[發明專利]一種工業用水處理中使用的改性聚氨酯中空纖維膜

有效

• 申請號: 201511013555.0
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN105642128B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 涂瑞強
• 申請（專利權）人: 涂瑞強
• 主分類號: B01D69/08
• 分類號: B01D69/08;B01D71/50;B01D67/00;C02F1/44
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種中空纖維膜，具體涉及一種工業用水處理中使用的改性聚氨酯中空纖維膜，屬于水處理領域。

背景技術

膜分離技術是一種廣泛應用于溶液或氣體物質分離、濃縮和提純的分離技術。膜壁微孔密布，原液在一定壓力下通過膜的一側，溶劑及小分子溶質透過膜壁為濾出液，而大分子溶質被膜截留，達到物質分離及濃縮的目的。膜分離過程為動態過濾過程，大分子溶質被膜壁阻隔，隨濃縮液流出，可連續長期使用。過濾過程可在常溫、低壓下運行，無相態變化，高效節能。

超濾膜是額定孔徑范圍為0.001-0.02微米的微孔過濾膜，其在工業中和水處理中的的應十分廣泛。按照材質可分為無機膜和有機膜，其中無機膜主要是陶瓷膜和金屬膜，有機膜由高分子材料制成，如醋酸纖維素、聚醚砜、芳香族聚酰胺、聚氨酯等。根據膜的形狀不同可分為平板膜、管式膜、毛細管膜和中空纖維膜。其中聚氨酯材料具有性能的多樣性和可控性、良好的生物相容性和化學穩定性、耐水性，是一種日益受到重視的新型膜材料之一。

但是現有的聚氨酯中空纖維膜主要存在以下缺點：

1、在分離原水過程中，表面會沉積大量雜質和顆粒，隨著雜質顆粒的累積，膜的有效面積逐漸變小，膜通量降低，過濾效率變差；

2、膜的彈性差，很難用于大流量水體的凈化處理；

3、傳統的聚丙烯中空纖維超濾膜清洗方法是采用氣體或液體反沖洗，這樣操作需要引入外部設備，并且過濾過程必須停止，提高了運行成本，而且容易造成膜的損傷。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種工業用水處理中使用的改性聚氨酯中空纖維膜，包括入水面層和出水面層。

聚碳酸酯型聚氨酯樹脂 60-70，

氯丁二烯 2-5，

氨丙基三乙氧基硅烷 3-7，

聚氨基甲酸酯 1-2，

三乙醇胺 2-5，

鄰苯二甲酸二丁酯 0.5-3，

玻璃纖維 2-4，

脂肪酸聚氧乙烯酯 6-10，

十二烷基苯磺酸 4-6；

所述的出水面層包括以下重量份的原料：

聚碳酸酯型聚氨酯樹脂 60-70，

羥丙基甲基纖維素 1-2，

馬來酸 3-6，

端羥基熱塑性聚酯 1-2，

蒙托土 5-8，

聚乙二醇 6-10，

三異丙醇胺 3-6，

聚乙二醇月桂酸雙酯 2-8

乙二醇丁醚醇酸酯 5-8。

優選的，將蒙脫土、羥丙基甲基纖維素按照5:1的重量混合后研磨至80-100目，再加入聚乙二醇、硅烷偶聯劑KH550，在80℃、400r/min條件下攪拌30min，干燥后研磨至約600目，再加入檸檬酸和橄欖油，在約180℃轉速400r/min下攪拌5-10h，冷卻后即可作為出水面層所用原料。

優選的，將玻璃纖維研磨至80-100目，再加入聚乙二醇、硅烷偶聯劑KH550，在80℃、400r/min條件下攪拌30min，干燥后研磨至約600目，再加入檸檬酸和橄欖油，在約180℃轉速400r/min下攪拌5-10h，冷卻后即可作為入水面層所用原料。

本發明具有以下優點：

(1)聚碳酸酯型聚氨酯樹脂涂層具有很高的彈性，而且在聚碳酸酯型聚氨酯樹脂內添加氨丙基三乙氧基硅烷、聚氨基甲酸酯、聚乙二醇月桂酸雙酯、端羥基熱塑性聚酯等改性助劑可以進一步提高膜的彈性，這種結構的高彈性膜具能適應大流量的水流沖擊，提高膜的強度和使用壽命。

(2)在聚氨酯膜層中添加羥丙基甲基纖維素、玻璃纖維、蒙托土組分增加了膜層的微孔數量以及連通性，并且微孔的分布更加分散均勻，使得中空纖維膜的純水通量大幅提升。

(3)氯丁二烯、氨丙基三乙氧基硅烷、脂肪酸聚氧乙烯酯、十二烷基苯磺酸和馬來酸這五種物質復配產生協同作用，提高了膜對大分子有機物的截留率，使污水的COD去除率大幅提高。

(4)三異丙醇胺、三乙醇胺、聚乙二醇改變了膜表面的靜電作用，阻止了膜表面對污染物的吸附。

具體實施方式

下面通過實施例，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。

實施例1：

一種工業用水處理中使用的改性聚氨酯中空纖維膜，包括入水面層和出水面層。

所述的入水面層包括以下重量份的原料：

聚碳酸酯型聚氨酯樹脂 60，

氯丁二烯 2，

氨丙基三乙氧基硅烷 3，