KR102075181B1 - Composition for interfacial polymerizing polyamide, method for preparing reverse osmosis membrane using the same, and reverse osmosis membrane and water treatment module - Google Patents
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Abstract
본 출원은 아민 화합물 및 아실 할라이드 화합물 중 적어도 하나; 아민계 친수성 첨가제; 및 금속 킬레이트 화합물을 포함하는 폴리아미드 계면중합용 조성물, 이를 이용한 역삼투막의 제조방법 및 역삼투막을 제공한다. The present application is directed to at least one of an amine compound and an acyl halide compound; Amine-based hydrophilic additives; And a composition for polyamide interfacial polymerization comprising a metal chelate compound, a method for preparing a reverse osmosis membrane using the same, and a reverse osmosis membrane.
Description
본 명세서는 폴리아미드 계면중합용 조성물, 이를 이용한 역삼투막의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 명세서는 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물을 이용하여 제조된 역삼투막 및 상기 역삼투막을 포함하는 수처리 모듈에 관한 것이다. The present specification relates to a composition for polyamide interfacial polymerization and a method for producing a reverse osmosis membrane using the same. The present specification also relates to a reverse osmosis membrane prepared using the polyamide interfacial polymerization composition and a water treatment module including the reverse osmosis membrane.
반투과성막으로 격리된 두 용액 사이에서 용매가 용질의 농도가 낮은 용액에서 높은 용액 쪽으로 분리막을 통과하여 이동하는 현상을 삼투 현상이라 하며, 이때 용매의 이동으로 용질의 농도가 높은 용액 측에 작용하는 압력을 삼투압이라고 한다. 그런데 삼투압보다 높은 외부 압력을 걸어주면 용매는 용질의 농도가 낮은 용액 쪽으로 이동하게 되는데, 이 현상을 역삼투라고 한다. 역삼투 원리를 이용하여 압력 구배를 구동력으로 해서 반투과성 막을 통해 각종 염이나 유기 물질을 분리해낼 수 있다. 이러한 역삼투 현상을 이용한 수처리 분리막은 분자 수준의 물질을 분리하고, 염수 또는 해수에서 염을 제거하여 가정용 및 건축용, 산업용 용수를 공급하는데 사용되고 있다.Osmotic phenomenon is the movement of a solvent through a membrane from a solution of low solute concentration to a high solution between two solutions separated by a semi-permeable membrane. Is called osmotic pressure. By applying an external pressure higher than the osmotic pressure, the solvent moves to a solution having a lower concentration of solute. This phenomenon is called reverse osmosis. Using the reverse osmosis principle, a pressure gradient can be used as a driving force to separate various salts and organic materials through the semipermeable membrane. The water treatment membrane using the reverse osmosis phenomenon is used to separate the material of the molecular level, remove the salt from the brine or sea water to supply household water for construction, industrial use.
이러한 수처리 분리막의 대표적인 예로는, 폴리아미드계 수처리 분리막을 들 수 있으며, 폴리아미드계 수처리 분리막은 미세 다공층 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 방법으로 제조되고 있으며, 보다 구체적으로는, 부직포 위에 폴리술폰층을 형성하여 미세 다공성 지지체를 형성하고, 이 미세 다공성 지지체를 m-페닐렌 디아민(m-Phenylene Diamine, mPD) 수용액에 침지시켜 mPD층을 형성하고, 이를 다시 트리메조일클로라이드(TriMesoyl Chloride, TMC) 유기 용매에 침지시켜 mPD층을 TMC와 접촉시켜 계면 중합시킴으로써 폴리아미드층을 형성하는 방법으로 제조되고 있다.Representative examples of such water treatment separation membranes include polyamide-based water treatment separation membranes, and polyamide-based water treatment separation membranes are manufactured by a method of forming a polyamide active layer on a microporous layer support. A sulfonic layer is formed to form a microporous support, and the microporous support is immersed in an m-phenylene diamine (mPD) aqueous solution to form an mPD layer, which is then trimesoyl chloride (TriMesoyl Chloride, TMC) It is manufactured by the method of forming a polyamide layer by immersing in an organic solvent and making an mPD layer contact with TMC and interfacially polymerizing.
본 출원에서는 역삼투막의 폴리아미이드층 형성시 아민계 친수성 첨가제를 금속 킬레이트 화합물과 함께 첨가함으로써 염제거율이 높을 뿐만 아니라, 투과유량(flux)이 개선된 역삼투막을 제공하고자 한다. The present application is intended to provide a reverse osmosis membrane having a high salt removal rate and an improved flux by adding an amine hydrophilic additive together with a metal chelate compound when forming a polyamide layer of the reverse osmosis membrane.
본 명세서의 일 실시상태는 아민 화합물 및 아실 할라이드 화합물 중 적어도 하나; 아민계 친수성 첨가제; 및 금속 킬레이트 화합물을 포함하는 폴리아미드 계면중합용 조성물을 제공한다. One embodiment of the present specification is at least one of an amine compound and an acyl halide compound; Amine-based hydrophilic additives; And it provides a composition for polyamide interfacial polymerization comprising a metal chelate compound.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 아민계 친수성 첨가제는 적어도 하나의 NH2 및 적어도 하나의 COOH를 갖는다. According to yet an embodiment of the present disclosure, the amine-based hydrophilic additive has at least one NH 2 and at least one COOH.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 아민계 친수성 첨가제는 하기 화학식 1로 표시된다. According to yet an embodiment of the present disclosure, the amine-based hydrophilic additive is represented by the following formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
화학식 1에 있어서, In Chemical Formula 1,
L1은 직접결합 또는 -NR-이고, R은 수소, 알킬기 또는 아릴기이며, L1 is a direct bond or -NR-, R is hydrogen, an alkyl group or an aryl group,
L2는 직접결합 또는 -S(=O)2-이며, L2 is a direct bond or -S (= O) 2- ,
L3는 직접결합 또는 OH기로 치환 또는 비치환된 아릴렌이고, L 3 is arylene unsubstituted or substituted with a direct bond or an OH group,
Ra 내지 Rc는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 아릴기이며, a 및 b는 각각 1 내지 5의 정수이고, c는 0 내지 4의 정수이며, a+b+c는 6이고, a, b 및 c가 각각 2 이상인 경우 괄호내의 치환기는 동일하거나 상이하다. Ra to Rc are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen, an alkyl group or an aryl group, a and b are each an integer of 1 to 5, c is an integer of 0 to 4, a + b + c is 6 When a, b, and c are each 2 or more, the substituents in parentheses are the same or different.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 다공성 지지체를 준비하는 단계; 및 전술한 폴리아미드 계면중합용 조성물을 이용하여 상기 다공성 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 포함하는 역삼투막의 제조방법을 제공한다. Another embodiment of the present specification comprises the steps of preparing a porous support; And it provides a method for producing a reverse osmosis membrane comprising the step of forming a polyamide active layer on the porous support using the above-described composition for polyamide interfacial polymerization.
