[發明專利]聚醚砜制的親水性濾膜、其制造方法及制膜原液

無效

• 申請號: 200980107424.5
• 申請日: 2009-04-09
• 公開（公告）號: CN102046275A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 田口弘毅;井頭賢一郎;村岸治;松山秀人;西野孝
• 申請（專利權）人: 川崎重工業株式會社
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D69/06;B01D69/08;B01D71/44;B01D71/82
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 馮雅;胡燁

技術領域

本發明涉及聚醚砜制的親水性濾膜、其制造方法及制膜原液，更具體涉及適合于飲料水制造、凈水處理、廢水處理等水處理領域、醫療領域、食品工業領域等的聚醚砜制的親水性濾膜、其制造方法及制膜原液。

背景技術

近年來，濾膜(分離膜)被應用于飲料水制造、凈水處理、廢水處理等水處理領域、食品工業領域等各個方面。飲料水制造、凈水處理、廢水處理等水處理領域中，為除去水中的雜質，采用濾膜來代替現有的砂濾、凝集沉淀過程。此外，食品工業領域中，為了用于發酵的酵母的分離除去和液體的濃縮而采用濾膜。

這樣多用途的濾膜由于在凈水處理和廢水處理等水處理領域中的處理水量大，因此需要提高透水性能。如果透水性能好，則可減小膜面積，裝置變得緊湊，因此可節省設備費用，從膜交換費用和設置面積的角度來看也是有利的。

此外，廢水處理中，為了進行投入的水的殺菌和防止膜的生物污損(biofouling)，向膜組件部分投入次氯酸鈉等殺菌劑；此外，為了用酸、堿、氯、表面活性劑等清洗膜本身，要求濾膜具有耐化學品性。

另外，自來水的制造中，在水凈化廠里無法將來自家畜糞尿等的隱孢子蟲等對氯具有耐性的病原菌性微生物處理干凈，混入處理水的事故自90年代起愈發突出，因此為了防止這類事故，要求濾膜具有足以保證原水不會混入處理水的分離特性和高物理強度。

因此，要求濾膜具有良好的阻止性能、耐化學品性、物理強度、透水性能和耐污性。于是，逐漸開始使用采用兼具耐化學品性和物理強度的聚偏氟乙烯類樹脂的濾膜。但是，采用聚偏氟乙烯類樹脂的濾膜呈疏水性，因此污染物容易附著于濾膜的孔，必須頻繁實施采用次氯酸鈉等的化學品清洗。因此，存在膜的使用壽命縮短、膜的交換頻度也高、運行成本提高的問題。此外，采用聚偏氟乙烯類樹脂的濾膜含有鹵素分子，因此存在進行焚燒處理時會產生環境激素、環境負擔大的問題。

另一方面，與聚偏氟乙烯類樹脂同樣，纖維素類樹脂也逐漸受到關注。與聚偏氟乙烯相比，纖維素類樹脂呈親水性，有耐污性高的優點。此外，由于不含鹵素，因此有環境負擔小的優點。但存在物理強度低的缺點。

另外，聚醚砜(下面有時簡稱為“PES”)作為物理強度和耐污性均顯示出處于聚偏氟乙烯類樹脂和纖維素類樹脂中間的特性的材料受到關注(例如專利文獻1～3)。但是，采用聚醚砜作為濾膜時，膜本身的親水性仍不足，因此實際情況是無法獲得在耐污性方面能令人滿意的濾膜。

專利文獻1：日本專利特開2006-81970號公報(權利要求1)

專利文獻2：日本專利特開平7-163847號公報(權利要求1)

專利文獻3：日本專利特表2002-512876號公報(0015段)

發明的揭示

本發明的目的是提供阻止性能、耐化學品性、物理強度和透水性能良好且耐污性良好的親水性濾膜。

本發明的聚醚砜制親水性濾膜的特征在于，含有接觸角為65～74°的親水性聚醚砜。即，本發明的親水性聚醚砜例如通過在聚醚砜的末端引入羥基等來實現親水化。

該親水性聚醚砜中的羥基的數目較好是每100個聚合重復單元中有0.6～1.4個。親水性聚醚砜的分子量較好是在10000～100000的范圍內。

本發明的親水性濾膜還可含有聚乙烯吡咯烷酮(聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮))。這里，本發明中所使用的聚乙烯吡咯烷酮較好是具有10000～1300000的范圍內的分子量。

本發明的親水性濾膜由于采用了親水性的聚醚砜，因此聚乙烯吡咯烷酮和聚醚砜的相容性提高，原本呈水溶性的聚乙烯吡咯烷酮不易從濾膜溶出。即，現有的濾膜的制造中，因為不使用親水性的聚醚砜作為聚醚砜，所以聚乙烯吡咯烷酮和聚醚砜不相容，如上述專利文獻1所述，所加入的聚乙烯吡咯烷酮只是作為用于在制膜時溶出而形成空孔的開口劑。另一方面，本發明中，聚乙烯吡咯烷酮和親水性的聚醚砜相容而留在濾膜內，起到大幅提高濾膜的親水性的作用。

本發明的制膜原液的特征在于，含有所述接觸角為65～74°的親水性聚醚砜和溶劑。該親水性聚醚砜中的羥基的數目較好是每100個聚合重復單元中有0.6～1.4個，分子量較好是在10000～100000的范圍內。

本發明的制膜原液中的溶劑較好是可溶解所述親水性聚醚砜且具有與水的混合性的有機溶劑。