[發明專利]一種新型多層耐溶劑復合膜的制備方法

有效

• 申請號: 202110861423.2
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113578063B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 丁武龍;于清
• 申請（專利權）人: 浙江迪蕭科技有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/12;B01D69/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于膜技術領域，涉及一種新型多層耐溶劑復合膜的制備方法。本發明所提供的新型多層耐溶劑復合膜的制備方法，通過對聚丙烯腈超濾基膜的交聯改性，使聚丙烯腈基膜在有機溶劑水溶液體系中的穩定性和耐溶劑性得到有效提升；然后采用界面聚合工藝在基膜表面形成耐溶劑分離層，最后用表面二次交聯的方法將分離層中的聚乙烯亞胺與表面交聯溶液中的均苯三甲酸進行交聯聚合，形成三層交聯結構，進一步加強分離層的穩定性；本發明所提供的制備方法通過常見原料和簡便的工藝過程實現了高性能低成本的制備工藝，所制備的多層耐溶劑復合膜在有機溶劑水溶液體系中有著優秀的穩定性、截留率和水通量，極大的拓寬了耐溶劑復合膜的應用范圍。

技術領域

本發明屬于特種分離膜領域，涉及一種新型多層耐溶劑復合膜的制備方法。

背景技術

壓力膜技術發展至今，不僅在廢水處理領域中占據主要地位，更是逐漸在物料精益分化系統中成為了不可或缺的角色。隨著醫藥食品化工等行業的精細化和高效化，耐溶劑復合膜的需求也日益漸增，但由于現今市面上耐溶劑材料自身對溶劑耐受的局限性和新興材料的高成本的制約，耐溶劑復合膜的整體研發進度落后于市場需求。國外在耐溶劑復合膜領域已有不俗的成果，英國贏創膜提取技術公司研發生產的DuraMem和PuraMem膜系列能夠在純溶劑體系下表現出優異性能，其相關專利PCT/GB2010/050951說明了聚酰亞胺結構的溶劑耐受性十分優秀，但該膜系列不僅制備成本較高，而且在有機溶劑水溶液體系下(有機溶劑含量 0.1-20％)會發生水解，膜的穩定性會迅速下降；以色列AMS科技公司研發的耐溶劑膜能夠在有機溶劑水體系下穩定運行且表現出良好的穩定性。然而目前國內在耐溶劑復合膜市場還沒有研發出較為成熟的產品，仍處在實驗室規模的研究階段，一方面是由于當前市場能夠實現批量產業化的耐溶劑材料十分匱乏，一方面是因為在膜技術領域中溶劑體系相較于水體系有著更為復雜的應用機理和復雜組構，這都為耐溶劑復合膜的研發帶來了阻礙，也讓國內市場適用于有機溶劑水溶液體系的耐溶劑復合膜產品一直處于空白狀態。

當前國內工藝主要采用相轉化法制備耐溶劑復合膜，主要原因是相轉化法形成的分離層在整體穩定性上遠遠大于界面聚合法形成的分離層，分離層孔徑更為均一，而且耐溶劑聚合物單體通過相轉化法制備工藝更為簡便成熟，但相轉化法在截留分子量和通量調控上不如界面聚合法，而且大部分都只能在純溶劑體系中才能發揮優異性能，這也是限制耐溶劑復合膜發展的重要因素。

因此，亟需一種簡便高效的復合膜制備方法能夠精細化調控截留效果和通量的同時，又能在有機溶劑水溶液體系中發揮優勢，創造可以向產業化發展的耐溶劑復合膜制備工藝。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有技術和方法中存在的不足，提供一種新型多層耐溶劑復合膜的制備方法。

為此，本發明的上述目的通過以下技術方案來實現：

方法采用一種或多種水溶性高分子聚合物和表面交聯劑作為水相溶液，并通過多層交聯聚合的方法在經過交聯改性的超濾基膜表面制備分離層，具體操作步驟為：

(1)先將超濾基膜在一定溫度下浸泡于一定濃度的基膜交聯液中對其進行表面交聯改性；

(2)再將交聯改性后的基膜用去離子水沖洗干凈，然后在溶液溫度≥25℃的條件下，將配制好的水相溶液傾倒于基膜分離層面并含浸一定時間，并用空氣刀或膠輥除去表面多余的水相溶液，然后再將基膜含浸在配制好的有機相單體溶液中一定時間，隨后將有機相溶液倒出，含浸后的基膜放入烘箱中進行熱處理；

(3)將配置好的表面交聯水溶液傾倒于熱處理完成后的膜片的分離層面之上并含浸一定時間，隨后將多余的交聯水溶液倒出并用去離子水清洗，浸泡于去離子水中得到多層耐溶劑復合膜。

在采用上述技術方案的同時，本發明還可以采用或者組合采用以下進一步的技術方案：

優選地，在所述步驟(1)中，超濾基膜材質為聚丙烯腈，基膜交聯液為質量分數為5％-35％的水合肼水溶液，浸泡溫度為60-100℃，浸泡時間為4-8h。