일 예에 따르면, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 아민 화합물, 아민계 친수성 첨가제, 및 금속 킬레이트 화합물을 포함하고, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아실 할라이드 화합물과의 접촉에 의하여 계면 중합함으로써 폴리아미드 활성층을 형성한다. According to one embodiment, the composition for polyamide interfacial polymerization comprises an amine compound, an amine-based hydrophilic additive, and a metal chelate compound, the polyamide by interfacial polymerization by contacting the polyamide interfacial polymerization composition with an acyl halide compound Form an active layer.
또 하나의 예에 따르면, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 아실 할라이드 화합물, 아민계 친수성 첨가제, 및 금속 킬레이트 화합물을 포함하고, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아민 화합물과의 접촉에 의하여 계면 중합함으로써 폴리아미드 활성층을 형성한다. According to another example, the polyamide interfacial polymerization composition includes an acyl halide compound, an amine hydrophilic additive, and a metal chelate compound, and by interfacial polymerization by contacting the polyamide interfacial polymerization composition with an amine compound To form a polyamide active layer.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 다공성 지지체; 및 상기 다공성 지지체 상에 구비된 폴리아미드 활성층을 포함하고, 상기 폴리아미드 활성층이 아민계 친수성 첨가제 및 금속 킬레이트 화합물을 포함하며, 상기 아민계 친수성 첨가제의 친수성기가 금속 킬레이트 화합물과 착물을 형성할 수 있고, 상기 아민계 친수성 첨가제의 아민기가 아미드 결합을 형성할 수 있는 것인 역삼투막을 제공한다.Another embodiment of the present specification is a porous support; And a polyamide active layer provided on the porous support, wherein the polyamide active layer includes an amine hydrophilic additive and a metal chelate compound, and the hydrophilic group of the amine hydrophilic additive may form a complex with the metal chelate compound. It provides a reverse osmosis membrane that the amine group of the amine-based hydrophilic additive can form an amide bond.
본 명세서에 기재된 실시상태들에 따르면, 아민계 친수성 첨가제의 아민기는 아실 할라이드 화합물과 아미이드 결합을 하여 염제거율을 향상시킬 뿐만 아니라, 금속 킬레이트 화합물과 강한 결합을 함으로써 일부 포어 구조를 크게 함으로써 투과유량(flux)를 향상시킬 수 있다. According to the embodiments described herein, the amine group of the amine-based hydrophilic additive not only improves the salt removal rate by amide bonding with the acyl halide compound, but also increases the permeate flow rate by increasing the partial pore structure by strong bonding with the metal chelate compound. You can improve flux.
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.In this specification, when a member is located "on" another member, this includes not only when one member is in contact with another member but also when another member exists between the two members.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In the present specification, when a part "includes" a certain component, this means that the component may further include other components, except for the case where there is no description to the contrary.
본 명세서의 일 실시상태는 아민 화합물 및 아실 할라이드 화합물 중 적어도 하나; 아민계 친수성 첨가제; 및 금속 킬레이트 화합물을 포함하는 폴리아미드 계면중합용 조성물을 제공한다. 여기서, 아민계 친수성 첨가제는 상기 아민 화합물과는 상이한 화합물이다.One embodiment of the present specification is at least one of an amine compound and an acyl halide compound; Amine-based hydrophilic additives; And it provides a composition for polyamide interfacial polymerization comprising a metal chelate compound. Here, the amine hydrophilic additive is a compound different from the amine compound.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 아민계 친수성 첨가제는 친수성 기로서 적어도 하나의 COOH를 갖는다. According to yet an embodiment of the present disclosure, the amine-based hydrophilic additive has at least one COOH as a hydrophilic group.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 아민계 친수성 첨가제는 적어도 하나의 NH2 및 적어도 하나의 COOH를 갖는다. According to yet an embodiment of the present disclosure, the amine-based hydrophilic additive has at least one NH 2 and at least one COOH.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 아민계 친수성 첨가제는 하기 화학식 1로 표시된다. According to yet an embodiment of the present disclosure, the amine-based hydrophilic additive is represented by the following formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
화학식 1에 있어서, In Chemical Formula 1,
L1은 직접결합 또는 -NR-이고, R은 수소, 알킬기 또는 아릴기이며, L1 is a direct bond or -NR-, R is hydrogen, an alkyl group or an aryl group,
L2는 직접결합 또는 -S(=O)2-이며, L2 is a direct bond or -S (= O) 2- ,
L3는 직접결합 또는 OH기로 치환 또는 비치환된 아릴렌이고, L 3 is arylene unsubstituted or substituted with a direct bond or an OH group,
Ra 내지 Rc는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 아릴기이며, a 및 b는 각각 1 내지 5의 정수이고, c는 0 내지 4의 정수이며, a+b+c는 6이고, a, b 및 c가 각각 2 이상인 경우 괄호내의 치환기는 동일하거나 상이하다. Ra to Rc are the same as or different from each other, and are each independently hydrogen, an alkyl group or an aryl group, a and b are each an integer of 1 to 5, c is an integer of 0 to 4, a + b + c is 6 When a, b, and c are each 2 or more, the substituents in parentheses are the same or different.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 아민계 친수성 첨가제는 하기 화학식 2로 표시된다. According to yet an embodiment of the present disclosure, the amine-based hydrophilic additive is represented by the following formula (2).
[화학식 2][Formula 2]
화학식 2에 있어서, 치환기는 화학식 1에서 정의한 바와 같다. In the formula (2), the substituent is as defined in formula (1).
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 아민계 친수성 첨가제는 하기 화학식 2-1 내지 2-4 중 하나로 표시될 수 있으며, 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다. According to another exemplary embodiment of the present specification, the amine-based hydrophilic additive may be represented by one of the following Chemical Formulas 2-1 to 2-4, and may include one kind or two or more kinds.
[화학식 2-1][Formula 2-1]
[화학식 2-2][Formula 2-2]
[화학식 2-3][Formula 2-3]
[화학식 2-4][Formula 2-4]
상기 화학식 2-1 내지 2-4에 있어서, In Chemical Formulas 2-1 to 2-4,
R' 및 R"는 각각 수소, 알킬기 또는 아릴기이다. R 'and R "are each hydrogen, an alkyl group or an aryl group.
