專利名稱：無紡布、織布支撐超/微濾復(fù)合膜制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種膜材料的制備方法，特別涉及一種無紡布、織布支撐無非對稱聚氯乙烯干濕可逆超/微濾復(fù)合膜制備方法。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯(PVC)是一種化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高的傳統(tǒng)高分子材料，在我國有穩(wěn)定的工業(yè)化產(chǎn)品，而且從我國膜發(fā)展初期就得到了足夠重視，其低廉的價格、強(qiáng)耐酸堿性等優(yōu)點(diǎn)，使其在膜分離技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛的發(fā)展。但PVC材料親水性較差，制成的膜分離效率較低，抗污染能力也較差，干濕膜的透水速率差別很大，所以大多數(shù)產(chǎn)品都是濕態(tài)膜經(jīng)甘油增塑后保存，以保持膜孔結(jié)構(gòu)不變形。還有，濕膜難以無菌儲存運(yùn)輸，封裝組裝成過濾器時，甘油影響濾器的密封強(qiáng)度，其耐壓強(qiáng)度較低。干態(tài)膜可以徹底解決上述問題，申請人申請了干濕可逆的非支撐性干態(tài)PVC超/微濾均質(zhì)膜的發(fā)明專利，申請?zhí)柺?CN20101056^62. 5，但均質(zhì)干態(tài)PVC超/微濾膜因其力學(xué)強(qiáng)度較差，對集成平板過濾器的結(jié)構(gòu)設(shè)計有嚴(yán)格的要求，膜原液側(cè)必須有原液分配網(wǎng)，膜濾出液側(cè)必須有支撐網(wǎng)，且不能進(jìn)行反清洗，難以制成多種膜組件，因而限制了它的市場開發(fā)和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述的缺陷，提供一種無紡布、織布支撐高非對稱聚氯乙烯干濕可逆超/微濾復(fù)合膜制備方法，用此方法制備的復(fù)合膜解決了已有的相轉(zhuǎn)化濕法制備的均質(zhì)微孔膜因其易堵塞、流量衰竭迅速、強(qiáng)度低且不易清洗，影響其使用壽命的問題， 可用于制作多種膜組件。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種無紡布、織布支撐超/微濾復(fù)合膜制備方法，它包括以下步驟1)鑄膜液配制將質(zhì)量濃度為8-21%的PVC、1-7%的成孔劑、1-10%的添加劑與 65-90%的溶劑混合，在20-75°C下攪拌20-50小時，充分均勻地溶解后；20-200目篩過濾， 之后，在真空中脫泡1-30小時，充分脫除空氣，得到鑄膜液；2)刮制初生支撐液膜，并在空氣中預(yù)蒸發(fā)將鑄膜液恒溫10-70°C熟化M-48小時后，在支撐載體上刮成厚度為80-600 μ m的初生支撐液膜，并在溫度為10-40°C、相對濕度為60-98%的空氣中停留50-150秒進(jìn)行表面蒸發(fā)；3)凝膠化將初生支撐液膜在空氣中蒸發(fā)后，再浸入0-60°C的凝固浴中，直至完全凝膠；4)固態(tài)膜后處理完全凝固的支撐膜，浸入10-60°C的純水中浸提殘余溶劑和添加劑三次以上，每次10分鐘，最后再在純水中浸漬M-72小時后，室溫自然晾干；所述的PVC的分子量為2x104-5X105 ；所述的成孔劑的分子量為hl03-hl06，包括聚乙烯咯烷酮PVP，或聚乙二醇PEG， 或十二醇醚硫酸鈉，或十二烷基磺酸鈉的一種，或兩者或三者的混合物；
