CN102210982A - 一种制造聚酰胺反渗透复合膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种制造聚酰胺反渗透复合膜的方法，包括将多空支撑底膜用含有添加剂的水溶液处理,然后再经过通用复合工艺依次将该支撑底膜浸入到多胺及多元酰氯溶液中进行界面聚合反应形成聚酰胺反渗透复合膜,最后经过热处理及彻底清洗以除去膜内的残留物，该添加剂为易溶于水的化合物，并且具有合适的分子尺寸以填充底膜的微孔，从而使底膜的微孔结构在复合膜成膜后的热处理过程中保持完整,所得复合膜水通量及脱盐性能均得到改善。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造聚酰胺反渗透复合膜的方法，属于半透膜的制备方法技术领域。
背景技术
纳滤和反渗透膜因对有机小分子和无机盐离子的卓越的分离性能，以及安全，环境友好，易操作等优点而成为水处理的关键技术之一。其应用包括海水及苦咸淡化，硬水软化，中水回收，工业废水处理，超纯水制备等广泛领域。其中复合膜因其可将膜的截留率，水通量，稳定性等性能优化而成为当前发展最快、应用最多的膜品种，目前市场上超过90％的纳滤和反渗透膜是复合膜。复合膜是指在多孔的支撑底膜上复合一层很薄的、致密的、有特种分离功能的不同材料。与一体化膜比较，复合膜的表面致密层厚度更薄，从而使膜同时具有高的溶质分离率和水的透过速率，及可优化的物理化学结构，可满足各种不同的选择性分离需求。当前广泛用于水处理行业中的复合膜主要采取界面聚合的方式，将聚酰胺薄膜复合到微孔支撑底膜表面。通常的工艺过程，在开创性的美国专利4277344有详细介绍。首先将聚砜涂敷到聚酯无纺布上而形成的微孔底膜，浸入到二胺或多胺水溶液中，然后通过风淋，辊压等方法去除膜表面多余胺溶液，再浸入到多元酰氯的有机非极性溶液中与酰氯发生界面聚合反应，从而在表面形成致密的具有分离功能的聚酰胺超薄活性层，成膜后，充分洗涤及适当的热固化处理可增加膜性能。膜性能主要包括脱盐率及水通量，基于节能及效率的考虑，不断改善膜的水通量成为近年来业界的主要目标之一。通过在多胺单体水溶液中添加胺盐，钠盐，异丙醇，丙酮，苯酚，甘油等可不同程度地提高复合膜的水通量(如US4872984，US4983291，US5207908，US6162358，US6024873)。通过不同的物理化学后处理技术也可以提高膜的水通量(如US7598296)。
发明内容
本发明要解决技术问题是：克服上述现有技术的缺点，提供一种制造聚酰胺反渗透复合膜的方法。
为了解决以上技术问题，本发明的一种制造聚酰胺反渗透复合膜的方法，其特征在于：首先将多孔支撑底膜用含有添加剂的水溶液处理，使添加剂填充支撑底膜的微孔，所述的添加剂为易溶于水的化合物，并且具有合适的分子尺寸以填充支撑底膜的微孔；然后经过通用复合工艺在支撑底膜表面进行界面聚合反应形成聚酰胺反渗透复合膜，取出后进行热处理或UV处理，使底膜的微孔结构在热处理或UV处理过程中保持完整，最后通过清洗除去膜内的残留物。
本发明中，所述添加剂为易溶于水的盐、含亲水基的有机化合物、含亲水基的高聚物中的一种或几种的混合。
进一步的，所述添加剂为单一化合物或混合物，添加剂在水溶液中的浓度范围为3％-30％。
所述添加剂的水溶液处理方式为浸泡、单面喷涂、双面喷涂、刷涂中的一种。
更进一步的，本发明所述添加剂的分子尺寸介于10-1000A。
本发明方法中，添加剂主要起到填充底膜中微孔的作用，以使复合成膜的热处理过程中底膜孔结构保持完整，这种完整的孔结构不仅能使复合膜的水通量不会由于孔的收缩而损失，同时也减少底膜孔结构的收缩产生的应力对聚酰胺分离功能层结构的破坏作用，从而使功能层的脱盐性能得到改善。并且由于所述添加剂溶于水的特性(所述添加剂为易溶于水的盐、含亲水基的有机化合物、含亲水基的高聚物中的一种或几种的混合)，在最后一步清洗去除膜内残留物过程中，添加剂被洗去，使复合膜完整的孔结构得以呈现。
具体实施方式
对比例：将平均孔径约200A的聚砜底膜浸入含2.0％的间苯二胺水溶液中2分钟，用橡皮辊压膜表面至半干后浸入0.2％的均苯三甲酰氯的正己烷溶液20秒。取出后放入110℃的烘箱处理10分钟，然后依次用碱溶液，酸溶液，醇溶液及纯水彻底清洗后测试膜性能。此对比例所得的复合膜在25℃，1500ppm NaCl水溶液，1.5MPa压力测试条件下，对NaCl的截留率98.6％，水通量为0.82M3/M2.d。
实施例1，底膜浸入胺溶液前，用含10％甘油水溶液处理10分钟，垂直放置15分钟后，浸入含2.0％的间苯二胺水溶液中2分钟，其它工艺与对比例相同，测试条件同对比例相同，结果列入表1。
实施例2，底膜浸入胺溶液前，用含3％樟脑磺酸钠及3％三乙胺的水溶液处理10分中，垂直放置15分钟后，浸入含2.0％的间苯二胺水溶液中2分钟，其它工艺与对比例相同，测试条件与对比例相同，结果列入表1。
实施例3，底膜浸入胺溶液前，用含10％甘油，1％十二烷基硫酸钠，3％樟脑磺酸钠及3％三乙胺的水溶液处理10分中，垂直放置15分钟后，浸入含2.0％的间苯二胺水溶液中2分钟，其它工艺与对比例相同，测试条件与对比例相同，结果列入表1。
实施例4，底膜浸入胺溶液前，用含10％甘油，1％十二烷基硫酸钠，3％樟脑磺酸钠及3％三乙胺的水溶液处理10分中，表面用去离子水冲洗5秒，垂直放置15分钟后，浸入含2.0％的间苯二胺水溶液中2分钟，其它工艺与对比例相同，测试条件与对比例相同，结果列入表1。
实施例5，底膜浸入胺溶液前，将正面朝内固定在一个干净的玻璃板上，朝外的背面用含10％甘油，1％十二烷基硫酸钠，3％樟脑磺酸钠及3％三乙胺的水溶液喷洒处理10分中，垂直放置15分钟后，浸入含2.0％的间苯二胺水溶液中2分钟，其它工艺与对比例相同，测试条件与对比例相同，结果列入表1。
