[發明專利]一種基于層間共價作用增強的荷負電型含氟聚合物基復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810191915.3
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108579474B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 朱寶庫;肖玲;王納川;趙斌;王俊;陳良剛;陳清;陳忱
• 申請（專利權）人: 海南立昇凈水科技實業有限公司
• 主分類號: B01D71/82
• 分類號: B01D71/82;B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

1.一種基于層間共價作用增強的荷負電型含氟聚合物基復合膜，其特征在于：由支撐層和功能層組成，所述的支撐層為含聚酯纖維的增強層，所述的功能層由含氟聚合物和荷負電型聚合物組成，所述的荷負電型聚合物在功能層內的質量百分含量為5～40%，所述的支撐層和功能層以C-O和/或C-N共價鍵作用結合，所述的復合膜表面含有羧基和/或磺酸基，所述的復合膜為荷負電型微濾膜或超濾膜，所述的復合膜為平板膜、中空纖維膜的任意一種，所述的層間共價作用是通過支撐層經胺化改性后形成的活性基團與荷負電型聚合物的活性基團發生反應，形成C-O和/或C-N共價鍵而實現的，所述的胺化反應程度為1～10%。

2.根據權利要求1所述的一種基于層間共價作用增強的荷負電型含氟聚合物基復合膜，其特征在于：所述的含聚酯纖維的增強層選自純聚酯纖維、棉/聚酯混紡纖維、聚酯/纖維素混紡纖維、聚酯/聚酰胺混紡纖維、聚酯/聚氨酯混紡纖維、聚酯/聚丙烯腈混紡纖維中的任意一種。

3.根據權利要求1所述的一種基于層間共價作用增強的荷負電型含氟聚合物基復合膜，其特征在于：所述的含氟聚合物選自聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙稀、全氟烷氧基聚合物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-三氟乙烯，聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯；聚(偏氟乙烯-三氟氯乙烯-三氟乙烯)、乙烯一氯三氟乙烯共聚合物中的任意一種或任意多種。

4.根據權利要求1所述的一種基于層間共價作用增強的荷負電型含氟聚合物基復合膜，其特征在于：所述的荷負電型聚合物為含有羧酸基團、磺酸基團的聚合物。

5.根據權利要求4所述的一種基于層間共價作用增強的荷負電型含氟聚合物基復合膜，其特征在于：所述的荷負電型聚合物選自甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸-丙烯腈共聚物、丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、乙烯醇-丙烯酸共聚物、丙烯酸-苯乙烯磺酸共聚物、馬來酸-苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸-烯丙基磺酸鈉共聚物、丙烯酸-（2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸）共聚物、丙烯酸-丙烯酸甲酯-（2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸）三元共聚物中的任意一種或者多種，其在功能層內的質量百分含量為5～40%。

6.根據權利要求1所述的一種基于層間共價作用增強的荷負電型含氟聚合物基復合膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）：配制含有含氟聚合物和荷負電型聚合物的鑄膜液，配制支撐層改性劑；

（2）：支撐層首先進入改性劑，并進行第一次熱處理，使支撐層發生胺化反應形成羥基和氨基活性基團的同時，進行烘干；

（3）：在步驟（2）得到的經過改性處理的支撐層外表面涂覆鑄膜液，并浸入凝固液中固化成膜；

（4）：將步驟（3）得到的膜置于飽和水蒸氣環境中進行第二次熱處理，使含有羥基和氨基的支撐層與功能層中的荷負電型聚合物進一步充分反應，形成層間的共價鍵，然后置于水中浸泡清洗，制得基于層間共價作用增強的荷負電型含氟聚合物基復合膜。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述的支撐層改性劑為胺類單體、催化劑、乙醇、水的混合溶液，胺類單體的質量百分含量為5～30%，催化劑的質量百分含量為0.1～1%，乙醇的質量百分含量為5～89.9%，水的質量百分含量為5～89.9%。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于：所述的胺類單體為含有伯胺基團的胺類單體，選自甲胺、乙胺、乙醇胺、乙二胺、丙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、多乙烯多胺、聚乙烯亞胺、對苯二胺、間苯二胺、聚烯丙基胺中的任意一種或任意多種；所述的催化劑選自氯化鋁、氯化鐵、三氟甲磺酸鹽中的任意一種或任意多種。

9.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：步驟（2）所述的第一次熱處理溫度為50～200℃，熱處理時間為0.5～10分鐘。

10.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：步驟（4）所述的第二次熱處理溫度為50～90℃，熱處理時間為1～24小時。