[发明专利]一种相转化法制备有机管式纳滤膜的方法及纳滤膜

说明书

本发明公开了一种相转化法制备有机管式纳滤膜的方法及纳滤膜，本发明通过管式涂膜机和非溶剂致相转化法制备有机管式纳滤膜的方法，是一种工艺简单高效，可连续生产的特种有机管式纳滤膜的制备方法，此方法制备的管式纳滤膜性能稳定，膜分离精度高，其截留分子量MWCO可达到1000‑2000Dalton。

技术领域

本发明涉及膜制备技术领域，具体涉及一种相转化法制备有机管式纳滤膜的方法及纳滤膜。

背景技术

纳滤是介于超滤和反渗透之间的一种压力驱动型膜分离过程。纳滤膜孔径在1nm左右，截留相对分子质量在200-2000Da之间，对二价及多价离子具有较高的截留率，而对一价离子截留率低，因此特别适于分离相对分子质量为几百的有机物及二价、多价的离子等。近年来，纳滤膜已经从常规的水溶液体系应用，逐步向耐有机溶剂、高浓度、自清洗、抗污染等较为苛刻的应用方向发展。

有机管式膜通常是在内径5-25mm，长度0.3-6m的玻璃纤维合成纸，无纺布，塑料或不锈钢等支撑体内侧流延而成，有机高分子层厚度20-150μm。管式膜运行过程中料液流速可调范围大，浓差极化较易控制，流道通畅，压力损失小，易清洗，易拆换，对料液的预处理要求比较简单，适用于高浓度、高固含的水处理体系。

现有有机管式纳滤膜一般使用界面聚合法制备，界面聚合法工艺成熟但界面聚合反应中需要两种反应活性高的单体在两个互不相溶的溶剂界面处发生反应，通过界面聚合反应制备有机管式膜需要至少两步涂覆或者浸没，所以通过界面聚合方法制备管式纳滤膜的生产工艺更加复杂，产品稳定性也更难控制。如果可以通过相转化法一次性制备有机管式纳滤膜，将会大大的简化膜制备工艺，提高产品的稳定性，并且降低膜生产成本。

有机管式膜是高分子材料和支撑管的复合膜，相转化法制备有机管式纳滤膜包括支撑管的卷制、有机高分子层的涂覆及高分子溶液经过相转化固化成膜等工艺过程，因此制备有机管式纳滤膜，需要解决支撑管的卷制、高分子材料在支撑管上的无缺陷涂覆及高分子层的分离精度等关键技术难题。

发明内容

为解决现有技术中采用界面聚合法制备有机管式纳滤膜生产工艺复杂，成本高，产品稳定性难以控制的技术问题，本发明提供一种相转化法制备有机管式纳滤膜的方法及纳滤膜，通过该方法制备的有机管式纳滤膜截留分子量MWCO为1000-2000Dalton，膜生产成本大为降低。

本发明采用的技术方案是：

一种相转化法制备有机管式纳滤膜的方法，包括如下步骤：

(1)铸膜液的配制：以聚酰胺酰亚胺为基材，将聚酰胺酰亚胺和溶剂在50-90℃下以100-1000rpm的搅拌速度搅拌12-48h，冷却至室温加入添加组分后继续搅拌12-24h得到铸膜液，静置或真空脱泡12-48h后备用；

(2)无纺布预处理：将厚度为80-300μm的无纺布裁剪成宽度为8-50mm的无纺布条，裁剪后用热风吹扫无纺布表面备用；

(3)卷管涂膜：将预处理后的无纺布条与铸膜液一起置于管式涂膜机上，在30-70℃下同步进行卷管、涂膜，无纺布条以设定角度螺旋缠绕在芯棒上，通过超声焊接卷制成管状；同时，铸膜液通过泵以一定速率挤入铸膜头，流经铸膜头的缓冲腔待铸膜液流体力学特征稳定后，通过芯棒下方的铸膜液挤出孔挤出并通过底部的涂覆头均匀涂覆在无纺布管的内壁，制成管式膜元件；

(4)预蒸发10-60s后，将管式膜元件浸入凝固浴中，形成管式聚酰胺酰亚胺纳滤膜。