[发明专利]一种抗污染膜材料及其制备方法

说明书

本发明属于膜材料领域，尤其涉及一种抗污染膜材料及其制备方法，该方法包括：a)在基膜的表面设置待固化亲水层；所述基膜的表面含有可与重氮基团形成离子键和/或氢键的活性基团；所述待固化亲水层包括水、含重氮基团聚合物和亲水聚合物，所述亲水聚合物可与重氮基团形成离子键和/或氢键；b)对步骤a)得到的膜材料进行固化处理，得到抗污染膜材料。本发明在水溶液体系中，以含重氮基团聚合物为介质，在基膜表面共价键接亲水聚合物涂层。通过这种方式形成的涂层亲水性强、稳定性好，从而可有效改善基膜的耐污染性能，延长膜材料的使用寿命。另外，本发明提供的制备方法不需要使用有机溶剂，避免了有机溶剂的使用对基膜的性能造成不良影响。

技术领域

本发明属于膜材料领域，尤其涉及一种抗污染膜材料及其制备方法。

背景技术

膜材料被广泛应用于水处理领域，其功能主要是滤除水体中的杂质但长期过滤过程中，由于水体中含有一定量的微生物、胶体、二氧化硅等颗粒物质，这些物质容易沉积在膜表面上形成结垢层，引起膜通量降低和脱盐率发生偏移，这种现象就是膜污染。

为了抑制膜污染，通常的方法是提高膜材料表面的亲水性，使结垢层不易形成或即使形成也易于被水冲刷掉。目前，构筑这些涂层的方法通常有两类：第一类是物理涂层，即将亲水性材料(包括聚合物或纳米粒子)溶解或分散在溶液中，将该溶液涂敷在膜表面，然后经烘干等步骤形成亲水性涂层。第二类是化学偶联涂层，即在膜表面引发亲水单体聚合，形成亲水性涂层。

就应用于水脱盐的反渗透膜而言，物理涂层法最典型的例子是在膜表面物理涂敷聚乙烯醇薄层，以实现抗污染功能。此外，也有涂敷聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、及其它合成亲水性高分子材料的报道。化学偶联涂层中典型的例子是通过表面引发自由基聚合，在反渗透膜表面引发亲水性单体制备涂层，所述的单体包括丙烯酸、羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯(CBMA)等含有双键的单体。

在上述介绍的现有技术中，物理涂层法制备的涂层经常面临涂层与底层膜剥离的问题，难以长期稳定使用，涂层寿命有限。而化学偶联涂层中，通过表面引发单体聚合，往往涂层覆盖率较低，膜的亲水性改善效果有限。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种抗污染膜材料及其制备方法，采用本发明提供的方法制备的抗污染膜材料的亲水涂层稳定性好，亲水性强。

本发明提供了一种抗污染膜材料的制备方法，包括以下步骤：

a)在基膜的表面设置待固化亲水层；

所述基膜的表面含有可与重氮基团形成离子键和/或氢键的活性基团；

所述待固化亲水层包括水、含重氮基团聚合物和亲水聚合物，所述亲水聚合物可与重氮基团形成离子键和/或氢键；

b)对步骤a)得到的膜材料进行固化处理，得到抗污染膜材料。

优选的，步骤a)中，所述活性基团包括羧酸基、羟基、氨基和磺酸基中的一种或多种。

优选的，步骤a)中，所述基膜为分离膜。

优选的，步骤a)中，设置所述待固化亲水层的具体步骤包括：

a1)将基膜在含重氮基团聚合物的水溶液中浸泡后取出，或在基膜表面涂敷含重氮基团聚合物的水溶液；

a2)将步骤a1)得到的膜材料在亲水聚合物的水溶液中浸泡后取出，或在步骤a1)得到的膜材料表面涂敷亲水聚合物的水溶液；

或，设置所述待固化亲水层的具体步骤包括：

a')将基膜在混合物水溶液中浸泡后取出，或在基膜表面涂敷混合物水溶液；

所述混合物水溶液包括含重氮基团聚合物、亲水聚合物和水。

优选的，所述步骤a)还包括：