[发明专利]一种新型磺化聚砜复合纳滤膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属材料技术领域，具体涉及一种新型磺化聚砜复合纳滤膜及其制备方法。

背景技术

20世纪初，膜技术成为一种新型的分离技术。目前在水处理和净水产业生产过程中的需求日益迫切。膜分离技术具有分离环保、节能、易于控制和操作的特性，已经成为重要的分离提纯手段之一。复合膜的研制是一种膜制造的改性方法，同时也是当今使用最多且最为有效的制膜方法。制造复合膜最常用的方法是溶液涂覆法，将配制好的制膜液直接涂敷在基膜上，通过溶剂蒸发或者相转化法制成复合膜。此方法技术成熟，制得的复合膜性能稳定，可大规模生产。

现有涂覆工艺制备的复合纳滤膜存在成本高，涂层厚，通量低等问题，限制了大规模工业化应用。

专利CN104524933A中提供一种新型交联磺化聚砜/聚醚砜-磺化聚砜复合膜的制备方法。发明中选用多羟基、多胺基物质为交联剂，通过改变加入交联剂的种类和含量调整复合膜的截留性能。但此发明中基膜选用聚砜和聚醚砜共混铸膜，磺化聚砜层磺化聚砜的磺化度较高，这就存在产业化成本高的问题，同时所制复合膜的通量较低小于10LMH，不利于工程应用。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种新型磺化聚砜复合纳滤膜及其制备方法。

本发明采用的技术方案具体为：

一种新型磺化聚砜复合纳滤膜，包括无纺布、基膜和涂覆层，其中：

无纺布厚度在60-100μm之间，基膜厚度在30-50μm之间，复合层厚度在300-500nm之间；

所述基膜的分离孔径在0.05-0.5μm之间；

所述复合层的截留分子量在800-1000Da之间。

一种新型磺化聚砜复合纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)铸膜液体系的配制：

使用聚砜、添加剂以及溶剂配制铸膜液。

(2)复合纳滤膜的制备：

采用稀溶液浸渍涂敷法制膜，包括基膜的制备和复合膜的制备。

基膜的制备：向脱好泡的铸膜液中打入氮气，对其加压打料，将料液管放入料液槽中，开启铸膜机，开始铸膜；基膜出凝胶槽后需调整并测试其厚度，合格基膜收卷后清零铸膜计数器。基膜的预处理方式包括甘油保护风干、自然风干以及基膜表面有一定湿度。

复合膜的制备：将配制好的涂覆液浸渍涂覆在基膜表面。初步成型复合膜在一定的烘干时间下固化形成复合膜。然后再将复合膜浸泡在甘油中，之后自然风干。

上述新型磺化聚砜复合纳滤膜的制备方法(1)中铸膜液体系由以下组分混合而成：

聚砜的固含量为0-30wt.％；

添加剂为小分子酮类、小分子醇类、不同分子量聚乙二醇、不同分子量聚乙烯吡咯烷酮，添加剂的含量为0-20wt.％。

余量为溶剂，溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜等至少一种。

上述新型磺化聚砜复合纳滤膜的制备方法(2)中基膜的制备的反应条件如下：

铸膜室的湿度控制在20-60％；

温度控制在20-50℃；

在洁净的铸膜室内进行铸膜，基膜厚度为30-50um(无纺布采用三木74，90g/m2)；

铸膜速度为6-10m/min。

上述新型磺化聚砜复合纳滤膜的制备方法(2)中涂覆层配方由以下组分构成：

磺化聚砜类高聚物，为磺化聚砜或磺化聚醚砜，磺化度15-100％；

樟脑磺酸类添加剂，为樟脑磺酸或含有樟脑磺酸类结构的添加剂，添加剂含量为0-20wt.％。

本发明产生的有益效果是：

本发明将樟脑磺酸直接添加到磺化聚砜层中减小分离孔径,复合层外层为磺化聚砜与樟脑磺酸混合体系，体系简单，从膜制备角度上来讲，易于控制，简单易行，绿色无污染。本发明中复合膜具有良好的抗氧化性，常规纳滤膜的水通量较低，实际应用过程中能耗较高，本发明中复合膜操作压力低，水通量高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

实施一：

基膜预处理：将聚砜平板纳滤膜首先进行预处理：配制15％浓度甘油溶液，在25℃温度和55％空气相对湿度条件下，将15％浓度甘油溶液均匀涂覆于聚砜平板纳滤基膜上制得预处理基膜。