所述的添加劑為水、甘油、乙二醇或二乙二醇醚的一種；所述的溶劑為N，N' - 二甲基乙酰胺DMAC、N，N' - 二甲基甲酰胺DMF或N-甲基吡咯烷酮NMP ；所述的刮制初生支撐液膜，并在空氣中預(yù)蒸發(fā)條件為所述的凝固浴的組成包括第一組份和第二組份，第一組份的質(zhì)量含量為0-90% ； 剩余為第二組份，其中 第一組份是溶劑，溶劑包括DMAC、DMF或NMP ；第二組份包括水或乙二醇水溶液，乙二醇的百分含量為0-50% ；所述的凝膠化的條件第一組份為DMAC 或 DMF，0% -85% ；第二組份為乙二醇水溶液或水，15-85% ；溫度0-40°C；時間2-10分鐘；其特征在于所說的支撐載體是由粘膠纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維或苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物SBS的一種制作的無紡布或織布。所說的無紡布或織布厚度0. 1-0. Imm 1. 5mm，精度士 0. 02mm。所說的無紡布密度50g/m2-300g/m2，精度士 10g/m2。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是不同于以往的一次凝膠化制備高分子均質(zhì)膜的方法，本發(fā)明提供的是一種氣象表面蒸發(fā)初凝和液相凝膠相轉(zhuǎn)化相結(jié)合的方法，且室溫自然晾干得到無紡布、織布支撐PVC 超/微濾復(fù)合膜，膜表層具有手指狀、膜內(nèi)部靠近支撐層側(cè)為海綿狀孔的高非對稱孔結(jié)構(gòu)， 解決了已有相轉(zhuǎn)化法制備海綿狀孔結(jié)構(gòu)微孔均質(zhì)膜因易堵塞、流量衰竭迅速、耐壓強(qiáng)度低， 不宜進(jìn)行反清洗，且難以制成多種膜組件而影響使用壽命的問題。又，本發(fā)明中提供的一種低溫高濕氣相蒸發(fā)初凝膠和液相凝膠相結(jié)合的相轉(zhuǎn)化方法，得到無紡布、織布支撐PVC超/微濾復(fù)合膜表層具有手指狀、膜內(nèi)部靠近支撐層側(cè)為海綿狀孔的高非對稱孔結(jié)構(gòu)，在具有空隙率高的同時，具有較高的強(qiáng)度。又，在本發(fā)明提供的方法中，通過調(diào)整鑄膜液、凝固浴組成配方和制膜工藝條件， 如蒸發(fā)溫度和濕度，蒸發(fā)時間，凝固浴溫度和凝膠時間，以及自然晾干條件，可以制備出孔徑大小在0. 01-1. 0 μ m的無紡布、織布支撐非對稱聚氯乙烯(PVC)干濕可逆超/微濾復(fù)合膜。又，本發(fā)明提供的方法中，采用添加劑和成孔劑在鑄膜液中共混，可以通過制備過程中同時實(shí)現(xiàn)高無紡布、織布支撐非對稱聚氯乙烯PVC超/微濾復(fù)合膜性能干濕可逆。又，本發(fā)明提供的方法中，采用粘膠纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維或苯鑄膜液空氣溫度
20-40 "C 20-30 0C 55-95%空氣相對濕度停留時間初生支撐液膜最佳厚度
50-120 秒； 150-200ym ；乙烯與丁二烯的嵌段共聚物SBS的一種制作的無紡布或織布作為復(fù)合膜的支撐材料，以提高膜的耐壓強(qiáng)度和制造過濾元件的應(yīng)用性能。綜合地，由本發(fā)明提供方法制備的無紡布、織布支撐非對稱聚氯乙烯PVC干濕可逆超/微濾復(fù)合膜，表層具有手指狀、膜內(nèi)部靠近支撐層一側(cè)為海綿狀孔的高非對稱孔結(jié)構(gòu)，尤其適合用作白酒、啤酒、飲料、水處理的精密過濾，膜性能干濕可逆、不宜堵塞、易反清洗再生，且耐污性優(yōu)良，孔徑在0. 01-1. 0 μ m之間可以調(diào)整，適宜用作中水處理、RO前保安過濾、終端精密過濾、自來水直飲過濾、污水處理和液體凈化過濾的膜材料。