본 명세서에 있어서, 알킬기는 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기이다.In the present specification, the alkyl group is a straight or branched chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기이며, 예컨대 페닐기, 나프틸기, 안트릴기 등이 있다.In the present specification, the aryl group is a monocyclic or polycyclic aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthryl group.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 아민계 친수성 첨가제는 하기 구조식들 중에서 선택될 수 있다. According to yet an embodiment of the present disclosure, the amine-based hydrophilic additive may be selected from the following structural formula.
일 실시상태에 따르면, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 아민 화합물, 아민계 친수성 첨가제 및 금속 킬레이트 화합물을 포함하는 수용액이고, 상기 아민계 친수성 첨가제는 조성물 전체 100 중량%를 기준으로 0.1-0.6 중량%, 바람직하게는 0.275중량%로 포함될 수 있다. 이 때, 상기 조성물은 수용액일 수 있다. 일 예에 따르면, 아민 화합물, 예컨대 mPD(m-페닐렌디아민) 대 아민계 친수성 첨가제의 중량비가 8:1 내지 12:1, 바람직하게는 10:1일 수 있으며, 이 경우 염제거율을 유지하면서 높은 투과유량을 달성할 수 있다. According to an exemplary embodiment, the polyamide interfacial polymerization composition is an aqueous solution including an amine compound, an amine hydrophilic additive, and a metal chelate compound, and the amine hydrophilic additive is 0.1-0.6 wt% based on 100 wt% of the total composition. Preferably, it may be included in 0.275% by weight. At this time, the composition may be an aqueous solution. According to one embodiment, the weight ratio of the amine compound, such as mPD (m-phenylenediamine) to the amine hydrophilic additive, may be from 8: 1 to 12: 1, preferably 10: 1, in which case maintaining the salt removal rate High permeation flux can be achieved.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 금속 킬레이트 화합물은 금속 원자 또는 금속 이온과, 두자리 리간드(bidentate ligand)를 포함하는 금속 킬레이트 화합물일 수 있다. 여기서 금속은 IUPAC 주기율표 상의 2 내지 15족 금속일 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 금속은 IUPAC 주기율표 상의 2족 또는 13족 금속일 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 금속은 알칼리 토금속, 예컨대 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 및 바륨(Ba)으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 두자리 리간드는 예컨대 하기 구조식들 중에서 선택될 수 있다. According to another exemplary embodiment of the present specification, the metal chelate compound may be a metal chelate compound including a metal atom or a metal ion and a bidentate ligand. Wherein the metal may be a Group 2-15 metal on the IUPAC Periodic Table. According to one example, the metal may be a Group 2 or 13 metal on the IUPAC Periodic Table. According to one example, the metal may be selected from the group consisting of alkaline earth metals such as beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr) and barium (Ba). The bidentate ligand can be selected from the following structural formulas, for example.
및 And
여기서, R1, R2, R3, R4 및 R5의 각각은 독립적으로 C1-C10 알킬, 할로겐화 C1-C10 알킬, 5-원 또는 6-원 방향족 고리, 축합된 6-원 고리를 2 개 함유하는 방향족 이환계 및 6원 방향족 고리에 축합된 5-원 고리를 함유하는 방향족 이환계 중에서 선택된다. R1, R2, R3, R4 및 R5의 각각은 개별적으로 C1-C6 알킬 및 할로겐화 C1-C6 알킬 중에서 선택될 수 있다. R1, R2, R3, R4 및 R5의 어느 하나는 페닐, 벤질, N, O 및 S 중에서 선택된 1 내지 4 개의 헤테로 원자들을 함유하는 C3-C5 방향족 고리 및 N, O 및 S 중에서 선택된 1 내지 4 개의 헤테로 원자들을 함유하는 C5-C9 이환 방향족 환계 중에서 선택될 수 있다. R1, R2, R3, R4 또는 R5의 어느 하나는 퓨라닐, 피롤릴, 티오페네일, 이미다졸일, 피라졸일, 옥사졸일, 이속자졸일, 티아졸일, 페닐, 피리디닐, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 퓨리닐, 벤즈옥사졸일, 벤조티아졸일, 벤즈이속사졸일, 벤즈이미다졸일, 벤조티오페네일, 인다졸일, 벤조[c]-티오페네일, 이소인돌일, 이소벤조퓨라닐, 나프탈레네일(naphthaleneyl), 퀴놀리닐, 퀴녹사리닐, 퀴나자올리닐 및 이소퀴놀리닐 중에서 선택될 수 있다.Wherein each of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 is independently C 1 -C 10 alkyl, halogenated C 1 -C 10 alkyl, 5- or 6-membered aromatic ring, condensed 6- Aromatic bicyclic systems containing two ring members and aromatic bicyclic systems containing a 5-membered ring condensed to a 6-membered aromatic ring. Each of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be individually selected from C 1 -C 6 alkyl and halogenated C 1 -C 6 alkyl. Any one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 is a C 3 -C 5 aromatic ring containing 1 to 4 heteroatoms selected from phenyl, benzyl, N, O and S and N, O and It may be selected from a C 5 -C 9 bicyclic aromatic ring system containing 1 to 4 hetero atoms selected from S. Any one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 or R 5 is furanyl, pyrrolyl, thiophenyl, imidazolyl, pyrazolyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, phenyl, pyridinyl, Pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, purinyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, benzisoxazolyl, benzimidazolyl, benzothiophenyl, indazolyl, benzo [c] -thiophenyl, iso Indolyl, isobenzofuranyl, naphthaleneyl, quinolinyl, quinoxalinyl, quinazolinyl and isoquinolinyl.
두자리 리간드는 아세틸아세토네이트(aca) 또는 불소화 아세틸아세토네이트일 수 있다. 두자리 리간드는 베타-디케토네이트 또는 불소화 베타-디케토네이트일 수 있다. 예를 들면, 두자리 리간드는 펜탄-2,4-디오네이트; 1,5-디플루오로펜탄-2,4-디오네이트; 1,1,5,5-테트라플루오로펜탄-2,4-디오네이트; 1,1,1,5,5,5-헥사플루오로펜탄-2,4-디오네이트; 프로판-1,3-디오네이트; 부탄-1,3-디오네이트; 4-플루오로부탄-1,3-디오네이트; 4,4-디플루오로-부탄-1,3-디오네이트; 4,4,4-트리플루오로부탄-1,3-디오네이트; 헵탄-3,5-디오네이트; 1-플루오로-헥산-2,4-디오네이트; 1,5-디플루오로펜탄-2,4-디오네이트; 1,1,5-트리플루오로펜탄-2,4-디오네이트; 1,1,5,5-테트라플루오로펜탄-2,4-디오네이트; 1,1,1,5,5-펜타플루오로펜탄-2,4-디오네이트; 1,1,1,5,5,5-헥사플루오로펜탄-2,4-디오네이트; 및 옥탄-3,5-디오네이트 및 이들의 조합 중에서 선택될 수 있다. The bidentate ligand may be acetylacetonate (aca) or fluorinated acetylacetonate. The bidentate ligand may be beta-diketonate or fluorinated beta-diketonate. For example, bidentate ligands include pentane-2,4-dionate; 1,5-difluoropentane-2,4-dionate; 1,1,5,5-tetrafluoropentane-2,4-dionate; 1,1,1,5,5,5-hexafluoropentane-2,4-dionate; Propane-1,3-dionate; Butane-1,3-dionate; 4-fluorobutane-1,3-dionate; 4,4-difluoro-butane-1,3-dionate; 4,4,4-trifluorobutane-1,3-dionate; Heptane-3,5-dionate; 1-fluoro-hexane-2,4-dionate; 1,5-difluoropentane-2,4-dionate; 1,1,5-trifluoropentane-2,4-dionate; 1,1,5,5-tetrafluoropentane-2,4-dionate; 1,1,1,5,5-pentafluoropentane-2,4-dionate; 1,1,1,5,5,5-hexafluoropentane-2,4-dionate; And octane-3,5-dionate and combinations thereof.
