[發明專利]一種用于有機氣體凈化回收的多層復合膜的制備方法

有效

• 申請號: 201610384332.3
• 申請日: 2016-06-02
• 公開（公告）號: CN107456877B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 楊麗;魏昕;郭智;許樹華
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/12;B01D71/68;B01D71/34;B01D71/48;B01D71/38;B01D53/22
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 符彥慈;董琪

本發明屬于有機氣體膜分離領域，涉及一種用于有機氣體凈化回收的多層復合膜的制備方法，多層復合膜的制備方法為：由成膜聚合物的有機溶劑鑄膜液，采用兩側均可刮膜的刮刀在聚酯無紡布支撐層雙面刮膜，制得雙層聚合物多孔基底膜；由含有聚二甲基硅氧烷(PDMS)、交聯劑和催化劑的涂敷液，采用兩側均可刮膜的刮刀在雙層聚合物多孔基底膜雙面覆膜，制得涂覆了雙層PDMS功能層的復合膜；對制得的復合膜進行活化處理后置于有機硅烷單體的有機溶劑中自組裝獲得雙層有機硅超薄皮層，制得用于有機氣體凈化回收的多層復合膜。所制膜的有機氣體分離選擇性高、耐水蒸汽和耐溶脹性好，制膜方法簡便以操作，適用于工業化規模生產。

技術領域

本發明涉及有機氣體分離復合膜，更具體地涉及一種用于有機氣體凈化回收的多層復合膜的制備方法。

背景技術

氣體膜分離是混合氣體中的各組分在膜兩側不同分壓差的作用下以不同的滲透速率透過膜，從而使氣體得到分離和純化的一種膜分離過程。氣體膜分離應用研究始于20世紀50年代初，60年代，Leob等研制出了第一張醋酸纖維素非對稱膜，為制備高滲透通量分離膜奠定了基礎。70年代，Henis在非對稱膜基礎上研發了阻力復合膜將硅橡膠涂在非對稱高分子基膜上，得到了滲透通量和選擇性都很好的氣體分離膜，實現了氣體膜分離的飛躍。

隨著氣體膜分離技術的發展，其應用領域不斷擴大，氣體膜分離技術也已從較成熟的常量、永久性氣體(如O₂、N₂和H₂等)分離技術向有微量、有機可凝性氣體參與的過程發展。近十年來，氣體分離膜的應用已經逐步擴展到含有大量烴類的有機可凝氣體分離體系，如煉廠氣分離、火炬氣回收、油田伴生氣凈化、天然氣凈化、加油站和油庫油氣回收、有機硅、有機氟尾氣回收等含烴氣體的有機分離體系。分離體系的擴展使得對氣體分離膜提出了更高要求：所使用的膜對有機可凝氣體有更好的透過性；因烴類組分具有塑化作用，對膜的耐溶脹性能要求加強；有機體系的組分多樣性增加，對膜的選擇性也提出更高的要求。

制備復合膜的方法有很多，主要有界面聚合、溶液澆鑄、溶液浸涂或噴涂，此外還有等離子聚合、水面展開法等，目前常用的復合形式為溶液浸涂法：選擇具有多孔結構的支撐膜為支撐層，將涂層聚合物溶解在溶劑中配制成涂膜液，將涂膜液涂敷在多孔支撐膜上，待涂膜液中的溶劑蒸發后，即在表層上形成涂層。制備硅橡膠復合膜廣泛使用的涂層材料為聚二甲基硅氧烷(PDMS)，由于超薄化困難，而且在涂覆的過程中由毛細管力作用引起的孔滲現象，使聚二甲基硅氧烷在多孔膜表面形成無缺陷的皮層較難；若涂層有效厚度增加，使分離功能層傳質阻力增大，影響復合膜的分離選擇性。

發明內容

為了克服現有技術中有機氣體分離復合膜制備技術中的不足，本發明提供了一種新型高性能有機氣體凈化回收多層復合膜的制備方法，所制備的膜既能彌補有機氣體分離PDMS膜的缺陷，又能在有機氣體分離回收中表現較高的選擇透過性，同時具備耐水蒸氣、耐有機溶劑的性能。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種兩側均可刮膜的刮刀，其特征在于，包括平行排列的刮膜刀片1和兩個刀片間距調節螺桿2，所述刀片間距調節螺桿2固定連接于兩個刮膜刀片1的兩端。

一種用于有機氣體凈化回收的多層復合膜的制備方法，應用上述刮刀，具體制備過程為：

步驟1、雙層聚合物基底膜制備：將聚合物膜材料和聚乙烯吡咯烷酮與有機溶劑混合，攪拌一段時間，過濾、抽真空脫泡得到鑄膜液；然后將聚酯無紡布浸漬于鑄膜液中一段時間；

將刮刀在刮膜機上安裝、固定好，牽引浸漬過鑄膜液的聚酯無紡布從兩個刮膜刀片1中間抽出，然后分別在上、下刮膜刀片1與聚酯無紡布之間塞入相同尺寸的墊片，調整并固定刀片間距調節螺桿2，使聚酯無紡布兩側刮膜尺寸相同；