[發明專利]一種用于飲用水處理的內壓式中空纖維合金膜的制備方法

有效

• 申請號: 201310711497.3
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103638829A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 奚韶鋒;洪耀良;陳翠仙
• 申請（專利權）人: 蘇州膜華材料科技有限公司
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/08;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術領域

本發明涉及一種用于飲用水處理的內壓式中空纖維合金膜的制備方法，尤其涉及一種熱致相分離法（簡稱熱法）制備聚偏氟乙烯（PVDF）與聚砜（PSF）共混的中空纖維膜，用于市政飲用水處理，屬于膜分離和飲用水處理技術領域。

背景技術

我國現有水源普遍受到有機物的污染，部分地區出現高有機物、高濁度等復合污染。傳統的混凝—沉淀—過濾—消毒工藝過濾精度低，消毒劑和混凝劑使用量高，對水質影響大，處理后的水不能滿足新國標106項飲用水標準的要求。膜分離技術是當今進行飲用水深度凈化，保障水質安全的重要新技術。以超濾膜為核心的水處理工藝已經發展成為第三代飲用水凈化工藝，它與其它技術的組合工藝，可以有效地對微污染水源進行處理，生產優質的飲用水。

傳統的非溶劑制相法（簡稱濕法）生產的中空纖維膜、強度低、韌度差，使用中易斷絲、壽命短、不適于在大型飲用水處理工程中應用。迫切需要開發適于市政飲用水處理的大通量、高強度、抗污染、低成本的中空纖維超濾膜。

發明內容

本發明的目的是提出一種用于飲用水處理的內壓式中空纖維合金膜的制備方法，制備高強度、高韌度、大通量的中空纖維膜，并使其具有較強的抗污染能力，有更高的性價比，為市政飲用水處理工程提供產品保障。

本發明提出的用于飲用水處理的內壓式中空纖維合金膜的制備方法，包括下列步驟：

（1）將聚偏氟乙烯和聚砜分別在烘干機中進行干燥，烘干的溫度80～90℃，烘干時間為24～36小時；

（2）制備用于制膜的共混高聚物溶液：

共混高聚物溶液中各組分的質量百分比為：

將聚偏氟乙烯、聚砜、二甘醇乙醚、磷酸三乙酯和天然辣素按上述比例稱量后，置于攪拌釜中，在120～133℃的溫度下進行攪拌、溶解，攪拌時間為14～16小時，攪拌轉速90～110轉/分，制成均勻的共混高聚物溶液；

（3）中空纖維膜的擠出和成形，具體過程包括以下步驟：

（3-1）將上述步驟（2）得到的共混高聚物溶液通過紡絲泵送入雙螺桿擠出機中，原料的加料速度為15～20Kg/小時，擠出機6個區段的溫度相同，為120～133℃，擠出溫度為120～133℃，螺桿轉速為90～120轉/分；

（3-2）共混高聚物溶液經雙螺桿擠出機擠出后，依次經過濾器和紡絲泵，從紡絲機的環形口模中擠出，形成中空的初生纖維，所述的環形口模的外徑為5毫米，內徑為4.2毫米，環形口模中心通入芯液，芯液為水和二甘醇乙醚的混合液，水與二甘醇乙醚的質量比為0～1；

（3-3）上述中空初生纖維在溫度為15～25℃的空氣中降溫，空走的距離為30～45厘米，然后進入冷萃液槽中經冷萃液冷卻固化，經收卷機收卷，制成中空纖維膜中間體，收卷機的收卷速度為15～20米/分，所述的冷萃液為水和二甘醇乙醚的混合液，冷萃混合液中水的質量百分比濃度為0～100wt%，二甘醇乙醚的質量百分比濃度為0～100wt%，冷萃混合液的溫度為40～60℃；

（4）將（3）得到的中空纖維膜中間體浸入超純水中，脫除膜中的第一稀釋劑和第二稀釋劑的混合物，超純水水溫為35～45℃，浸取時間為8～12小時，超純水的電導率為10μS/cm；

（5）將（4）中脫除稀釋劑的中空纖維在室溫下晾干，晾干后得到內壓式中空纖維合金膜。

上述制備方法中，所述的共混高聚物溶液中各組分的質量比為：

聚砜/聚偏氟乙烯=1/7～1/4，

二甘醇乙醚/磷酸三乙酯=5/8～1/1，

（聚偏氟乙烯+聚砜）/（聚偏氟乙烯+聚砜+二甘醇乙醚+磷酸三乙酯+天然辣素）=0.24～0.4，

天然辣素/（聚偏氟乙烯+聚砜）=0.021～0.041。

上述制備方法中，聚偏氟乙烯的重均分子量為370000，聚砜的重均分子量為70000。

本發明提出的用于飲用水處理的內壓式中空纖維合金膜的制備方法，其優點是：

1、本發明方法中，制備內壓式中空纖維合金膜所采用原料，安全衛生，綠色環保，具有較高的耐熱性和化學穩定性，突出的耐候性、耐臭氧、耐紫外光輻射及耐化學腐蝕性，是性能優良的高端飲用水處理用膜材料。