[發明專利]用于膜的含氟聚合物膠乳涂料

在審

• 申請號: 201980038529.3
• 申請日: 2019-06-04
• 公開（公告）號: CN112334220A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: W·P·高薩
• 申請（專利權）人: 阿科瑪股份有限公司
• 主分類號: B01D71/32
• 分類號: B01D71/32;B01D69/02;C08L27/16;B01D71/34;C08F259/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 樂洪詠;蔡文清

本發明涉及聚合物微濾或超濾多孔膜，意在用于廢水處理。更具體地說，本發明涉及至少一個表面涂覆有含氟聚合物基膠乳的過濾膜。

技術領域

本發明涉及聚合物過濾膜，特別是聚合物微濾或超濾膜，意在用于廢水處理。更具體地說，本發明涉及至少一個表面涂覆有含氟聚合物基膠乳的過濾膜。

背景技術

微濾(MF)和超濾(UF)膜常常用于凈化廢水，特別是用于生產飲用水的水，或在污水排放到環境之前的處理。

通常形成為厚度基本均勻的薄片材的多孔膜具有海綿狀的內部結構，其包含數百萬個相互連通的通道，這些通道在狹窄范圍內具有基本均勻的寬度。通常將膜孔徑控制為在非常小的范圍內相對均勻。在微濾膜的情況下，孔徑范圍通常落入0.2微米至約10微米的大致范圍內。超濾膜的孔徑范圍在0.002μm至0.2μm變化。

多孔膜可以進行改性(膜形成后)以改善特定性能。US 6,734,386描述了通過在膜表面上使丙烯酸類單體聚合對PVDF膜進行后處理。后處理反應是復雜的，并且為制造工藝增加了昂貴步驟。

從微孔水過濾膜到致密薄膜氣體分離膜的許多類型的膜都使用外部涂層。在氣體分離和脫鹽膜中，已知使用涂料(例如，硅酮)能補救澆鑄膜中的密封缺陷。使缺陷密封改進了分離。在多孔微濾和超濾中，已經使用涂料用于多種益處，所述益處包括改變親水性/疏水性、添加抗污層和減小孔徑以增加排斥性。最后一點的示例包括文獻US 2010000937中描述的膜，其中，通過用包含氟樹脂聚合物和纖維素酯的聚合物溶液進行表面涂覆使微孔TIPS(熱致相分離)膜轉化為超濾膜。

許多涂層是通過反應接枝工藝施加的。其化學鍵合至膜結構。通常，將反應性單體進行聚合以產生涂層。這些反應性涂層需要某種類型的固化過程，例如熱、UV或高能輻射(例如等離子體處理)。在這些情況下，一旦涂層在單獨洗滌步驟中固化，就必須去除所有痕量的起始單體。諸如此類的后處理大大增加了膜制造成本，這不利于價格敏感的市場(如水過濾)。許多這些涂層的另一個缺點是，其不能承受水處理系統中經常使用的激烈清潔和氯處理。其可能具有良好的初始性能，但是隨著涂層降解，性能優勢也會降低。

仍然需要提供另外的過濾膜，其通過更簡單的方法進行改性以改善特定性能，而沒有上面所列缺點。

通過使用含氟聚合物膠乳或含氟聚合物-丙烯酸類膠乳(通常稱為“丙烯酸類改性含氟聚合物”或AMF膠乳)來部分或全部涂覆膜表面可實現該目的。

發明概述

本發明的第一方面是提供一種經涂覆多孔過濾膜，其中，膜的至少一個表面涂覆有含氟聚合物基乳液。

根據一個實施方式，含氟聚合物基乳液含有至少一種聚偏二氟乙烯(PVDF)聚合物或共聚物。

根據另一實施方式，含氟聚合物基乳液是含氟聚合物-丙烯酸類膠乳。

本發明的另一目的在于一種用于制造所述經涂覆膜的方法，所述方法包括以下步驟：

i.提供多孔過濾膜；

ii.提供含氟聚合物基乳液；

iii.使所述膜在所述乳液中浸泡一段足以使膜變濕潤的時間，然后對濕的膜進行空氣干燥；以及

iv.對膜進行加熱干燥以去除殘余的水。

本發明還涵蓋由此制備的經涂覆過濾多孔膜的用途，用于水凈化、生物流體凈化、廢水處理、滲透蒸餾和工藝流體過濾。

本發明可以克服現有技術的缺點。更具體地，其提供了通過含氟聚合物基膠乳涂料改性的多孔過濾膜，所述涂料對環境友好并且不需要高能量固化步驟。通過在環境溫度下空氣干燥可以形成許多涂層。易于施涂還允許多個涂覆步驟或使用多種涂覆類型來優化表面處理。可以在膠乳乳液中制造多種聚合物化學物質。這為最終涂層提供了一系列可能的功能，因此提供了經涂覆膜的多種應用。