表1
从上表可知，使用本发明制造聚酰胺反渗透复合膜，所得复合膜的水通量及脱盐性能均得到了改善。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种制造聚酰胺反渗透复合膜的方法，其特征在于：首先将多孔支撑底膜用含有添加剂的水溶液处理，使添加剂填充支撑底膜的微孔,所述的添加剂为易溶于水的化合物，并且具有合适的分子尺寸以填充支撑底膜的微孔；然后经过通用复合工艺在支撑底膜表面进行界面聚合反应形成聚酰胺反渗透复合膜,取出后进行热处理或UV处理，使底膜的微孔结构在热处理或UV处理过程中保持完整，最后通过清洗除去膜内的残留物。
2.根据权利要求1所述的制造聚酰胺反渗透复合膜的方法，其特征在于：所述添加剂为易溶于水的盐、含亲水基的有机化合物、含亲水基的高聚物中的一种或几种的混合。
3.根据权利要求2所述的制造聚酰胺反渗透复合膜的方法，其特征在于：所述添加剂为单一化合物或混合物，添加剂在水溶液中的浓度范围为3%-30%。
4.根据权利要求1所述的制造聚酰胺反渗透复合膜的方法，其特征在于：所述添加剂的水溶液处理方式为浸泡、单面喷涂、双面喷涂、刷涂中的一种。
5.根据权利要求1所述的制造聚酰胺反渗透复合膜的方法，其特征在于：所述添加剂的分子尺寸介于10-1000A。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 210000 Nanjing economic and Technological Development Zone, Jiangsu, Heng Heng Road, No. 25, No. Patentee after: Nanjing Co., Ltd. Royal membrane water purification materials development Patentee after: NANJING AQUACUP TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: 210046, No. 25, Heng Jing Road, Xingang Development Zone, Qixia District, Jiangsu, Nanjing Patentee before: Nanjing Co., Ltd. Royal membrane water purification materials development Patentee before: Nanjing Shuibeizi Dual Water Supplying Engineering Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170623 Address after: 210046, No. 25, Heng Jing Road, Nanjing economic and Technological Development Zone, Nanjing, Jiangsu Co-patentee after: NANJING AQUACUP TECHNOLOGY CO., LTD. Patentee after: Nanjing Co., Ltd. Royal membrane water purification materials development Co-patentee after: NANJING AQUACUP WATER PURIFICATION TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: 210000 Nanjing economic and Technological Development Zone, Jiangsu, Heng Heng Road, No. 25, No. Co-patentee before: NANJING AQUACUP TECHNOLOGY CO., LTD. Patentee before: Nanjing Co., Ltd. Royal membrane water purification materials development |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Method for preparing polyamide reverse osmosis composite membrane Effective date of registration: 20190612 Granted publication date: 20130102 Pledgee: Bank of China, Limited by Share Ltd, Nanjing Xingang branch Pledgor: NANJING AQUACUP TECHNOLOGY CO., LTD. Registration number: 2019320000272 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20200721 Granted publication date: 20130102 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Nanjing Xingang branch Pledgor: NANJING AQUACUP Co.,Ltd. Registration number: 2019320000272 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |