[發明專利]一種聚偏氟乙烯基納濾膜的制備方法

有效

• 申請號: 201711176289.2
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN108043227B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 王蕾;徐愿堅;韓君;凡祖偉;張如意
• 申請（專利權）人: 北京新源國能科技集團股份有限公司
• 主分類號: B01D61/02
• 分類號: B01D61/02;B01D67/00;B01D69/00;B01D69/06;B01D69/10;B01D71/34
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種聚偏氟乙烯基納濾膜的制備方法，涉及膜分離技術領域。(1)采用相轉化法制備聚偏氟乙烯超濾基膜，先將聚偏氟乙烯、溶劑、添加劑、致孔劑混合，加熱并攪拌均勻，真空靜置脫泡，然后使用刮刀刮膜并浸入凝固浴成膜或將鑄膜液經噴絲板流出至凝固浴成膜；(2)采用界面聚合法制備聚偏氟乙烯基納濾膜，將超濾基膜分別浸沒于水相單體溶液和油相單體溶液并經過熱處理得到納濾膜。采用含有氨基、羧基、磺酸基或羥基官能團的小分子或聚合物配制得到的水溶液作為凝固浴，操作簡單，避免在功能分離層上出現缺陷，提高了功能分離層與基膜間的結合力，制備的納濾膜具備良好的分離性能且可以長時間穩定運行，在水處理等領域具有較廣闊應用前景。

技術領域

本發明涉及膜分離技術領域，特別涉及一種聚偏氟乙烯基納濾膜的制備方法。

背景技術

膜分離技術在物質的分離與濃縮領域具有廣泛應用，可在常溫下操作，具有節能、環保的優勢。納濾膜技術是膜分離技術的一種，是介于超濾膜技術與反滲透技術之間的一種壓力驅動膜技術。納濾膜具有納米級的膜孔徑，并且膜上多數情況下帶有電荷，所以納濾膜在運行時可以截留住二價或多價離子和較大分子量的有機物，而允許單價離子通過。因此，基于納濾膜的獨特性能，其廣泛應用于廢水處理、食品工業、化工醫藥業和飲用水行業等。

目前商業化納濾膜系列主要包括NF、NTR、UTC、MPT、SU等，商業化納濾膜多為復合膜。復合膜一般包括基膜和功能分離層，其制備方法一般是先在基膜表面涂覆多元胺水相溶液，然后再涂覆多元酰氯的有機相溶液，通過水相溶液和有機相溶液的界面聚合反應而在基膜表面形成功能分離層，然后通過一定的后處理得到納濾膜。

聚偏氟乙烯(PVDF)具有良好的化學穩定性和熱穩定性，是理想的成膜材料，與其他膜材料相比具有明顯優勢，在水處理領域具有廣泛應用。然而其疏水性強，當以其為基膜制備鈉濾膜時，一方面水相溶液很難在其表面均勻分布致使形成的功能分離層具有缺陷；另一方面通過界面聚合反應制備的功能分離層與聚偏氟乙烯基膜間的結合力較差，使得功能分離層極易從基膜表面脫落而使復合膜喪失納濾效果。因此，目前市面上很少有以聚偏氟乙烯超濾膜為基膜的商業化納濾膜。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的主要目的在于解決現有技術的缺陷，本發明提供一種聚偏氟乙烯基納濾膜的制備方法，該方法操作簡單，避免了在功能分離層上出現缺陷，提高了功能分離層與基膜間的結合力，使用該方法制備的納濾膜具備良好的分離性能且可以長時間穩定運行。

本發明提供一種聚偏氟乙烯基納濾膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)聚偏氟乙烯超濾基膜的制備：將聚偏氟乙烯、溶劑、添加劑、致孔劑混合，加熱至50℃～90℃并攪拌均勻，真空環境下靜置脫泡，制得鑄膜液，然后使用刮刀刮膜并浸入凝固浴成膜或將鑄膜液經噴絲板流出至凝固浴成膜，所制備的膜即為聚偏氟乙烯超濾基膜；

(2)聚偏氟乙烯基納濾膜的制備：將所制備的聚偏氟乙烯超濾基膜浸沒于水相單體水溶液中30s～15min，取出，擦干其表面多余水分，再將其浸沒于油相單體的有機溶液中15s～2min，取出，然后在30℃～120對其進行熱處理1min～10min，即得到聚偏氟乙烯基納濾膜。

優選的，所述溶劑、添加劑、致孔劑為相轉化法制備超濾膜常用的溶劑、添加劑和致孔劑，其中溶劑一般為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、四氫呋喃中的一種或多種，添加劑和致孔劑一般為氯化鋰、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、甘油中的一種或多種。

進一步優選步驟(1)鑄膜液中聚偏氟乙烯的質量百分比濃度為8％～20％、添加劑的質量百分比濃度為0.01％～5％、致孔劑的質量百分比濃度為0.01％～5％。