[發(fā)明專利]聚醚嵌段酰胺復合膜、其制備方法及其用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310728881.4
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103657458A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 季鵬飛;李泰朧;王連軍;王忠強;曲韻翔;李恕廣;杜國棟;栗廣勇
• 申請（專利權）人: 大連歐科膜技術工程有限公司
• 主分類號: B01D71/80
• 分類號: B01D71/80;B01D69/12;B01D67/00;B01D61/36;B01D53/22
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 賈漢生;李馨

技術領域

本發(fā)明涉及復合膜技術，尤其涉及一種聚醚嵌段酰胺復合膜、其制備方法及其用途。

背景技術

聚醚嵌段酰胺（PEBA）材料擁有優(yōu)異的滲透性和選擇性，同時兼具良好的機械性能和化學穩(wěn)定性，是理想的膜材料。膜法分離具有高效節(jié)能、操作簡便、易放大等優(yōu)勢。實際應用的氣體分離膜要求同時具備高通量和高分離性能，由分離層和支撐層組成的一體化非對稱膜和復合膜可以滿足此要求，但有些性能卓越的材料如PEBA，不能通過常用的相轉化法制備一體化非對稱膜，因此只能選擇將其制成復合膜。通常情況下復合膜是由浸漬涂層法（dip-coating）制備的，即將作為分離層的材料浸涂到合適的支撐材料上，這種方法可用于氣體分離、反滲透、納濾、滲透汽化復合膜的制備。

制作復合膜所需的底膜常由相轉化法制備而成，這種方法制成的多孔膜表面粗糙度較高，孔徑分布不均，甚至存在一些較大的缺陷孔。如果在這種底膜上直接涂敷分離層材料，涂層液濃度較低時易發(fā)生孔滲，涂層液直接滲入膜孔中，分離層表面形成缺陷，進而降低復合膜的分離性能；如果涂層液濃度較高，分離層較厚，則會影響復合膜的滲透性能；因此很難得到同時具有高選擇性和高滲透性的復合膜。

目前業(yè)內通過對底膜進行修飾以改善表面孔結構，進而降低底膜表面的粗糙度。常用的方法是選擇滲透性能優(yōu)異的聚二甲基硅氧烷（PDMS）作為過渡層，再在其上涂敷分離層材料制備三層復合膜。經過PDMS的修飾后，膜表面的情況得到明顯改善，性能優(yōu)異的膜材料便可以在其表面形成極薄的致密而均勻的分離層，從而得到滲透性和分離性俱佳的復合膜。但是聚醚嵌段酰胺（Polyether?block?amide，簡寫為PEBA）等膜材料與PDMS之間的親和性很差，直接將聚醚嵌段酰胺溶液涂敷在PDMS上，將產生無法鋪展、分離層存在缺陷等問題，導致復合膜選擇性很差。因此這種方法并不適用于與PDMS親和性差的膜材料，導致一些性能優(yōu)異的膜材料無法采用該方法制成復合膜。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于，針對上述現(xiàn)有聚醚嵌段酰胺在底膜表面不能均勻鋪展的問題，提出一種聚醚嵌段酰胺復合膜，該復合膜中設置有能使聚醚嵌段酰胺能均勻鋪展的過渡層，所述聚醚嵌段酰胺復合膜在具有較高的滲透性的同時，還具有較高的選擇性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種聚醚嵌段酰胺復合膜，包括底膜、聚醚嵌段酰胺分離層和連接底膜與聚醚嵌段酰胺分離層的過渡層，所述過渡層包括親水性硅油(親水性硅油是指硅油的側鏈或端基含有羥基、氨基等親水性基團的硅油)。

本發(fā)明所述聚醚嵌段酰胺（PEBA）包括但不限于Arkema公司產品，優(yōu)選為Pebax2533、Pebax?mh1657、Pebax1074。

進一步地，所述底膜為平板超濾膜、平板微濾膜、中空纖維超濾膜或中空纖維微濾膜。

進一步地，所述底膜包括聚砜（PSf）、聚醚砜（PES）、聚丙烯腈（PAN）、聚醚酰亞胺（PEI）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚酰亞胺（PI）和聚碳酸酯（PC）中的一種或多種。

進一步地，所述底膜表皮的孔徑為10-2000nm，優(yōu)選為10-100nm，更優(yōu)選為10-30nm。

進一步地，所述親水性硅油為聚醚改性硅油、羥基硅油和氨基硅油中的一種或多種。

進一步地，所述過渡層厚度為0.5-5μm，所述過渡層厚度優(yōu)選為0.5-2μm；所述底膜（多孔支撐膜）厚度為50-200μm，所述底膜的厚度度優(yōu)選為80-150μm；所述的分離層的厚度為0.05-5μm，所述的分離層的厚度優(yōu)選為0.1-2μm。

本發(fā)明還公開了一種聚醚嵌段酰胺復合膜的制備方法，包括以下步驟：在底膜上涂敷過渡層溶液，在室溫下陰干20～240min；在40～120℃下加熱5～240min后取出，具體地放進鼓風烘箱在加熱的條件下進一步干燥，干燥溫度為40～120℃，在烘箱中加熱5～240min后取出；所述過渡層溶液包括親水性硅油；

將過渡層浸漬在聚醚嵌段酰胺（PEBA）溶液5s～30min，在室溫下陰干2～120min；在40～120℃下加熱5～240min后取出，具體地放進鼓風烘箱，在加熱的條件下進一步干燥，干燥溫度為40～120℃，加熱5～240min后取出。

所述底膜涂敷過渡層溶液前，需要用去離子水清洗底膜的表面，除掉底膜表面的灰塵和油污，并晾干。