[發明專利]一種高強度高通量中空纖維膜及其制備方法

無效

• 申請號: 201010264720.0
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN102228806A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 丁懷宇;陳觀文;王效寧
• 申請（專利權）人: 北京偉思德克科技有限責任公司
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/08;B01D67/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄭小粵;?；?/td>

1.一種高強度高通量中空纖維膜，其組分和含量為：

聚偏氟乙烯????????15～25％；

納米級無機微粒????5～35％；

聚乙烯基吡咯烷酮??5～20％；

溶劑??????????????40～65％，所述百分數為質量百分數，其中：

所述聚偏氟乙烯為超高分子量聚偏氟乙烯，其重均分子量≥700,000；

所述的納米級無機微粒為納米級碳酸鈣、親水納米級二氧化硅、疏水納米級二氧化硅、納米級碳酸鈉、納米級碳酸鉀或納米級氧化鋅；

所述聚乙烯基吡咯烷酮為K15、K18、K30或K60中一種或者幾種；

所述的溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、磷酸三乙酯或四甲基脲中的一種或者幾種。

2.根據權利要求1所述的高強度高通量中空纖維膜，其特征在于，所述納米級無機微粒的粒徑在1～50nm之間；所述聚乙烯基吡咯烷酮為K15和/或K30；所述溶劑的含量為55～65％；所述的溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或二甲基亞砜中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的高強度高通量中空纖維膜，其特征在于，所述納米級碳酸鈣的粒徑在10～50nm之間，所述親水納米級二氧化硅和所述疏水納米級二氧化硅的粒徑在1～20nm之間。

4.一種高強度高通量中空纖維膜的制備方法，包括以下步驟：

a)制備成膜體系，即選取15～25％的超高分子量的聚偏氟乙烯、5～35％的納米級無機微粒、5～20％的聚乙烯基吡咯烷酮及40～65％的溶劑共混，在80-140℃溫度下，在攪拌釜中高速攪拌使其溶解均勻，以獲得均一穩定的料液，所述百分數為質量百分數；

b)將步驟a)獲得的所述料液經單螺桿輸送裝置進行輸送，在所述單螺桿的輸送段進行真空脫泡，得到鑄膜液；

c)將步驟b)獲得的所述鑄膜液經過計量泵和噴絲頭擠出，然后進入凝膠浴凝固，膜絲外部由凝膠浴成型，內部由芯液凝膠成型，用于形成中空纖維內部空腔，從而形成初生中空纖維膜，所述凝膠浴和所述芯液均為所述溶劑與純水共混的溶液，其中所述溶劑的重量百分含量為10～90％；

d)對步驟c)獲得的所述初生中空纖維膜用酸或堿浸泡15-30分鐘，然后放入清水中漂洗1～6小時，即得到高強度高通量中空纖維膜。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述超高分子量的聚偏氟乙烯的重均分子量≥700,000。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述納米級無機微粒為納米級碳酸鈣、親水納米級二氧化硅、疏水納米級二氧化硅、納米級碳酸鈉、納米級碳酸鉀或納米級氧化鋅，其中所述納米級無機微粒的粒徑在1～50nm之間，其中所述納米級碳酸鈣的粒徑在10～50nm之間，所述親水納米級二氧化硅和所述疏水納米級二氧化硅的粒徑在1～20nm之間；所述聚乙烯基吡咯烷酮為K15、K18、K30或K60中一種或者幾種；所述溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、磷酸三乙酯或四甲基脲中一種或者幾種。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯基吡咯烷酮為K15和/或K30。

8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜中的一種或者幾種。

9.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，還包括在步驟d)中所述的放入清水中漂洗1～6小時后，再用甘油浸泡后晾干的步驟。

10.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的酸為稀鹽酸，稀硫酸或者乙酸，所述酸的濃度為0.1～5wt％；所述的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀或者氫氧化鈣，所述堿的濃度為0.1～5wt％。