일부 실시형태들에 있어서, 두자리 리간드와 금속 원자 또는 금속 이온을 함유하는 금속 킬레이트 첨가제는 Al(acac)3, Al(F6acac)3, Be(acac)2, Be(F6acac)2, Ca(acac)2, Ca(F6acac)2, Cd(acac)2, Cd(F6acac)2, Ce(acac)3, Ce(F6acac)3, Cr(acac)3, Co(acac)3, Cu(acac)2, Cu(F6acac)2, Dy(acac)3, Er(acac)3, Fe(acac)2, Fe(acac)3, Ga(acac)3, Hf(acac)4, In(acac)3, K(acac), Li(acac), Mg(acac)2, Mg(F6acac)2, Mn(acac)2, Mn(acac)3, MoO2(acac)2, MoO2(F6acac)2, Na(acac), Nd(acac)3, Nd(F6acac)3, Ni(acac)2, Ni(F6acac)2, Pd(acac)2, Pr(acac)3, Pr(F6acac)3, Ru(acac)3, Ru(F6acac)3, Sc(acac)2, Sc(F6acac)2, Sm(acac)3, Sn(acac)2, Sn(acac)2Cl2, t-butyl-Sn(acac)2, t-butyl-Sn(acac)2Cl2, Sn(F6acac)2, Sr(acac)2, Sr(F6acac)2, Tb(acac)3, V(acac)3, Y(acac)3, Y(F6acac)3, Zn(acac)2, Zn(F6acac)2, 및 Zr(acac)4 중에서 선택될 수 있으며, F6acac는 1,1,1,5,5,5-헥사플루오로아세틸-아세토네이트를 지칭한다.In some embodiments, the metal chelate additive containing a bidentate ligand and a metal atom or metal ion is Al (acac) 3 , Al (F 6 acac) 3 , Be (acac) 2 , Be (F 6 acac) 2 , Ca (acac) 2 , Ca (F 6 acac) 2 , Cd (acac) 2 , Cd (F 6 acac) 2 , Ce (acac) 3 , Ce (F 6 acac) 3 , Cr (acac) 3 , Co ( acac) 3 , Cu (acac) 2 , Cu (F 6 acac) 2 , Dy (acac) 3 , Er (acac) 3 , Fe (acac) 2 , Fe (acac) 3 , Ga (acac) 3 , Hf ( acac) 4 , In (acac) 3 , K (acac), Li (acac), Mg (acac) 2 , Mg (F 6 acac) 2 , Mn (acac) 2 , Mn (acac) 3 , MoO 2 (acac ) 2 , MoO 2 (F 6 acac) 2 , Na (acac), Nd (acac) 3 , Nd (F 6 acac) 3 , Ni (acac) 2 , Ni (F 6 acac) 2 , Pd (acac) 2 , Pr (acac) 3 , Pr (F 6 acac) 3 , Ru (acac) 3 , Ru (F 6 acac) 3 , Sc (acac) 2 , Sc (F 6 acac) 2 , Sm (acac) 3 , Sn (acac) 2 , Sn (acac) 2 Cl 2 , t-butyl-Sn (acac) 2 , t-butyl-Sn (acac) 2 Cl 2 , Sn (F 6 acac) 2 , Sr (acac) 2 , Sr (F 6 acac) 2 , Tb (acac) 3 , V (acac) 3 , Y (acac) 3 , Y (F 6 acac) 3 , Zn (acac) 2 , Zn (F 6 acac) 2 , and Zr ( acac) can be selected from 4 , F 6 acac refers to 1,1,1,5,5,5-hexafluoroacetyl-acetonate.
일 실시상태에 따르면, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 아민 화합물, 아민계 친수성 첨가제 및 금속 킬레이트 화합물을 포함하는 수용액이고, 이 조성물 중에 상기 금속 킬레이트 화합물은 조성물 전체 100 중량%를 기준으로 0.02-0.05중량%, 바람직하게는 0.025중량%로 포함될 수 있다. 이 때, 상기 조성물은 수용액일 수 있다. According to one embodiment, the composition for polyamide interfacial polymerization is an aqueous solution containing an amine compound, an amine-based hydrophilic additive and a metal chelate compound, wherein the metal chelate compound is 0.02-0.05 based on 100% by weight of the total composition. Wt%, preferably 0.025 wt%. At this time, the composition may be an aqueous solution.
상기 아민 화합물로는 폴리아미드의 중합에 사용될 수 있는 것이라면 제한하지 않으나, 구체적인 예로서 m-페닐렌디아민(mPD), p-페닐렌디아민(PPD), 1,3,6-벤젠트리아민(TAB), 4-클로로-1,3-페닐렌디아민, 6-클로로-1,3-페닐렌디아민, 3-클로로-1,4-페닐렌 디아민 또는 이들의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 아민 화합물의 함량은 상기 조성물 100 중량% 대비 0.1 중량% 이상 20 중량% 이하일 수 있다.The amine compound is not limited as long as it can be used for polymerization of polyamide, but specific examples include m-phenylenediamine (mPD), p-phenylenediamine (PPD), and 1,3,6-benzenetriamine (TAB ), 4-chloro-1,3-phenylenediamine, 6-chloro-1,3-phenylenediamine, 3-chloro-1,4-phenylene diamine or mixtures thereof may be preferably used. The content of the amine compound may be 0.1 wt% or more and 20 wt% or less with respect to 100 wt% of the composition.
