涂覆高分子復(fù)合涂層的聚丙烯中空纖維超濾膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種涂覆高分子復(fù)合涂層的聚丙烯中空纖維超濾膜的制備方法，屬于水處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]膜分離技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于溶液或氣體物質(zhì)分離、濃縮和提純的分離技術(shù)。膜壁微孔密布，原液在一定壓力下通過膜的一側(cè)，溶劑及小分子溶質(zhì)透過膜壁為濾出液，而大分子溶質(zhì)被膜截留，達(dá)到物質(zhì)分離及濃縮的目的。膜分離過程為動(dòng)態(tài)過濾過程，大分子溶質(zhì)被膜壁阻隔，隨濃縮液流出，可連續(xù)長(zhǎng)期使用。過濾過程可在常溫、低壓下運(yùn)行，無相態(tài)變化，高效節(jié)能。
[0003]聚丙烯中空纖維超濾膜是超濾膜的一種。中空纖維外徑:450-460 μπι，內(nèi)徑:350-360 μ m，管壁厚50 μ m，是屬熱相拉伸膜。截留分子量5-10萬。原水在中空纖維外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動(dòng)，分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式。超濾是動(dòng)態(tài)過濾過程，被截留物質(zhì)可隨濃縮排除，抗污性中等，可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。聚丙烯中空纖維超濾技術(shù)主要應(yīng)用于礦泉水凈化、生產(chǎn)生活用水凈化、醫(yī)藥提純、果汁濃縮、造紙電鍍化工等污染行業(yè)水處理與回收、城市污水回用等醫(yī)藥、化工、建筑、紡織、造紙、石化等行業(yè)。
[0004]但是現(xiàn)有的聚丙烯中空纖維超濾膜主要存在以下缺點(diǎn):
1、在分離原水過程中，表面會(huì)沉積大量雜質(zhì)和顆粒，隨著雜質(zhì)顆粒的累積，膜的有效面積逐漸變小，膜通量降低，過濾效率變差；
2、耐酸堿性差，抗菌防腐性能差；
3、傳統(tǒng)的聚丙烯中空纖維超濾膜清洗方法是采用氣體或液體反沖洗，這樣操作需要引入外部設(shè)備，并且過濾過程必須停止，提高了運(yùn)行成本，而且容易造成膜的損傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種涂覆高分子復(fù)合涂層的聚丙烯中空纖維超濾膜的制備方法，聚丙烯中空纖維超濾膜包括入水面和出水面，在入水面和出水面分別涂覆涂層；具備制備步驟如下:
(O用抽真空設(shè)備對(duì)聚丙烯中空纖維超濾膜進(jìn)行抽真空處理；
(2)將步驟(I)抽真空處理過的聚丙烯中空纖維超濾膜放入涂層容器中，將入水面涂層涂料注入涂層容器中，在抽真空環(huán)境下對(duì)聚丙烯中空纖維超濾膜的入水面進(jìn)行涂覆；
(3)涂覆完成后，將涂層容器中剩余的入水面涂層涂料排凈；
(4)用抽真空設(shè)備對(duì)步驟(2)處理過的聚丙烯中空纖維超濾膜進(jìn)行抽真空處理；
(5)將對(duì)步驟(4)抽真空處理過的聚丙烯中空纖維超濾膜放入涂層容器中，將出水面涂層涂料注入涂層容器中，在抽真空環(huán)境下對(duì)聚丙烯中空纖維超濾膜的出水面進(jìn)行涂覆；
所述入水面涂層涂料由下列重量份數(shù)的原料組成:
磷酸三甲酚酯12-30 鄰苯二甲酸二辛酯16-18
改性聚硅氧烷聚合物 8-12 聚醚醚酮PEEK6-7
烏洛托品2-3
成膜助劑2-5
鉬酸銨7-9
聚乙二醇約40-50 ；
所述出水面涂層涂料由下列重量份數(shù)的原料組成:
烯丙基聚氧烷基環(huán)氧基醚16-19 季戊四醇15-20
聚乙二醇月桂酸雙酯 27-30 聚氧化乙稀烷基胺1-2
納米銀3-5
雙丙酮丙烯酰胺1-2.5
甲基四氫苯酐2-4。
[0006]所述入水面涂覆的涂層的厚度為80_200nm。
[0007]所述出水面涂覆的涂層的厚度為50_150nm。
[0008]其中，步驟(I)和(4)中的抽真空時(shí)間為20-40分鐘。
[0009]其中，步驟(1)、(2)、(4)和(5)中的真空度為-0.1MPa0