圖1是本發(fā)明的復(fù)合膜膜層斷面高非對稱手指狀孔結(jié)構(gòu)掃描電子顯微鏡掃描圖。圖2是本發(fā)明的復(fù)合膜膜層表面孔結(jié)構(gòu)掃描電子顯微鏡掃描圖。圖3是本發(fā)明的復(fù)合膜去除支撐材料后的膜層支撐側(cè)表面支撐結(jié)構(gòu)掃描電子顯微鏡掃描圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一種無紡布、織布支撐超/微濾復(fù)合膜制備方法，超/微濾復(fù)合膜是過濾精度在0. 01-1. 0 μ m之間的復(fù)合膜，它包括以下步驟1)鑄膜液配制將質(zhì)量濃度為8-21%的PVC、1-7%的成孔劑、1-10%的添加劑與 65-90%的溶劑混合，在20-75°C下攪拌20-50小時，充分均勻地溶解后；20-200目篩過濾， 之后，在真空中脫泡1-30小時，充分脫除空氣，得到鑄膜液；2)刮制初生支撐液膜，并在空氣中預(yù)蒸發(fā)將鑄膜液恒溫10-70°C熟化M-48小時后，在粘膠纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維或苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物SBS 纖維制作的無紡布或織布支撐載體上刮成厚度為80-600 μ m的初生支撐液膜，并在溫度為 10-40°C、相對濕度為60-98%的空氣中停留50-150秒進(jìn)行表面蒸發(fā)；3)凝膠化將初生支撐液膜在空氣中蒸發(fā)后再浸入0-60°C的凝固浴中，直至完全凝膠；4)固態(tài)膜后處理完全凝固的支撐膜，浸入10-60°C的純水中浸提殘余溶劑和添加劑三次以上，每次10分鐘，最后再在純水中浸漬M-72小時后，室溫自然晾干；所述的PVC的分子量為2x104-5X105 ；所述的成孔劑的分子量為hl03-hl06，包括聚乙烯咯烷酮PVP，或聚乙二醇PEG， 或十二醇醚硫酸鈉，或十二烷基磺酸鈉的一種，或兩者或三者的混合物；所述的添加劑為水、甘油、乙二醇或二乙二醇醚的一種；所述的溶劑為N，N' - 二甲基乙酰胺DMAC、N，N' - 二甲基甲酰胺DMF或N-甲基吡咯烷酮NMP ；所述的刮制初生支撐液膜，并在空氣中預(yù)蒸發(fā)條件為鑄膜液20_40°C ；支撐載體粘膠纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維或苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物SBS的一種制作的無紡布或
空氣溫度空氣相對濕度停留時間
織布；
20-30 0C ； 55-95% ； 50-120 秒；初生支撐液膜最佳厚度 150-200 μ m ；所說的無紡布或織布厚度0. 1-0. Imm 1. 5mm，精度士 0. 02mm，無紡布密度50g/ m2-300g/m2，精度士 10g/m2。所述的凝固浴的組成包括第一組份和第二組份，第一組份的質(zhì)量含量為0-90% ； 剩余為第二組份，其中第一組份是溶劑，溶劑包括DMAC、DMF或NMP ；第二組份包括水或乙二醇水溶液，乙二醇的百分含量為0-50% ；所述的凝膠化的條件第一組份為DMAC 或 DMF，0% -85% ；第二組份為乙二醇水溶液或水，15-85% ；溫度0-40°C；時間2-10分鐘。下面為無紡布、織布支撐超/微濾復(fù)合膜制備的實(shí)施例，列表中為實(shí)施例的各項(xiàng)實(shí)施條件，所有實(shí)施例的實(shí)施步驟均與前述實(shí)施步驟相同。實(shí)施例1 制作平均孔徑為0. Iym無紡布、織布支撐超/微濾復(fù)合膜各項(xiàng)實(shí)施條件如表三所示表一
權(quán)利要求
