[發明專利]一種分離膜的制備方法及高通量高強度分離膜

有效

• 申請號: 201210555934.2
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103877868A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 于海軍;劉健輝;曹義鳴;康國棟;李霞;李萌
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/08;B01D69/10;B01D67/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種分離膜的制備方法，其特征在于：

分別配制不同的內層和外層制膜液，采用共擠出法一次性制備分離膜，該方法中起分離作用的外層為非溶劑致相分離(NIPS)，而起支撐作用的內層為熱致相分離(TIPS)；具體過程如下：

(1)外層分離層制膜液的配制，將外層聚合物、致孔劑、有機溶劑加入外層配料罐中，在20-150℃下攪拌溶解，脫泡；

(2)內層支撐層制膜液的配制，將內層聚合物、復合稀釋劑、增強劑，有機溶劑加入內層配料罐中，在80-300℃攪拌溶解，脫泡；

(3)共擠出法制備雙層分離膜，加入芯液，采用三通道噴頭擠出，在凝膠浴成型后，在萃冷劑中降溫的同時，牽伸速率為100米/小時—3000米/小時；

(4)將制成的中空纖維膜浸入到去離子水中，脫除膜中的復合稀釋劑混合物、致孔劑和溶劑。

2.按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

內層支撐層為熱致相分離(TIPS)制成，其成分包括內層聚合物，增強劑，復合稀釋劑和有機溶劑；

復合稀釋劑是水溶性或非水溶性的，沸點在100℃以上并在常溫下不能溶解以上提及的內層聚合物的液體、或無機鹽類化合物中的一種或二種以上；其于內層支撐層制膜液中的用量為0.05.wt%-80.wt%之間；

水溶性的稀釋劑包括而不僅限于乙二醇、丙二醇、丙三醇、三甘醇、聚乙二醇(分子量200、400或600)、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯縮丁醛、聚醋酸乙烯酯中的一種或二種以上；非水溶性的稀釋劑包括而不僅限于丙烯碳酸酯、γ-丁內酯、二丙酮醇、乙二醇單甲醚醋酸酯、乙二醇單乙醚醋酸酯、雙乙二醇單乙醚醋酸酯、雙乙二醇單丁醚醋酸酯、丙二醇單乙醚醋酸酯、雙丙二醇單乙醚醋酸酯中的一種或二種以上；無機鹽類化合物包括而不限于氯化鋰、硝酸鋰、或硝酸鈣；其于內層支撐層制膜液中的用量為0.05.wt％-20.wt%之間；

有機溶劑為水溶性的、沸點在100℃以上并在常溫下對內層聚合物有很好溶解度的溶劑，包括而不僅限于二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，N-甲級吡咯烷酮中的一種或二種以上；其于內層支撐層制膜液中的用量為0.05.wt％-80.wt%之間

增強劑應該為沸點在100℃以上并在高溫下的聚合物溶液中有良好分散性能的材料，包括而不僅限于聚烯烴彈性體(POE)，聚碳酸酯類，玻璃纖維，碳纖維，無機納米粒子中的一種或二種以上，其于內層支撐層制膜液中的用量為0.05.wt%—15.wt%之間。

3.按照權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：

所述的內層聚合物包括而不僅限于聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚砜、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯縮丁醛、纖維素衍生物中的一種或二種以上；其于內層支撐層制膜液中的用量在8.wt％-50.wt%之間。

4.按照權力要求1所述的制備方法，其特征在于：

外層分離層為非溶劑致相分離(NIPS)制成，其成分包括外層聚合物，致孔劑和有機溶劑；

分離層致孔劑包括而不僅限于聚乙二醇(200-5000)、聚乙烯吡咯烷酮、丙酮、聚乙烯縮丁醛、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、氯化鋰、硝酸鋰、硝酸鈣中的一種或二種以上；其于外層分離層制膜液中的用量為0.05.wt%-20.wt%之間；

有機溶劑為水溶性的、沸點在80℃以上并在常溫下對外層聚合物有很好溶解度的溶劑，包括而不僅限于二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，N-甲級吡咯烷酮等中的一種或二種以上，該有機溶劑在常溫下本專利操作的制膜液條件下不能形成穩定均相的溶液狀態，其于外層分離層制膜液中的用量為30.wt%-90.wt%之間。

5.按照權利要求1或4所述的制備方法，其特征在于：

所述的外層聚合物包括而不僅限于聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚砜(PSf)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚乙烯縮丁醛(PVB)、纖維素衍生物(CA)中的一種或二種以上；其于外層分離層制膜液中的用量在8.wt%-30.wt%之間。