상기 아실 할라이드 화합물로는 폴리아미드의 중합에 사용될 수 있는 것이라면 제한하지 않으나, 구체적인 예로서 2 내지 3개의 카르복실산 할라이드를 갖는 방향족 화합물로서, 트리메조일클로라이드, 이소프탈로일클로라이 및 테레프탈로일클로라이드로 이루어진 화합물군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 아실 할라이드 화합물의 함량은 상기 조성물 100 중량% 대비 0.05 중량% 이상 1 중량% 이하일 수 있다.The acyl halide compound is not limited as long as it can be used for the polymerization of the polyamide, but is an aromatic compound having 2 to 3 carboxylic acid halides as a specific example, and may include trimezoyl chloride, isophthaloyl chloride and terephthaloyl. One or a mixture of two or more selected from the group of compounds consisting of chlorides may be preferably used. The amount of the acyl halide compound may be 0.05 wt% or more and 1 wt% or less with respect to 100 wt% of the composition.
예컨대, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물이 아민 화합물을 포함하는 경우, 상기 조성물은 용매로서 물, 아세톤, 디메틸술폭사이드(DMSO), 1-메틸-2-피롤리디논(NMP), 헥사메틸포스포아미드(hexamethylphosphoramide, HMPA) 등을 더 포함할 수 있다.For example, when the composition for polyamide interfacial polymerization contains an amine compound, the composition may be water, acetone, dimethyl sulfoxide (DMSO), 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP), or hexamethylphospho as a solvent. Amide (hexamethylphosphoramide, HMPA) may be further included.
예컨대, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물이 아실 할라이드 화합물을 포함하는 경우, 상기 조성물은 유기 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 유기 용매로는 지방족 탄화수소 용매, 예를 들면, 프레온류와 탄소수가 5 내지 12인 헥산, 사이클로헥산, 헵탄, 알칸과 같은 물과 섞이지 않는 소수성 액체, 예를 들면, 탄소수가 5 내지 12인 알칸과 그 혼합물인 IsoPar(Exxon), ISOL-C(SK Chem), ISOL-G(Exxon) 등이 사용될 수 있으나, 이로써 제한되는 것은 아니다.For example, when the composition for polyamide interfacial polymerization includes an acyl halide compound, the composition may further include an organic solvent. The organic solvent may be an aliphatic hydrocarbon solvent, for example, a hydrophobic liquid which is not mixed with freons and water such as hexane having 5 to 12 carbon atoms, cyclohexane, heptane, and alkanes, for example, alkanes having 5 to 12 carbon atoms. And mixtures thereof IsoPar (Exxon), ISOL-C (SK Chem), ISOL-G (Exxon) and the like can be used, but is not limited thereto.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 역삼투막의 제조방법에 관한 것으로서, 다공성 지지체를 준비하는 단계; 및 전술한 폴리아미드 계면중합용 조성물을 이용하여 상기 다공성 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 포함한다. Another embodiment of the present disclosure relates to a method for manufacturing a reverse osmosis membrane, comprising the steps of preparing a porous support; And forming a polyamide active layer on the porous support using the polyamide interfacial polymerization composition described above.
일 예에 따르면, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 아민 화합물, 아민계 친수성 첨가제, 및 금속 킬레이트 화합물을 포함하고, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아실 할라이드 화합물과의 접촉에 의하여 계면 중합함으로써 폴리아미드 활성층을 형성한다. 예컨대, 상기 다공성 지지체 상에 아민 화합물, 아민계 친수성 첨가제, 및 금속 킬레이트 화합물을 포함하는 조성물층을 형성한 후, 상기 조성물층 상에 아실 할라이드 화합물을 접촉시켜 폴리아미드를 계면 중합할 수 있고, 이에 의하여 폴리아미드 활성층을 형성할 수 있다. 아실 할라이드 화합물은 유기 용매 중에 포함된 상태로 상기 조성물층 상에 접촉될 수 있다. According to one embodiment, the composition for polyamide interfacial polymerization comprises an amine compound, an amine-based hydrophilic additive, and a metal chelate compound, the polyamide by interfacial polymerization by contacting the polyamide interfacial polymerization composition with an acyl halide compound Form an active layer. For example, after forming a composition layer comprising an amine compound, an amine hydrophilic additive, and a metal chelate compound on the porous support, the acyl halide compound may be contacted on the composition layer to interfacially polymerize the polyamide. The polyamide active layer can be formed by this. The acyl halide compound may be contacted on the composition layer in a state contained in an organic solvent.
또 하나의 예에 따르면, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 아실 할라이드 화합물, 아민계 친수성 첨가제, 및 금속 킬레이트 화합물을 포함하고, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아민 화합물과의 접촉에 의하여 계면 중합함으로써 폴리아미드 활성층을 형성한다. 예컨대, 다공성 지지체 상에 아민 화합물층 형성한 후, 상기 아민 화합물층 상에 아실 할라이드 화합물, 아민계 친수성 첨가제, 및 금속 킬레이트 화합물을 조성물을 접촉시켜 폴리아미드를 계면 중합할 수 있고, 이에 의하여 폴리아미드 활성층을 형성할 수 있다. 아민 화합물층은 아민 화합물을 포함하는 수용액에 의하여 형성될 수 있다. According to another example, the polyamide interfacial polymerization composition includes an acyl halide compound, an amine hydrophilic additive, and a metal chelate compound, and by interfacial polymerization by contacting the polyamide interfacial polymerization composition with an amine compound To form a polyamide active layer. For example, after the amine compound layer is formed on the porous support, an acyl halide compound, an amine hydrophilic additive, and a metal chelate compound are brought into contact with the composition to interfacially polymerize the polyamide, thereby forming a polyamide active layer. Can be formed. The amine compound layer may be formed by an aqueous solution containing an amine compound.
상기 제조방법에 있어서, 아민 화합물과 아실 할라이드 화합물의 접촉시 아민 화합물과 아실 할라이드 화합물이 반응하면서 계면 중합에 의해 폴리아미드를 생성하고, 미세 다공성 지지체에 흡착되어 박막이 형성된다. 이 때, 아민계 친수성 첨가제는 아실 할라이드 화합물과 반응하여 아미드 결합을 형성할 수 있다. 상기 접촉은 침지, 스프레이 또는 코팅 등의 방법을 통해 활성층을 이루어질 수 있다. 계면 중합 조건은 당 기술분야에 알려져 있는 것들이 사용될 수 있다. In the above production method, upon contact between the amine compound and the acyl halide compound, the amine compound and the acyl halide compound react to form a polyamide by interfacial polymerization, and are adsorbed onto the microporous support to form a thin film. At this time, the amine-based hydrophilic additive may react with the acyl halide compound to form an amide bond. The contact may be made to the active layer through a method such as dipping, spraying or coating. Interfacial polymerization conditions may be used those known in the art.