1.一種無紡布、織布支撐超/微濾復(fù)合膜制備方法，它包括以下步驟1)鑄膜液配制將質(zhì)量濃度為8-21%的PVC、1-7%的成孔劑、1-10%的添加劑與 65-90%的溶劑混合，在20-75°C下攪拌20-50小時，充分均勻地溶解后；20-200目篩過濾， 之后，在真空中脫泡1-30小時，充分脫除空氣，得到鑄膜液；2)刮制初生支撐液膜，并在空氣中預(yù)蒸發(fā)將鑄膜液恒溫10-70°C熟化M-48小時后， 在支撐載體上刮成厚度為80-600 μ m的初生支撐液膜，并在溫度為10-40°C、相對濕度為 60-98%的空氣中停留50-150秒進(jìn)行表面蒸發(fā)；3)凝膠化將初生支撐液膜在空氣中蒸發(fā)后，再浸入0-60°C的凝固浴中，直至完全凝膠；4)固態(tài)膜后處理完全凝固的支撐膜，浸入10-60°C的純水中浸提殘余溶劑和添加劑三次以上，每次10分鐘，最后再在純水中浸漬M-72小時后，室溫自然晾干；所述的PVC的分子量為2x104-5X105 ；所述的成孔劑的分子量為hl03-hl06，包括聚乙烯咯烷酮PVP，或聚乙二醇PEG，或十二醇醚硫酸鈉，或十二烷基磺酸鈉的一種，或兩者或三者的混合物； 所述的添加劑為水、甘油、乙二醇或二乙二醇醚的一種；所述的溶劑為N，N' - 二甲基乙酰胺DMAC、N，N' - 二甲基甲酰胺DMF或N-甲基吡咯烷酮NMP ；所述的刮制初生支撐液膜，并在空氣中預(yù)蒸發(fā)條件為 鑄膜液20-40°C ；空氣溫度20-30°C ；空氣相對濕度55-95% ；停留時間50-120秒；初生支撐液膜最佳厚度150-200 μ m ；所述的凝固浴的組成包括第一組份和第二組份，第一組份的質(zhì)量含量為0-90%;剩余為第二組份， 其中第一組份是溶劑，溶劑包括DMAC、DMF或NMP ；第二組份包括水或乙二醇水溶液，乙二醇的百分含量為0-50% ；所述的凝膠化的條件第一組份為 DMAC 或 DMF，0% -85% ；第二組份為乙二醇水溶液或水，15-85% ；溫度:0-400C ；時間2-10分鐘；其特征在于所說的支撐載體是由粘膠纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維或苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物SBS的一種制作的無紡布或織布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布、織布支撐超/微濾復(fù)合膜制備方法制備方法，其特征在于所說的無紡布或織布厚度0. 1-0. Imm 1. 5mm，精度士0. 02mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡布、織布支撐超/微濾復(fù)合膜制備方法制備方法，其特征在于所說的無紡布密度50g/m2-300g/m2，精度士 10g/m2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無紡布、織布支撐超/微濾復(fù)合膜制備，屬膜材料領(lǐng)域，以PVC為主要原料制成鑄膜液，在無紡布或織布上刮制初生支撐液膜，在凝固液中凝膠化，水洗并浸提，干燥成成品。本發(fā)明方法制備的復(fù)合膜，表層具有手指狀、膜內(nèi)部靠近支撐層一側(cè)為海綿狀孔的高非對稱孔結(jié)構(gòu)、支撐膜性能干濕可逆、不宜堵塞、爆破強(qiáng)度高，易反清洗再生，耐污性優(yōu)良，孔徑在0.01μm～1.0μm之間可調(diào)整，適合精密過濾、中水處理、RO前保安過濾、終端精密過濾、自來水直飲過濾、污水處理和液體凈化過濾的膜材料。
文檔編號B01D71/30GK102430346SQ201110327848
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者劉崢, 劉永興, 吳良義, 王寶印 申請人:天津市寶鉅凈化設(shè)備工程有限公司