[發明專利]一種新型聚酰胺納濾膜及制備方法

無效

• 申請號: 201010172208.3
• 申請日: 2010-05-11
• 公開（公告）號: CN101829508A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 周勇;翟丁;高從堦
• 申請（專利權）人: 杭州水處理技術研究開發中心有限公司
• 主分類號: B01D71/56
• 分類號: B01D71/56;B01D69/10;B01D69/12
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 陳小良

技術領域

本發明涉及一種高分子膜及制備方法，具體是指一種聚酰胺納濾膜及制備方法。

技術背景

納濾膜是介于超濾與反滲透之間的新型膜分離技術。其技術特點是通過空間位阻和靜電作用實現對溶解組分的選擇性透過，且操作系統壓力遠遠低于反滲透過程(操作壓力通常為0.4-1MPa)，納濾膜對二價離子和分子量大于200的溶質的截留率大于90％，而對一價離子和低分子量溶質的截留率一般低于50％，因而可實現對物質的選擇性分離。物料的荷電性、離子價數和濃度對納濾膜的分離效率有很大影響，納濾膜獨特的分離效果使其應用范圍迅速拓寬，被廣泛的應用于苦咸水脫鹽，醫藥、食品和生物等行業，同時，納濾比反滲透更適于一些特殊場合，通過納濾膜取代反滲透，可以節約大量的能量。

納濾復合膜是將一層超薄功能層沉積到孔徑適當的微孔支撐膜表面，制備工藝大致有以下幾種：相轉化法、稀溶液涂層法、界面聚合法、熱誘導相轉化法和化學改性法等。

常用的納濾膜有：聚芳香酰胺類、聚酰胺類、磺化聚砜類、聚乙烯醇類等。芳香聚酰胺類、聚酰胺類是采用界面聚合方法制備荷電表層；磺化聚砜類、聚乙烯醇類是采用涂敷法制備荷電表層。

目前，國際上出現的復合納濾膜主要有四種系列：

(1)芳香聚酰胺類復合膜：這類膜主要有美國Film?Tec公司的NF-50和NF-70兩種(荷負電)。

(2)聚酰胺類復合納濾膜：這類膜主要有美國Film?Tec公司的NF-40(負電)和Minneapolis，MN公司的NF-40HF膜，日本東麗公司的UTC-20HF(負電)的UTC-60(兩性)膜，美國AMT公司的ATF-30和ATF-50。

(3)磺化聚醚砜類復合納濾膜：這類膜有日本東電工公司開發的NFR一7400(負電)系列納濾膜。

(4)混合型復合納濾膜：如日本東電工公司的NTR一7250(負電)膜(屬于聚酰胺類膜，制備時在水相中加入了聚乙烯醇，界面聚合反應后在110℃下加熱，并通過輻射使其交聯，以取得協同效應)，美國Desalination公司開發的Desaal-5膜(采用涂敷法，將鑄膜液直接刮倒基膜上，利用相轉化法形成復合層，其結構式在磺化聚砜層上復合了超薄的聚酰胺層)。

除有機膜外，還有以無機材料制備的納濾膜，如將聚磷酸鹽和聚硅氧烷沉積在無機微濾膜上制備成復合無機納濾膜。

目前商業上通用的聚酰胺納濾膜是通過均苯三甲酰氯或其混合物和哌啶或其混合物通過界面縮聚制備。盡管納濾技術已經取得了巨大的進步，但是現有的膜材料并不能滿足人們的需求，在不損失截留率的條件下，膜的通量需要進一步提高，需要新的單體，新的材料的出現。

發明內容

本發明針對現有技術中的不足，提出了一種新型的納濾膜，可以更好的耐氯性、更大的水通量等。

本發明是通過下述方案得以實現的：

一種新型聚酰胺納濾膜，由多孔支撐層膜和聚酰胺超薄功能層組成，所述的聚酰胺超薄功能層中同時含有磺酰胺基、酰胺基、羧酸基和磺酸基功能團。

本發明制備的一種新型的聚酰胺納濾復合膜，復合膜由聚砜支撐層和聚酰胺超薄功能層組成，所述的聚酰胺超薄功能層除了具有酰胺功能團(-CO-N)，還含有磺酰胺功能團(-SO₂-N)，由含磺酰氯基團的芳香族多元酰氯或與其他芳香多元酰氯混合后與哌啶通過界面縮聚制備的。

一種新型聚酰胺納濾膜的制備方法，其特征在于包括下述步驟，

(1)將4-氨基哌啶水溶液倒到多孔支撐層膜表面，覆蓋多孔支撐層膜表面1～5分鐘；其中4-氨基哌啶水溶液中4-氨基哌啶的質量體積濃度為0.1～2％，濃度單位為g/ml；

上述制備方法中所述的多孔性支撐膜為截留分子量2～3萬的聚砜膜、聚醚砜膜、或聚丙烯腈多孔膜；

作為優選，上述的哌啶水溶液用鹽酸、甲酸、或乙酸作為pH值調節劑；其中以鹽酸為最佳。

作為優選，上述制備方法中所用的哌啶溶液中加入一定的磷酸鈉混合成溶液，其中以磷酸鈉完全溶解為最高限。

(2)將該膜表面多余的4-氨基哌啶溶液倒掉，在空氣中晾干，再將芳香環上帶有改性酰氯基團的芳香多元酰氯、或與其他芳香多元酰氯混合物溶液倒到膜表面反應10～300秒進行界面聚合；所用溶劑為三氟三氯乙烷、正己烷、正庚烷、或isopar溶劑油中的一種；芳香環上帶有改性酰氯基團的芳香多元酰氯在溶液中的質量體積濃度為0.03～0.3％；其他芳香多元酰氯混合物在溶液中的質量體積濃度為0.2～0.5％；4-氨基哌啶的質量體積濃度為0.1～4％；濃度單位為g/ml；