상기 다공성 지지체 상에 아민 화합물층 또는 아민 화합물, 아민계 친수성 첨가제 및 금속 킬레이트 화합물을 포함하는 조성물층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 분무, 도포, 침지, 적하 등의 방법이 사용될 수 있다.The method of forming a composition layer including an amine compound layer or an amine compound, an amine hydrophilic additive, and a metal chelate compound on the porous support is not particularly limited. For example, a method of spraying, applying, dipping, dropping, or the like can be used.
상기 제조방법은 아민 화합물과 아실 할라이드 화합물의 접촉 전에 필요에 따라 과잉의 아민 화합물을 포함하는 수용액을 제거하는 단계를 추가적으로 수행할 수 있다. 상기 다공성 지지체 상에 형성된 아민 화합물을 포함하는 수용액이 지나치게 많은 경우에는 수용액 중의 조성이 불균일할 수 있고, 수용액 중의 조성이 불균일한 경우에는 이후의 계면 중합에 의해 불균일한 활성층이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 다공성 지지체 상에 아민 수용액층을 형성한 후에 과잉의 수용액을 제거하는 것이 바람직하다. 상기 과잉의 수용액 제거는 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들면, 스펀지, 에어나이프, 질소 가스 블로잉, 자연건조, 또는 압축 롤 등을 이용하여 행할 수 있다.The preparation method may additionally perform a step of removing the aqueous solution containing the excess amine compound as needed before contacting the amine compound and the acyl halide compound. When there are too many aqueous solutions containing the amine compound formed on the porous support, the composition in the aqueous solution may be nonuniform, and when the composition in the aqueous solution is nonuniform, a nonuniform active layer may be formed by subsequent interfacial polymerization. Therefore, it is preferable to remove excess aqueous solution after forming an amine aqueous solution layer on the said porous support body. The removal of the excess aqueous solution is not particularly limited, but may be performed using, for example, a sponge, air knife, nitrogen gas blowing, natural drying, a compression roll, or the like.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 다공성 지지체로는, 부직포 상에 고분자 재료의 코팅층이 형성된 것을 사용할 수 있다. 상기 고분자 재료로는, 예를 들면, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리메틸클로라이드 및 폴리비닐리덴플루오라이드 등이 사용될 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 고분자 재료로서 폴리설폰을 사용할 수 있다.According to one embodiment of the present specification, as the porous support, a coating layer of a polymer material may be used on a nonwoven fabric. Examples of the polymer material include polysulfone, polyethersulfone, polycarbonate, polyethylene oxide, polyimide, polyetherimide, polyether ether ketone, polypropylene, polymethylpentene, polymethyl chloride and polyvinylidene fluorine. Ride or the like may be used, but is not necessarily limited thereto. Specifically, polysulfone may be used as the polymer material.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 다공성 지지체의 두께는 60 μm 내지 100 μm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 필요에 따라 조절될 수 있다. 또한, 상기 다공성 지지체의 기공 크기는 1 nm 내지 500 nm인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present specification, the thickness of the porous support may be 60 μm to 100 μm, but is not limited thereto and may be adjusted as necessary. In addition, the pore size of the porous support is preferably 1 nm to 500 nm, but is not limited thereto.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 전술한 실시상태들에 따른 역삼투막의 제조방법에 의하여 제조된 역삼투막을 제공한다. 이 역삼투막은 다공성 지지체; 및 상기 다공성 지지체 상에 구비된 폴리아미드 활성층을 포함하고, 상기 폴리아미드 활성층은 아민 화합물 및 아실 할라이드 화합물 중 적어도 하나; 아민계 친수성 첨가제; 및 금속 킬레이트 화합물을 포함하는 폴리아미드 계면중합용 조성물을 이용하여 형성된다. Another embodiment of the present specification provides a reverse osmosis membrane manufactured by the method of manufacturing a reverse osmosis membrane according to the above-described embodiments. This reverse osmosis membrane comprises a porous support; And a polyamide active layer provided on the porous support, wherein the polyamide active layer comprises at least one of an amine compound and an acyl halide compound; Amine-based hydrophilic additives; And a composition for polyamide interfacial polymerization containing a metal chelate compound.
상기 아민계 친수성 첨가제 및 금속 킬레이트 화합물은 아민 화합물을 포함하는 조성물, 예컨대 수용액층 조성물에 포함될 수도 있고, 아실 할라이드 화합물을 포함하는 조성물, 예컨대 유기층 조성물에 포함될 수도 있다. 바람직하게는 상기 아민계 친수성 첨가제 및 금속 킬레이트 화합물은 아민 화합물을 포함하는 조성물, 예컨대 수용액층 조성물에 포함된다. The amine-based hydrophilic additive and the metal chelate compound may be included in a composition containing an amine compound, such as an aqueous solution layer composition, or may be included in a composition containing an acyl halide compound, such as an organic layer composition. Preferably, the amine-based hydrophilic additive and the metal chelate compound are included in a composition containing an amine compound, such as an aqueous solution layer composition.
상기 폴리아미드 활성층은 상기 아민 화합물을 포함하는 층과 상기 아실 할라이드 화합물의 포함하는 층의 계면 중합에 의하여 형성되며, 이 때 아민계 친수성 첨가제와 금속 킬레이트 화합물은 상기 아민 화합물을 포함하는 층; 또는 상기 아실 할라이드 화합물의 포함하는 층; 또는 두 층 모두에 포함될 수 있다. 바람직하게는 아민계 친수성 첨가제와 금속 킬레이트 화합물은 상기 아민 화합물을 포함하는 층에 포함된다. The polyamide active layer is formed by interfacial polymerization of the layer containing the amine compound and the layer containing the acyl halide compound, wherein the amine-based hydrophilic additive and the metal chelate compound comprise the amine compound; Or a layer comprising the acyl halide compound; Or in both layers. Preferably, the amine hydrophilic additive and the metal chelate compound are included in the layer containing the amine compound.
상기 아민계 친수성 첨가제의 친수성기는 상기 금속 킬레이트 화합물와 착물을 형성할 수 있다. 또한, 상기 아민계 친수성 첨가제의 아민기는 상기 폴리아미드 활성층을 형성하는 계면중합에 참여하여 아미드 결합을 형성할 수 있다. The hydrophilic group of the amine-based hydrophilic additive may form a complex with the metal chelate compound. In addition, the amine group of the amine-based hydrophilic additive may participate in the interfacial polymerization to form the polyamide active layer to form an amide bond.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 다공성 지지체; 및 상기 다공성 지지체 상에 구비된 폴리아미드 활성층을 포함하고, 상기 폴리아미드 활성층이 아민계 친수성 첨가제 및 금속 킬레이트 화합물을 포함하며, 상기 아민계 친수성 첨가제의 친수성기가 금속 킬레이트 화합물과 착물을 형성할 수 있고, 상기 아민계 친수성 첨가제의 아민기가 아미드 결합을 형성할 수 있는 것인 역삼투막을 제공한다.Another embodiment of the present specification is a porous support; And a polyamide active layer provided on the porous support, wherein the polyamide active layer includes an amine hydrophilic additive and a metal chelate compound, and the hydrophilic group of the amine hydrophilic additive may form a complex with the metal chelate compound. It provides a reverse osmosis membrane that the amine group of the amine-based hydrophilic additive can form an amide bond.
