[發明專利]一種高荷電復合超濾膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201610188658.9
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN105727766A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 陳亦力;張慶磊;李鎖定;徐效清;彭文娟;劉少彬
• 申請（專利權）人: 北京碧水源膜科技有限公司
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D69/12;B01D67/00;B01D61/14;C02F1/44
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及膜分離技術領域，具體涉及一種高荷電復合超濾膜及其制備方法。

背景技術

隨著全球范圍內對水環境的日益重視以及人們對水質要求的提高，傳統的絮凝和過濾的方法處理供給城市飲用水已經不能滿足要求。膜分離技術作為一種高效分離技術，由于其具有分離系數大、無二次污染以及可在常溫下連續操作等明顯優點，近年來普遍應用于水處理領域。

現有的復合超濾膜其分離孔徑大且膜表面多為電中性或弱電性，難以去除水中鹽分；且制膜的鑄膜液的組分多為成膜主體材料、溶劑和復配添加劑(成孔劑、表面活性劑以及增稠劑)等，體系相對復雜，在一定程度上影響鑄膜液的穩定性。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種高荷電復合超濾膜及其制備方法，旨在優化對膜組件的注膠和封裝工藝。

本發明采用的技術方案具體為：

一種高荷電復合超濾膜，包括纖維支撐襯以及依次涂覆于所述纖維支撐襯上的基膜聚砜層和復合磺化聚砜層；其中：

膜的總壁厚為100～300μm；

所述纖維支撐襯的厚度為總壁厚的60～90％；

所述基膜為聚砜層，所述聚砜層的厚度為總壁厚的10～20％，膜分離孔徑為0.01～0.5μm；

所述復合膜為磺化聚砜層，所述磺化聚砜層的厚度為總壁厚的2～5％，截留分子量為600-6000Da；

三個膜層的鄰層之間在厚度方向有重疊。

在上述高荷電復合超濾膜中，所述纖維支撐襯是由纖維原材采用鉤編的方式形成，鉤編的孔徑為100～200μm；或者

由纖維原材采用高編的方式形成，高編的孔徑為10～50μm；

所述纖維支撐襯的孔隙率為30～80％。

一種高荷電復合超濾膜的制備方法，包括如下步驟：

S10、鑄膜液體系的配制：

將溶劑或者包含添加劑的溶劑攪拌使其充分混合后，將事先烘干的膜主體材料投入到混合溶液中攪拌溶解，形成包括基膜鑄膜液和復合膜鑄膜液在內的不同的鑄膜液體系；其中：

基膜鑄膜液的膜主體材料為聚砜；

復合膜鑄膜液的膜主體材料為磺化聚砜；

S20、復合超濾膜的制備：

相轉化成包括基膜和復合層的膜；其中：

1)基膜的制備：

向基膜鑄膜液中打入氮氣，對其加壓打料，待料液的各項測試指標達標后開始進行鑄膜操作；具體地：

關閉料液出口開關，將料液管放入料液槽中，開啟鑄膜機，待機器正常運行后開啟料液罐排料開關，使用排料開關來調節進料速度，將料液的液位穩定在一定位置；在基膜出凝膠槽后需調整并測試其厚度，達標后將基膜收卷；

2)復合膜的制備：

將配制好的復合膜鑄膜液冷卻到至25℃后，采用滾輪滾動裝置以一定的滾輪壓力和滾動速度將鑄膜液均勻涂覆在基膜表面，初步成型的膜體進入到凝固浴水后固化形成復合膜；將復合膜用水進行沖洗后通過后處理工藝處理后成型。

在上述高荷電復合超濾膜的制備方法中，所述基膜鑄膜液由以下組分均勻混合而成：

聚砜的固含量為15～30wt％，；

致孔劑的添加量為1～5wt％；

復配添加劑的添加量為1～3wt％；

余量為溶劑，所述溶劑為氮-氮二甲基甲酰胺(DMF)。

在上述高荷電復合超濾膜的制備方法中，所述致孔劑為聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，所述復配添加劑由丙二醇和吐溫-80按照3:2的重量配比均勻混合而成。

在上述高荷電復合超濾膜的制備方法中，所述復合膜鑄膜液由以下組分均勻混合而成：

磺化聚砜的固含量15～30wt％，且其磺化度15％、25％或者40％；

余量為溶劑，所述溶劑為氮-氮二甲基乙酰胺(DMAc)。

本發明產生的有益效果是：

本發明的超濾膜采用利用磺化聚砜本體材料的高荷電性和磺化聚砜材料易于形成相對均一小孔超濾膜的特點，通過在超濾基膜表面進行復合改性，使超濾膜表面負載強電荷，通過磺化聚砜直接成膜減小了分離孔徑，進而達到脫鹽目的；且包括基膜聚砜層和復合磺化聚砜層在內的復合外層為高分子和溶劑二元體系，體系簡單，易于分析，膜制備工藝也更易于控制。

附圖說明

當結合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本發明。此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。

圖1為本發明一種高荷電復合超濾膜的結構示意圖。

具體實施方式