[發明專利]一種增強型復合疏水膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201610188667.8
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN105771678A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 陳亦力;張慶磊;李鎖定;夏建中;汪洋
• 申請（專利權）人: 北京碧水源膜科技有限公司
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D67/00
• 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，具體涉及一種增強型復合疏水膜及 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。

現有的疏水膜主要通過鑄膜液與疏水成分共混或表面修飾等方法 制備獲得，疏水膜要有足夠高的表面疏水性來避免疏水膜親水化，疏 水膜性能穩定性差、制膜難度大，且普遍存在通量低、易污染、強度 低等主要問題，造成膜蒸餾難以工業化推廣。而在實際使用過程中原 料液在疏水膜表面吸附與沉積，使疏水膜表面和孔道壁面親水化，致 使原液進入疏水膜，導致疏水膜污染。疏水膜強度與疏水膜通量很難 達到一個很好的權衡，造成強度低或者通量小，阻礙相關膜技術的大 規模工業化應用。

發明(103372378A)公開了一種膜蒸餾用親水/疏水復合膜，具體 涉及一種親水層、疏水層和無紡布支撐層復合而成的膜蒸餾用復合膜。 其特征是親水層制膜液體系為DMAC/TiO₂/LiCl/PVP/H₂O/PVDF，疏水 層制膜液體系為DMAC/LiCl/H₂O/PVDF，無紡布支撐層采用聚酯材料。 制備方法是首先將疏水層制膜液均勻的刮制在干凈的無紡布上，靜置- 凝固浴-晾干，然后將親水層制膜液均勻刮涂在剛剛制取的疏水層上， 靜置-凝固浴-晾干后即得親水/疏水復合膜。但是是采用多次涂覆的繁 瑣工藝，不利于工業化生產。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種增強型復合疏水膜及其制備方法，旨 在優化復合疏水膜的性能。

本發明采用的技術方案具體為：

一種增強型復合疏水膜，包括纖維支撐襯以及依次涂覆于所述纖 維支撐襯上的第一層和第二層；其中：

所述第一層為親水層或者疏水層；相應地，所述第二層為疏水層 或者親水層；

所述親水層的膜分離孔徑為0.05～0.5μm，所述疏水層的膜分離孔 徑為0.05～0.5μm；

所述纖維支撐襯的厚度為疏水膜總壁厚的50～70％。

一種增強型復合疏水膜的制備方法，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，形成親水層鑄膜液和疏水 層鑄膜液兩種不同的鑄膜液體系；

S20、復合疏水膜的制備：

通過插入管式復合噴頭將親水層鑄膜液、疏水層鑄膜液與芯液一 起同時噴入到凝固浴水槽中，在纖維支撐襯結構對應的芯液位置，引 出纖維支撐襯；

固化后經卷繞后切割收集，即可得到具備設定位置關系的由親水 層、疏水層以及纖維支撐襯組成的復合疏水膜。

在上述增強型復合疏水膜的制備方法中，所述疏水層鑄膜液由以 下組分均勻混合而成：

膜主體材料為聚偏氟乙烯，含量為20～30wt％；

添加劑由乙二醇和丙三醇按照1:1～1:4的重量配比均勻混合而成， 總含量≤10wt％；

余量為溶劑。

在上述增強型復合疏水膜的制備方法中，所述親水層鑄膜液由以 下組分均勻混合而成：

膜主體材料為聚偏氟乙烯，含量為20～30wt％；

添加劑由聚乙烯吡咯烷酮(K30)和聚乙二醇(6000Da)按照1:1～1:3 的重量配比均勻混合而成，含量為≤10wt％；

復配添加劑由乙二醇和吐溫-80按照3：2的重量配比均勻混合而 成，含量≤10wt％；

余量為溶劑。

在上述增強型復合疏水膜的制備方法中，鑄膜液體系的溶劑為二 甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或者四氯化碳。

本發明產生的有益效果是：

本發明的復合疏水膜通過與纖維支撐襯相結合，采用雙層涂覆的 制備工藝，多孔親水層能降低傳質阻力，疏水層起到分離作用，纖維 支撐襯具有增強膜強度。通過控制親/疏水層比例以及親水多孔層進入 纖維支撐襯的深度，最大程度地改善包括通量、膜強度以及抗污染在 內的性能。

附圖說明