[0010]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)磷酸三甲酚酯、鄰苯二甲酸二辛酯、改性聚硅氧烷聚合物、聚醚醚酮PEEK這四種物質(zhì)復(fù)配產(chǎn)生協(xié)同作用，提高了膜對(duì)大分子有機(jī)物以及乳化油的截留率，使污水的COD去除率大幅提尚。
[0011](2)烏洛托品、鉬酸銨、季戊四醇改變了膜表面的靜電作用，阻止了膜表面對(duì)污染物的吸附。
[0012](3)納米銀的加入使膜表面具有殺菌的作用，可以有效提高膜的抗菌霉變性能。
[0013](4)通過在外面層涂料中引入烯丙基聚氧烷基環(huán)氧基醚、聚乙二醇月桂酸雙酯、聚氧化乙稀烷基胺、雙丙酮丙烯酰胺、甲基四氫苯酐，提高膜的強(qiáng)度、耐酸堿性，可以使膜在高膜通量的條件下長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用，延長(zhǎng)了膜的使用壽命。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1:
一種涂覆高分子復(fù)合涂層的聚丙烯中空纖維超濾膜的制備方法，聚丙烯中空纖維超濾膜包括入水面和出水面，在入水面和出水面分別涂覆涂層；具備制備步驟如下:
(O用抽真空設(shè)備對(duì)聚丙烯中空纖維超濾膜進(jìn)行抽真空處理，抽真空時(shí)間為20分鐘；
(2)將步驟(I)抽真空處理過的聚丙烯中空纖維超濾膜放入涂層容器中，將入水面涂層涂料注入涂層容器中，在抽真空環(huán)境下對(duì)聚丙烯中空纖維超濾膜的入水面進(jìn)行涂覆；
(3)涂覆完成后，將涂層容器中剩余的入水面涂層涂料排凈；
(4)用抽真空設(shè)備對(duì)步驟(2)處理過的聚丙烯中空纖維超濾膜進(jìn)行抽真空處理，抽真空時(shí)間為20分鐘；
(5)將對(duì)步驟(4)抽真空處理過的聚丙烯中空纖維超濾膜放入涂層容器中，將出水面涂層涂料注入涂層容器中，在抽真空環(huán)境下對(duì)聚丙烯中空纖維超濾膜的出水面進(jìn)行涂覆；其中，步驟(I)、(2)、(4)和(5)中的真空度為-0.1MPa0
[0015]所述入水面涂覆的涂層由下列重量份數(shù)的原料組成:
磷酸三甲酚酯12
鄰苯二甲酸二辛酯16
改性聚硅氧烷聚合物 8 聚醚醚酮PEEK6
烏洛托品2
成膜助劑2
鉬酸銨7
聚乙二醇40 ；
所述入水面涂覆的涂層的厚度約為80nm。
[0016]所述出水面涂覆的涂層由下列重量份數(shù)的原料組成:
烯丙基聚氧烷基環(huán)氧基醚16
季戊四醇15
聚乙二醇月桂酸雙酯 27 聚氧化乙稀烷基胺I
納米銀3
雙丙酮丙烯酰胺I
甲基四氫苯酐2。
[0017]所述出水面涂覆的涂層的厚度約為50nm。
[0018]將上述涂覆高分子復(fù)合涂層的聚丙烯中空纖維膜應(yīng)用于某制藥廠廢水的處理，經(jīng)預(yù)處理后，入水的COD為2600-6200mg/L，出水的COD為150-310 mg/L，去除率為94.3-95%,處理量為2000L/d，運(yùn)行時(shí)的膜通量平均可以達(dá)到1L/ (m2.h)
實(shí)施例2:
一種涂覆高分子復(fù)合涂層的聚丙烯中空纖維超濾膜的制備方法，聚丙烯中空纖維超濾膜包括入水面和出水面，在入水面和出水面分別涂覆涂層；具備制備步驟如下:
(O用抽真空設(shè)備對(duì)聚丙烯中空纖維超濾膜進(jìn)行抽真空處理，抽真空時(shí)間為40分鐘；
(2)將步驟(I)抽真空處理過的聚丙烯中空纖維超濾膜放入涂層容器中，將入水面涂層涂料注入涂層容器中，在抽真空環(huán)境下對(duì)聚丙烯中空纖維超濾膜的入水面進(jìn)行涂覆；
(3)涂覆完成后，將涂層容器中剩余的入水面涂層涂料排凈；
(4)用抽真空設(shè)備對(duì)步驟(2)處理過的聚丙烯中空纖維超濾膜進(jìn)行抽真空處理，抽真空時(shí)間為40分鐘；
(5)將對(duì)步驟(4)抽真空處理過的聚丙烯中空纖維超濾膜放入涂層容器中，將出水面涂層涂料注入涂層容器中，在抽真空環(huán)境下對(duì)聚丙烯中空纖維超濾膜的出水面進(jìn)行涂覆；
其中，步驟(I)、(2)、(4)和(5)中的真空度為-0.1MPa0
[0019]所述入水面涂覆的涂層由下列重量份數(shù)的原料組成:磷酸三甲酚酯30
鄰苯二甲酸二辛酯18
改性聚硅氧烷聚合物 12聚醚醚酮PEEK7
烏洛托品3
成膜助劑5
鉬酸銨9
聚乙二醇50 ;
所述入水面涂覆的涂層的厚度約為50-200nm。
[0020]所述出水面涂覆的涂層由下列重量份數(shù)的原料組成:
