[發明專利]一種抗污堵的PVDF改性膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201611260305.1
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106621862A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 陳福泰;劉海寧;張桂英
• 申請（專利權）人: 北京清大國華環境股份有限公司
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/06;B01D67/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司11250
• 代理人: 李靜

技術領域

本發明涉及PDVF膜領域，具體涉及一種抗污堵的PVDF改性膜及其制備方法。

背景技術

在膜分離工程領域，聚偏氟乙烯(PVDF)作為一種優異的膜材料，具有極其優秀的化學穩定性和極好的耐候性，得到了廣泛的應用，但是聚偏氟乙烯具有天然的強疏水性，純聚偏氟乙烯制成膜的膜通量較低，且膜的成本較高，這些都限制了聚偏氟乙烯膜及其膜生物反應器的進一步推廣。目前最常用的做法是對聚偏氟乙烯膜進行共混改性，通過膜材料共混的方法制備性能良好的膜產品。

為此，中國專利文獻CN104722214A公開了一種摻雜納米氧化鋯粒子和納米氧化鈦粒子的聚偏氟乙烯雜化膜及其制備方法，其通過在聚偏氟乙烯膜的制備鑄膜液階段加入一定比例的納米氧化鋯和納米氧化鈦，發揮兩種納米粒子的協同作用，制得的摻雜納米氧化鋯粒子和納米氧化鈦粒子的聚偏氟乙烯雜化膜，該種聚偏氟乙烯雜化膜具有較好的親水性，純水通量高，但是上述專利公開的方法并不能改善膜孔徑的均勻性，提高膜孔隙率，導致上述改性膜抗污堵性差，需要經常清洗。嚴重影響膜的使用壽命，且其制備方法中采用相轉化法在玻璃板上流延成膜，制膜方法落后，膜厚度無法準確控制，同時膜層無支撐結構，膜的韌性和抗壓能力差。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的聚偏氟乙烯改性膜的膜孔徑分布不均勻，抗污堵能力差的缺陷，從而提供抗污堵的PVDF改性膜及其制備方法。

一種抗污堵的PVDF改性膜，包括如下重量份的原料：

聚偏氟乙烯10-30份、溶劑60-90份、致孔劑5-15份、共混改性劑1-10份和納米材料0.5-5份。

其中，所述共混改性劑為磺化聚醚砜、酚酞型聚醚砜、聚丁烯酸酐、聚酰胺和氯化鋰中的一種或幾種。

所述的抗污堵的PVDF改性膜包括如下重量份的原料，其優選范圍是：

聚偏氟乙烯10-20份、溶劑70-80份、致孔劑5-8份、共混改性劑1-6份和納米材料0.5-2份。

所述溶劑為N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、丙酮、丁酮、甲酸或乙酸中的一種或幾種。

所述致孔劑為聚乙烯醇、硝酸鈣、乙醇、乙二醇、丙三醇、丙酮、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或幾種。

所述納米材料為納米TiO2、納米SiO2、納米MgO、氧化石墨烯、石墨烯、納米Al2O3和納米ZrO2中的一種或幾種。

一種抗污堵的PVDF改性膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)按照質量配比，納米材料加入至部分溶劑中，超聲1-2h，得到納米材料漿液。

(2)將致孔劑、共混改性劑、納米材料漿液和聚偏氟乙烯依次加入至剩余部分溶劑中攪拌均勻，得鑄膜液。

(3)所述鑄膜液涂布在載體上，刮膜，固化，得到所述抗污堵的PVDF改性膜。

其中，所述共混改性劑為磺化聚醚砜、酚酞型聚醚砜、聚丁烯酸酐、聚酰胺、乙醇、乙二醇和氯化鋰中的一種或幾種。

所述(2)中，在溫度為40-80℃下，所述致孔劑加入至剩余部分溶劑中，溶解后，加入所述共混改性劑，溶解后，加入所述納米材料漿液，然后加入聚偏氟乙烯，溶解后，攪拌20-50h，然后脫泡，得到所述鑄膜液。

所述(3)中，在環境溫度為20-40℃，相對濕度為20％-60％下，所述鑄膜液勻速涂布到所述載體上，刮制成平板膜。

所述平板膜置于溫度為10-25℃的凝固浴中，凝固后，置于純水中浸泡12-24h，得到所述抗污堵的PVDF改性膜。

所述載體為無紡布。

所述凝固浴為醇類、酸類、胺類或者鹽類物質中的一種或其混合物的水溶液，質量含量為0-100％。。

本發明技術方案，具有如下優點：

1.本發明提供了一種抗污堵的PVDF改性膜，其包括聚偏氟乙烯、溶劑、致孔劑、共混改性劑和納米材料，共混改性劑為磺化聚醚砜、酚酞型聚醚砜、聚丁烯酸酐、聚酰胺和氯化鋰中的一種或幾種，采用納米粒子有效的改善了膜的親水性，同時采用上述共混改性劑與納米粒子協同作用，改善了納米粒子在膜內部的分布，平衡了納米材料導致的膜孔徑變化，使膜孔徑分布均勻，提高了膜通量，降低了膜接觸角，同時提高了膜的抗污堵能力，延長膜的運行時間和膜的清洗周期，增加了膜的使用壽命。