂。剩余的材料可以根据需要放置在任一种组分中，以保持商业稳定性。两组分分开储存以防止反应。在使用前不久，将组分混合至基本均匀，以引发多异氰酸酯与含羟基材料之间的反应。在反应期间，混合物的粘度会增加，并且混合材料无法储存且必须在混合物固化至不可接受的高粘度之前快速使用。在一些实施方案中，混合组分将在约一小时内具有不可接受的高粘度。
[0087]
除非另有明确说明，否则以下实施例被包括用于说明目的以使得可以更容易地理解本公开，并且决不意在限制本公开的范围。
[0088]
在实施例中使用下表中的组分。
[0089][0090]
使用下表中的材料和量制备粘合剂组分。
[0091]
样品化学物质部分a部分ba仅单组分丙烯酸类aa3944无b仅单组分丙烯酸类aa3971无c仅双组分聚氨酯uk178auk178b1双组分杂化丙烯酸类-聚氨酯30％aa394470％uk178a/b2双组分杂化丙烯酸类-聚氨酯50％aa394450％uk178a/b3双组分杂化丙烯酸类-聚氨酯70％aa394430％uk178a/b4双组分杂化丙烯酸类-聚氨酯4a4b5双组分杂化丙烯酸类-聚氨酯5a5b
[0092]
通过在不存在水分的情况下将下表中的材料混合在一起来制备实施例4a、实施例4b、实施例5a和实施例5b。
[0093][0094]
1 蓖麻油
[0095]
2 multranol 4012
[0096]
3 丙烯酸异冰片酯
[0097]
4 hema
[0098]
5 br 528e8
[0099]
6 photomer 6008
[0100]
7 tpo-l
[0101]
8 omnirad 184
[0102]
9 fomrez ul28
[0103]
10 suprasec 2029
[0104]
11 丙烯酸异冰片酯
[0105]
12 br 528e8
[0106]
对比样品a和对比样品b是可商购获得的单组分可uv固化丙烯酸类粘合剂。对比样品c是可商购获得的双组分聚氨酯。
[0107]
对样品的固化、粘性、弯曲粘附性和耐化学性进行测试。使用的膜是dow nf-245 3
“×
3“，并且将样品材料的涂层以约0.2-0.3mm的厚度施加至膜的表面并固化。
[0108]
通过在1.61w/cm2下将样品暴露于波长为405nm的uv光10秒来测试uv固化。在固化后，通过触觉测试样品表面的粘性。
[0109]
通过以30:70、50:50和70:30的丙烯酸类:聚氨酯重量％(wt％)的比率混合两种组分并且在室温保持24小时，测试3k混合物的反应性固化。以1:1的体积混合比测试整合式杂化体系的反应性固化，其中样品4和样品5中的总聚氨酯含量分别为55重量％和24重量％。
样品在室温保持24小时。在固化后，通过触觉测试样品表面的粘性。
[0110]
通过弯曲测试来测试弯曲粘附性。测试涉及用测试组合物涂覆膜的一个表面并固化所述组合物。第一次折叠经涂覆的膜以使固化的涂层在弯曲部的内部，恢复至平坦的起始位置，并且第二次折叠以使固化的涂层在弯曲部的外部。如果未观察到固化的涂层从膜的开裂或脱层，则认为样品合格。
[0111]
使用浸渍测试来测试耐化学性。将样品浸没在12.5ph的水溶液中，然后将其放置在80℃温度受控的烘箱中。定期检查样品的降解或脱层，并且记录结果。
[0112]
测试结果如下表所示。
[0113][0114]
*在1.61w/cm2下暴露于405nm辐射10秒
[0115]
**80℃/12.5ph水溶液
[0116]
样品a和样品b两者都可以在uv条件下固化，并且在少于10秒内在过滤器膜上形成良好的无粘性膜。
[0117]
样品1、样品2和样品3各自为包含可uv固化组分和两种单独的聚氨酯组分的三组分(3k)粘合剂。三种组分分开储存，并且在使用之前即刻混合以引发聚氨酯组分的固化。各样品的聚氨酯含量从70重量％下降至30重量％。由于样品1和样品2中增加的pu含量，因此在初始uv固化后几个小时内表面仍保持粘性，这是不期望的。
[0118]
样品4和样品5各自为整合式聚氨酯-丙烯酸酯双重固化双组分杂化体系，其包含初级uv固化自由基反应和次级聚氨酯反应。即使pu含量大于50重量％(样品4)，在暴露于uv光后也实现了无粘性表面。
[0119]
样品4和样品5是2k粘合剂，其比样品1、样品2和样品3的3k混合物更方便使用。此外，样品4和样品5的组分两者在商业储存条件期间均稳定6个月或更长时间，其中组分中没
有材料分离。
[0120]
所有样品都通过了其中膜沿着表面涂层弯曲使涂层保持在外部面上的折叠/折皱测试。类似地，所有样品都通过了其中膜沿着表面涂层弯曲使涂层保持在内部面上的折叠/折皱测试。在任一测试中，任何样品均未观察到开裂或涂层粘附性不合格。
[0121]
将膜样品(其在一个表面上各自涂覆有样品之一的固化反应产物)浸没在12.5ph的水溶液中，并且放置在80℃温度受控的烘箱中。在3天后，样品a失去粘附性，并且开始从膜剥离。这在使用中将是不合格的。样品b完全溶解在溶液中。这在使用中将是不合格的。在含有70重量％丙烯酸类粘合剂的样品3中观察到略微降解。这在使用中是不期望的。样品c、样品1、样品2、样品4和样品5没有表现出任何粘附性损失或溶解，并且保持膜完整性。
[0122]
将膜样品(其在一个表面上各自涂覆有样品之一的固化反应产物)浸没在12.5ph的水溶液中，并且放置在80℃温度受控的烘箱中10天。然而，在10天后，样品a(100％丙烯酸类)失去所有粘附性；膜未溶解在溶液中。这在使用中将是不合格的。在10天后，样品2(50重量％丙烯酸类和50重量％聚氨酯)和样品3(70重量％丙烯酸类和30重量％聚氨酯)失去所有粘附性或者开始显示出明显的降解和脱落迹象。这在使用中将是不合格的。在10天后，具有最高pu重量％的样品1(30重量％丙烯酸类和70重量％聚氨酯)开始显示出粘附性不合格和降解的初现。这在使用中将是不合格的。在10天后，样品3(100％聚氨酯)未表现出任何粘附性损失或溶解，并且保持膜完整性。然而，样品3的缓慢固化速度和延长的粘性时间段限制了该粘合剂在许多应用中的有用性。
[0123]
在10天后，样品4和样品5未表现出任何粘附性损失或溶解，并且保持膜完整性。样品4和样品5在uv暴露时间段后无粘性。因此，包含整合式聚氨酯-丙烯酸酯双重固化杂化体系的样品4和样品5具有光固化丙烯酸类的固化速度，而没有聚氨酯粘合剂的粘性固化状态，同时具有聚氨酯粘合剂的耐化学性，而没有丙烯酸类粘合剂的粘附性损失和溶解问题。
[0124]
前述描述意为示例性的，并且应当理解，在不背离以下权利要求中所限定的本发明的构思和意图的情况下可以采用变化和修改。