[发明专利]三层复合分离膜支撑材料

说明书

本发明公开一种三层复合分离膜支撑材料及其制备方法，分离膜支撑材料由三层结构组成，上层(涂覆层)和下层均为湿法成网的由聚酯纤维和低熔点聚酯纤维组成的短纤维层，中间层为由聚酯长丝和低熔点聚酯纤维组成的长丝纤维层。以及制备这种复合分离膜支撑材料的生产方法，包括打浆分散、脱水成网，纺丝成网，上层、中间层和下层纤网水刺加固和热轧压延成型或直接热轧压延成型。这是一种表面平滑性能优异易于涂覆和贴合，结构稳定性好、半透膜涂覆溶液不易渗透的分离膜支撑体，可以作为分离膜的支撑材料广泛应用在海水淡化、食品浓缩、废水处理和血液过滤等领域。

技术领域

本发明涉及分离膜支撑材料，具体地说，涉及一种三层复合分离膜支撑材料及其制备方法。

背景技术

膜技术又称膜分离技术，作为新型分离技术，膜技术在生产生活的各个领域均有不俗表现，并已广泛应用于气体分离、物料分离和水处理等多个环节，其中水处理领域对膜产品的需求量最大。在水处理领域，对于工业废水、医疗废水、原油废水及生活污水等领域的应用，膜技术不仅处理效率和质量远远大于传统废水处理工艺，而且还广泛应用于微电子、锅炉给水、循环水等领域，及大地方便了人类生产和生活。

分离膜一般由聚砜树脂、聚丙烯腈树脂、氟系树脂、聚酯系脂、聚酰胺系树脂或聚酰亚胺树脂等合成树脂构成。由于分离膜机械强度较差，单纯的膜结构很脆弱，无法承受较高的操作压力，目前市场上销售的平板超滤膜以及反渗透膜绝大多数都是以无纺布作为支撑体的。一般具有分离功能的膜和支撑体通过下述方法来一体化，即在无纺布、织布等的支撑体上流延并固化一层具有分离功能的膜。另外，对于反渗透膜而言，先在无纺布、织布等的支撑体上流延高分子聚合物的溶液以形成底膜，然后在该底膜上形成分离膜，通过这样的方法等来一体化。

因此，这就一方面要求，要求作为支撑体的无纺布、织物等具有优异的平滑性能，使得高分子聚合物的溶液在流延成膜易于成膜，同时不会因过度渗透而穿透背面从而使膜物质剥离，进而不会因支撑体起毛等而出现膜的不均匀化、小孔等的缺陷。另外，大部分分离膜都在一定压力下使用，特别在高压下使用的反渗透膜，更要求支撑体具有高机械强度和高尺寸稳定性。因此这就要求在支撑体的涂覆面要求其有优异的平滑性、涂覆时不渗漏、同时支撑体还要有较高的物理机械性能和结构稳定性。

由于湿法非织造材料有良好的表面光滑度，目前分离膜材料大部分由湿法非织造材料制备，但湿法非织造材料一般力学性能较差，特别是在用于长期在高压下运行的反渗透膜材料，其结构稳定性仍有待提高，同时单层湿法膜支撑材料还存在涂膜时易透底和渗漏等问题。为此，CN103962012A公开了一种由含有纸浆和粘合纤维的上层(涂覆面)和含主体合成纤维和粘合纤维的下层(非涂覆面)构成的双层结构的分离膜支撑体，纸浆纤维层在一定程度上确实可以防止涂覆液的渗漏，提高涂覆液在涂膜面的附着性能。但是，由于分离膜涂敷面的结构较为疏松，而非涂敷面结构较为致密，因此会导致分离膜支撑体涂覆面的平滑性、均匀性以及层间的粘合性下降。另外，纸浆纤维在水中长期使用会霉变腐烂这对水过滤材料是致命的。专利CN1819866A公开了一种湿法和纺粘复合的分离膜支撑体的制备方法，结果显示纺粘长丝层在一定程度上改善了涂覆面的光滑度，纺粘层对膜支撑材料的物理机械性能和结构稳定性均没有涉及，另外虽然在高于220℃的高温和高压下经过热轧可以制备双层支撑体，但还存在纺粘材料直径大、与湿法粘合点较少、结合牢度不高从而导致层间易分层和涂覆液易漏胶等问题。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种三层复合分离膜支撑材料及其制备方法，解决分离膜支撑体强力低、层间作用力差、易漏胶透底的问题，其力学性能优异、层间结合力良好、易涂覆不漏胶、形态结构稳定。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：