[發明專利]一種制造耐污染聚酰胺反滲透復合膜的方法

有效

• 申請號: 201110144364.3
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102228809A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 武少禹
• 申請（專利權）人: 南京帝膜凈水材料開發有限公司
• 主分類號: B01D71/56
• 分類號: B01D71/56;B01D69/12;B01D61/02
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 何朝旭;蔡晶晶

技術領域

本發明涉及一種制造耐污染聚酰胺反滲透復合膜的方法，屬于半透膜的制備方法技術領域。

背景技術

納濾和反滲透膜因對有機小分子和無機鹽離子的卓越的分離性能，以及安全，環境友好，易操作等優點而成為水處理的關鍵技術之一。其應用包括海水及苦咸淡化，硬水軟化，中水回收，工業廢水處理，超純水制備等廣泛領域。其中復合膜因其可將膜的截留率，水通量，穩定性等性能優化而成為當前發展最快、應用最多的膜品種，目前市場上超過90％的納濾和反滲透膜是復合膜。復合膜是指在多孔的支撐底膜上復合一層很薄的、致密的、有特種分離功能的不同材料。與一體化膜比較，復合膜的表面致密層厚度更薄，從而使膜同時具有高的溶質分離率和水的透過速率，及可優化的物理化學結構，可滿足各種不同的選擇性分離需求。當前廣泛用于水處理行業中的復合膜主要采取界面聚合的方式，將聚酰胺薄膜復合到微孔支撐底膜表面。通常的工藝過程，在開創性的美國專利4277344有詳細介紹。首先將聚砜涂敷到聚酯無紡布上而形成的微孔底膜，浸入到二胺或多胺水溶液中，然后通過風淋，輥壓等方法去除膜表面多余胺溶液，再浸入到多元酰氯的有機非極性溶液中與酰氯發生界面聚合反應，從而在表面形成致密的具有分離功能的聚酰胺超薄活性層，成膜后，充分洗滌及適當的熱固化處理可增加膜性能。由于聚酰胺復合膜的化學結構及表面性能，使該類復合膜的抗污染能力很弱，從而增加了膜的清洗成本和使用壽命。為了提高聚酰胺復合膜的抗污染能力，國內外做了大量工作，主要集中在表面改性及表面涂層，如通過表面活性劑處理增加表面親水性，美國專利US5028453則采用等離子體處理引入親水基而提高抗污染性，目前等離子體處理受限于技術條件及成本而不能應用于大規模批量生產。中國專利02126106.7和美國專利US6913694采用復合膜表面涂上一層含有2個以上環氧基的環氧化合物親水性涂層，由于親水基團密度的限制使其不能最大程度改善膜表面的親水性能。美國專利US5151183采用氟氣對膜表面進行氟化處理而提高膜的抗污染性，氟氣處理易使膜表面聚酰胺分子裂解，從而影響了膜的脫鹽性能及其壽命。

發明內容

本發明要解決技術問題是：克服上述現有技術的缺點，提供一種制造耐污染聚酰胺反滲透復合膜的方法。

為了解決以上技術問題，本發明一種制造耐污染聚酰胺反滲透復合膜的方法，其特征在于：包括步驟A：將聚酰胺反滲透復合膜表面用含有環氧基或異氰酸基或硅氧基的化合物的有機溶液a通過雙面浸涂或表面噴涂或表面刷涂的方式處理，半干后再進行熱處理或UV處理，使環氧基或異氰酸基或硅氧基通過與聚酰胺分子中的反應性基團反應鍵合到聚酰胺反滲透復合膜表面，使聚酰胺反滲透復合膜表面電荷趨于中性。

為了進一步的提高耐污性，步驟A完成之后，將聚酰胺反滲透復合膜用聚乙烯醇或聚乙二醇的水溶液b通過雙面浸涂或表面噴涂或表面刷涂的方式處理，再進行熱處理或UV處理，使聚乙烯醇分子或聚乙二醇分子通過環氧化合物或異氰酸酯化合物或硅氧化合物中的活性基團鍵合到聚酰胺反滲透復合膜的表面，以增加聚酰胺反滲透復合膜表面的親水性。本步驟中，通過步驟A中的鍵合作用在膜表面引入含親水基團的化合物涂層以增加膜表面的親水性，從而提高耐污染能力。

進一步的，所述含有環氧基的化合物為含氟元素的環氧化合物，含有異氰酸基的化合物的為含氟元素的異氰酸酯化合物，含有硅氧基的化合物為含氟元素的硅氧化合物。含氟元素的環氧化合物或含氟元素的異氰酸酯化合物或含氟元素的硅氧化合物分子通過聚酰胺分子中的反應性基團(酰胺基、胺基及羧酸基)與環氧基或異氰酸基或硅氧基反應鍵合到聚酰胺反滲透復合膜的表面，以降低聚酰胺反滲透復合膜的表面能。通過引入含能降低表面能的元素的化合物涂層以降低膜的表面能，從而提高膜的抗污染能力，同時膜表面涂層的粘合強度通過鍵合作用而得到提高。

本發明中，所述含氟元素的環氧化合物包括分子中含有氟元素和環氧基團的小分子化合物、分子中含有氟元素和環氧基團的低聚物、分子中含有氟元素和環氧基團的高分子化合物中的一種或幾種；所述含氟元素的異氰酸酯化合物包括分子含有中氟元素和異氰酸基團的小分子化合物、分子含有中氟元素和異氰酸基團的低聚物、分子含有中氟元素和異氰酸基團的高分子化合物的一種或幾種；所述含氟元素的硅氧化合物包括分子含有氟元素和硅氧基團的小分子化合物、分子含有氟元素和硅氧基團的低聚物、分子含有氟元素和硅氧基團的高分子化合物的一種或幾種。

此外，本發明還提供了另一種制造耐污染聚酰胺反滲透復合膜的方法，其特征在于，包括：