烯丙基聚氧烷基環(huán)氧基醚19
季戊四醇20
聚乙二醇月桂酸雙酯 30聚氧化乙稀烷基胺2
納米銀5
雙丙酮丙烯酰胺2.5
甲基四氫苯酐4。
[0021]所述出水面涂覆的涂層的厚度約為150nm。
[0022]將上述涂覆高分子復(fù)合涂層的聚丙烯中空纖維膜應(yīng)用于某垃圾場(chǎng)滲濾液的處理，經(jīng)預(yù)處理后，入水的C0D為2000-4300mg/L，出水的C0D為110-220 mg/L，去除率為94.5-95%，處理量為1500L/d，運(yùn)行時(shí)的膜通量平均可以達(dá)到10L/ (ml h)
以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種涂覆高分子復(fù)合涂層的聚丙烯中空纖維超濾膜的制備方法，其特征在于:聚丙烯中空纖維超濾膜包括入水面和出水面，在入水面和出水面分別涂覆涂層；具備制備步驟如下: (1)用抽真空設(shè)備對(duì)聚丙烯中空纖維超濾膜進(jìn)行抽真空處理； (2)將步驟(I)抽真空處理過的聚丙烯中空纖維超濾膜放入涂層容器中，將入水面涂層涂料注入涂層容器中，在抽真空環(huán)境下對(duì)聚丙烯中空纖維超濾膜的入水面進(jìn)行涂覆； (3)涂覆完成后，將涂層容器中剩余的入水面涂層涂料排凈； (4)用抽真空設(shè)備對(duì)步驟(2)處理過的聚丙烯中空纖維超濾膜進(jìn)行抽真空處理； (5)將對(duì)步驟(4)抽真空處理過的聚丙烯中空纖維超濾膜放入涂層容器中，將出水面涂層涂料注入涂層容器中，在抽真空環(huán)境下對(duì)聚丙烯中空纖維超濾膜的出水面進(jìn)行涂覆； 所述入水面涂層涂料由下列重量份數(shù)的原料組成: 磷酸三甲酚酯12-30 鄰苯二甲酸二辛酯16-18 改性聚硅氧烷聚合物 8-12 聚醚醚酮PEEK6-7 烏洛托品2-3 成膜助劑2-5 鉬酸銨7-9 聚乙二醇約40-50 ； 所述出水面涂層涂料由下列重量份數(shù)的原料組成: 烯丙基聚氧烷基環(huán)氧基醚16-19 季戊四醇15-20 聚乙二醇月桂酸雙酯 27-30 聚氧化乙稀烷基胺1-2 納米銀3-5 雙丙酮丙烯酰胺1-2.5 甲基四氫苯酐2-4。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述入水面涂覆的涂層的厚度約為80-200nmo3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述出水面涂覆的涂層的厚度約為50_150nmo4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(I)和(4)中的抽真空時(shí)間為20-40分鐘ο5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(1)、(2)、(4)和(5)中的真空度為-0.1MPa0
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種涂覆高分子復(fù)合涂層的聚丙烯中空纖維超濾的膜制備方法，包括包括入水面和出水面，在入水面和出水面分別涂覆涂層；入水面涂覆的涂層包括如下原料：磷酸三甲酚酯、鄰苯二甲酸二辛酯、改性聚硅氧烷聚合物、聚醚醚酮PEEK、烏洛托品等；出水面涂覆的涂層包括如下原料：烯丙基聚氧烷基環(huán)氧基醚、季戊四醇、聚乙二醇月桂酸雙酯、聚氧化乙稀烷基胺、納米銀等。本發(fā)明制備得到的聚丙烯中空纖維超濾膜提高了對(duì)大分子有機(jī)物以及乳化油的截留率，使污水的COD去除率大幅提高，改變了膜表面的靜電作用，阻止了膜表面對(duì)污染物的吸附，可以使膜在高膜通量的條件下長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用，延長(zhǎng)了膜的使用壽命。納米銀的加入有效提高膜的抗菌霉變性能。
【IPC分類】C09D171/02, B01D69/02, B01D69/08, C02F1/44, B01D67/00, C09D7/12, C09D5/14, C09D183/04, B01D71/26
【公開號(hào)】CN105126644
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510511631
【發(fā)明人】張哲夫
【申請(qǐng)人】張哲夫
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月20日