일 예에 따르면, 아민계 친수성 첨가제와 금속 킬레이트 화합물은 하기와 같이 착물을 형성할 수 있다. According to one example, the amine-based hydrophilic additive and the metal chelate compound may form a complex as follows.
또한, 아민계 친수성 첨가제는 폴리아미드 중합에 사용되는 트리메조일클로라이드와 같은 아실 할라이드 화합물의 아실할라이드기와 아미드 결합을 형성할 수 있다. In addition, the amine-based hydrophilic additive may form an amide bond with an acyl halide group of an acyl halide compound such as trimezoyl chloride used for polyamide polymerization.
상기 역삼투막은 필요에 따라 추가의 층을 더 포함할 수 있다, 예컨대, 상기 역삼투막은 상기 폴리아미드 활성층 상에 구비된 안티파울링층을 더 포함할 수 있다. The reverse osmosis membrane may further include an additional layer as necessary, for example, the reverse osmosis membrane may further include an antifouling layer provided on the polyamide active layer.
본 발명의 일 실시상태는 전술한 역삼투막을 적어도 하나 이상 포함하는 수처리 모듈을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a water treatment module including at least one reverse osmosis membrane.
상기 수처리 모듈의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 그 예에는 판형(plate & frame) 모듈, 관형(tubular) 모듈, 중공사형(Hollow & Fiber) 모듈 또는 나권형(spiral wound) 모듈 등이 포함된다. 또한, 상기 수처리 모듈은 전술한 본 명세서의 일 실시상태에 따른 역삼투막을 포함하는 한, 그 외의 기타 구성 및 제조 방법 등은 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 공지된 일반적인 수단을 제한 없이 채용할 수 있다.The specific kind of the water treatment module is not particularly limited, and examples thereof include a plate & frame module, a tubular module, a hollow & fiber module or a spiral wound module. In addition, as long as the water treatment module includes the reverse osmosis membrane according to the exemplary embodiment of the present specification described above, other configurations and manufacturing methods are not particularly limited, and general means known in the art may be employed without limitation. .
한편, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 모듈은 염제거율 및 투과유량이 우수하며, 화학적 안정성이 우수하여 가정용/산업용 정수 장치, 하수 처리 장치, 해담수 처리 장치 등과 같은 수처리 장치에 유용하게 사용될 수 있다.Meanwhile, the water treatment module according to one embodiment of the present specification has excellent salt removal rate and permeate flow rate, and has excellent chemical stability, and thus may be usefully used for water treatment devices such as household / industrial water purification devices, sewage treatment devices, seawater treatment devices, and the like. have.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. However, the embodiments according to the present disclosure may be modified in various other forms, and the scope of the present specification is not to be interpreted as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present specification are provided to more fully describe the present specification to those skilled in the art.
실시예Example 1 내지 3 1 to 3
폴리술폰층이 구비된 부직포 상에, m-페닐렌디아민(mPD), 아민계 친수성 첨가제로서 3,5-디아미노벤조산(DABA), TEA(Triethylamine), CSA(Camphorsulfonic acid), 금속 킬레이트 화합물(스트론튬 헥사플루오로아세틸아세토네이트, Strontium hexafluoroacetylacetonate), 및 계면활성제를 포함하는 조성물을 이용하여 수용액층을 형성하였다. 이어서 트리메조일클로라이드(TMC), 1,3,5-트리메틸벤젠(TMB) 및 Isopar-G을 포함하는 조성물을 상기 수용액층 상에 도포하여 유기층을 형성하여 계면중합을 수행함으로써 역삼투막을 제조하였다. 이 때, 수용액층 형성용 조성물 중 mPD 및 DABA 함량은 하기 표 1과 같았다. 상기 수용액층 형성용 조성물 중 상기 금속 킬레이트 화합물의 함량은 0.025중량% 이었다. On the nonwoven fabric with polysulfone layer, m-phenylenediamine (mPD), 3,5-diaminobenzoic acid (DABA), TEA (Triethylamine), CSA (Camphorsulfonic acid), metal chelate compound ( An aqueous solution layer was formed using a composition comprising strontium hexafluoroacetylacetonate, Strontium hexafluoroacetylacetonate), and a surfactant. Subsequently, a reverse osmosis membrane was prepared by applying a composition including trimezoyl chloride (TMC), 1,3,5-trimethylbenzene (TMB), and Isopar-G on the aqueous solution layer to form an organic layer to perform interfacial polymerization. At this time, the mPD and DABA content in the composition for forming an aqueous layer was as shown in Table 1 below. The content of the metal chelate compound in the composition for forming an aqueous solution layer was 0.025% by weight.
비교예Comparative example 1 One
아민계 친수성 첨가제를 사용하지 않고, mPD를 수용액층 형성용 조성물 중 2.75 중량%로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1 내지 3과 동일하게 실시하였다. The same procedure as in Examples 1 to 3 was performed except that mPD was used at 2.75% by weight in the composition for forming an aqueous layer without using an amine hydrophilic additive.
실시예Example 4 4
수용액층에 에틸렌디아민 테트라아세트산(Ethylenediamine tetraacetic acid, EDTA)을 첨가한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하였다. Except that ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) was added to the aqueous layer was carried out in the same manner as in Example 2.
실시예Example 5 5
유기층에 첨가제 메시틸 옥사이드(Mesityl oxide)를 첨가한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하였다.The same process as in Example 2 was performed except that an additive mesityl oxide was added to the organic layer.
비교예 및 실시예에서 제조된 막에 대하여 염제거율 및 투과유량을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다. 실시예에서 제조된 역삼투막에서 mPD 잔류 함량을 도출한 결과로부터 유추해 볼 때, DABA의 역삼투막 내 잔류함량은 0.24-1.42 mg/m2 정도 이었다. 염제거율 및 투과유량은 TDS(total dissolved solids) 250ppm, 60psi, 가정용 분리막 평가 조건에서 평가하였다.The salt removal rate and permeate flow rate of the membranes prepared in Comparative Examples and Examples are shown in Table 1 below. Inferred from the results of deriving the mPD residual content in the reverse osmosis membrane prepared in Example, the residual content of the reverse osmosis membrane of DABA was about 0.24-1.42 mg / m 2 . Salt removal rate and permeate flux were evaluated at 250 ppm TDS (60 dissolved solids), 60 psi, home membrane evaluation conditions.
(wt%)mPD
(wt%)
(wt%)DABA
(wt%)
첨가제
첨가여부
(X: 미첨가,
O: 첨가)Aqueous solution layer
additive
Addition
(X: no addition,
O: added)
첨가제
첨가여부
(X: 미첨가,
O: 첨가)Organic layer
additive
Addition
(X: no addition,
O: added)
(%)Salt removal rate
(%)
(gfd)Permeate flow rate
(gfd)
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 아민계 친수성 첨가제를 사용하지 않은 비교예에 비하여, 실시예 1 내지 3에서 투과유량이 증가함을 확인하였다. 또한, 유기층에 첨가제 메시틸 옥사이드(Mesityl oxide)를 사용한 실시예 5에서도 DABA 첨가 시 투과유량 향상을 유발함을 확인하였다. 또한 수용액층에 에틸렌디아민 테트라아세트산(Ethylenediamine tetraacetic acid, EDTA)을 사용한 실시예 4에서도 DABA 첨가 시 투과유량 향상을 유발함을 확인하였다. As shown in Table 1, it was confirmed that the permeate flow rate is increased in Examples 1 to 3, compared to the comparative example without the amine-based hydrophilic additive. In addition, in Example 5 using the additive mesityl oxide (Mesityl oxide) in the organic layer was confirmed that the increase in permeation flow rate when adding DABA. In addition, in Example 4 using ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) in the aqueous solution layer, it was confirmed that the permeation flux was improved when DABA was added.
Claims (20)
상기 아민계 친수성 첨가제는 하기 화학식 2-1, 2-3 및 2-4 중 하나로 표시되는 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물:
[화학식 2-1]
[화학식 2-3]
[화학식 2-4]
상기 화학식 2-1, 2-3 및 2-4에 있어서,
R'는 수소, 알킬기 또는 아릴기이고,
R"는 수소, 히드록시기, 알킬기 또는 아릴기이다. At least one of an amine compound and an acyl halide compound; Amine-based hydrophilic additives; And a composition for polyamide interfacial polymerization comprising a metal chelate compound,
The amine-based hydrophilic additive is a composition for polyamide interfacial polymerization, which is represented by one of the formula
[Formula 2-1]
[Formula 2-3]
[Formula 2-4]
In Chemical Formulas 2-1, 2-3, and 2-4,
R 'is hydrogen, an alkyl group or an aryl group,
R ″ is hydrogen, a hydroxy group, an alkyl group or an aryl group.
The composition according to claim 1, wherein the amine-based hydrophilic additive is selected from the following structural formulas:
및
여기서, R1, R2, R3, R4 및 R5의 각각은 독립적으로 C1-C10 알킬, 할로겐화 C1-C10 알킬, 5-원 또는 6-원 방향족 고리, 축합된 6-원 고리를 2 개 함유하는 방향족 이환계 및 6원 방향족 고리에 축합된 5-원 고리를 함유하는 방향족 이환계 중에서 선택된다. R1, R2, R3, R4 및 R5의 각각은 개별적으로 C1-C6 알킬 및 할로겐화 C1-C6 알킬 중에서 선택될 수 있다. R1, R2, R3, R4 및 R5의 어느 하나는 페닐, 벤질, N, O 및 S 중에서 선택된 1 내지 4 개의 헤테로 원자들을 함유하는 C3-C5 방향족 고리 및 N, O 및 S 중에서 선택된 1 내지 4 개의 헤테로 원자들을 함유하는 C5-C9 이환 방향족 환계 중에서 선택될 수 있다. R1, R2, R3, R4 또는 R5의 어느 하나는 퓨라닐, 피롤릴, 티오페네일, 이미다졸일, 피라졸일, 옥사졸일, 이속자졸일, 티아졸일, 페닐, 피리디닐, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 퓨리닐, 벤즈옥사졸일, 벤조티아졸일, 벤즈이속사졸일, 벤즈이미다졸일, 벤조티오페네일, 인다졸일, 벤조[c]-티오페네일, 이소인돌일, 이소벤조퓨라닐, 나프탈레네일(naphthaleneyl), 퀴놀리닐, 퀴녹사리닐, 퀴나자올리닐 및 이소퀴놀리닐 중에서 선택될 수 있다.The composition according to claim 6, wherein the bidentate ligand is selected from Formulas 1 to 7 below:
And
Wherein each of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 is independently C 1 -C 10 alkyl, halogenated C 1 -C 10 alkyl, 5- or 6-membered Aromatic rings, aromatic bicyclic systems containing two condensed 6-membered rings, and aromatic bicyclic systems containing 5-membered rings condensed to six-membered aromatic rings. Each of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be individually selected from C 1 -C 6 alkyl and halogenated C 1 -C 6 alkyl. Any one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 is a C 3 -C 5 aromatic ring containing 1 to 4 heteroatoms selected from phenyl, benzyl, N, O and S and N, O and It may be selected from a C 5 -C 9 bicyclic aromatic ring system containing 1 to 4 hetero atoms selected from S. Any one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 or R 5 is furanyl, pyrrolyl, thiophenyl, imidazolyl, pyrazolyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, phenyl, pyridinyl, Pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, purinyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, benzisoxazolyl, benzimidazolyl, benzothiophenyl, indazolyl, benzo [c] -thiophenyl, iso Indolyl, isobenzofuranyl, naphthaleneyl, quinolinyl, quinoxalinyl, quinazolinyl and isoquinolinyl.
상기 아민계 친수성 첨가제는 하기 화학식 2-1, 2-3 및 2-4 중 하나로 표시되는 것인 역삼투막:
[화학식 2-1]
[화학식 2-3]
[화학식 2-4]
상기 화학식 2-1, 2-3 및 2-4에 있어서,
R'는 수소, 알킬기 또는 아릴기이고,
R"는 수소, 히드록시기, 알킬기 또는 아릴기이다. Porous support; And a polyamide active layer provided on the porous support, wherein the polyamide active layer includes an amine hydrophilic additive and a metal chelate compound, and the hydrophilic group of the amine hydrophilic additive may form a complex with the metal chelate compound. As the reverse osmosis membrane that the amine group of the amine-based hydrophilic additive can form an amide bond,
The amine-based hydrophilic additive is a reverse osmosis membrane that is represented by one of the following formulas 2-1, 2-3 and 2-4:
[Formula 2-1]
[Formula 2-3]
[Formula 2-4]
In Chemical Formulas 2-1, 2-3, and 2-4,
R 'is hydrogen, an alkyl group or an aryl group,
R ″ is hydrogen, a hydroxy group, an alkyl group or an aryl group.
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