CN112619421A - 一种纳滤干膜保湿剂 - Google Patents

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陈涛
张宇
施盈盈
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    • B01D—SEPARATION
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    • B01D2325/36—Hydrophilic membranes

Abstract

本发明涉及一种新的纳滤干膜保湿剂，其由下述重量份的组分制得：水1000份、水溶性盐20‑200份、复配型表面活性剂1‑30份。本发明纳滤干膜保湿剂与传统试剂相比，其配方合理，本发明的优点是：纳滤膜材料经过本发明浸泡烘干后，盐类在膜中形成结晶水，干膜可进行长期保存，降低了膜材料的保存难度，大大提高了膜材料的保质期。本发明纳滤干膜保湿剂亲水性强，难以挥发，保证纳滤膜长久亲水，并在一定程度上可提高纳滤膜产品的产水量，同时可保持盐截留率。

Description

一种纳滤干膜保湿剂
技术领域
本发明涉及一种混合试剂，具体的说是涉及一种应用在制作一种纳滤干膜保湿剂。
背景技术
纳滤膜，是一种孔径在1～2nm，膜表面富集正负电荷的非对称有机膜。它不仅能够允许溶剂分子或某些低分子量溶质通过，还能对不同质荷比的离子具有选择透过性。纳滤膜操作压力一般小于0.5MPa，节约了管道和泵的投资费用，能源消耗也比较低。纳滤膜可用于分离溶液中分子量为200～2000道尔顿的低分子量物质如抗生素、氨基酸、染料等。纳滤膜的应用十分广泛，应用于污水处理，药剂回收，物料浓缩等。
在纳滤膜发展时间较短，在应用的早期，纳滤膜片或元件主要以湿膜的形式保存，亲水保护液主要为低浓度亚硫酸氢钠溶液，但该方法制备的纳滤膜不利于存储和运输，时间长了容易引起膜性能下降。近几年，纳滤膜快速发展，主流的膜片和元件都以干膜为主，主要通过甘油、醇类等混合药剂的浸泡烘干处理，在不影响出厂性能的情况下达到制备干膜的目的。甘油和醇类具有强吸水性，可在一定时间内保持膜的润湿性；但随着保存时间的增加，一方面甘油和醇类有机物易缓慢挥发，保存过程中会出现部分孔道失去保护，膜片失水，最终导致通量下降；另一方面，甘油、醇类浓度较高时，容易引起纳滤膜功能分离层(约50～100nm)发生溶胀作用，引起盐截留率下降。因此，寻找新的纳滤膜干膜亲水保护液，既能保证膜长期润湿性，又能保证性能的长期稳定性，是当务之急。
盐类，包括无机盐、低分子量有机盐等很多水溶性盐类，饱和蒸气压低，不易挥发，物理化学性质稳定；部分盐类亲水性非常强，固体状态有的可以形成结晶水，具有良好的保湿性。表面活性剂具有亲水亲油基团，一方面可进入膜中起到保持润湿性作用，另一方面可在浸泡过程中促进盐类渗透进入膜孔，而复配型表面活性剂可比单一组分表面活性剂性能更优良，达到“1+1＞2”效果，并起到减少表面活性剂用量的作用。本发明涉及了一种由水、水溶性盐和复配型表面活性剂组成的纳滤膜干膜亲水剂。
发明内容
本发明要解决的问题是在原有的纳滤膜产生工艺中，替换传统的亲水化处理试剂，提供一种新的纳滤干膜亲水保护液。本发明亲水保护液能保证纳滤膜在经过试剂处理后，达到长期的润湿性，同时能保证在膜干后，亲水化效果不变，膜性能不下降。
一种纳滤干膜保湿剂，其特征在于由下述重量份的组分制得：
水1000份；
水溶性盐20-200份；
复配型表面活性剂1-30份。
本发明中所用盐为水溶性盐，如无机盐、低分子量有机盐等很多水溶性盐类，其饱和蒸气压低，不易挥发，物理化学性质稳定；部分亲水性非常强，固体状态有的可以形成结晶水，具有良好的保湿性。采用的复配型表面活性剂相比于单一组分更能有效减小膜材料表面张力，一方面进入膜中起到保持润湿性作用，另一方面盐类在表面活性剂的帮助下渗透进膜孔中，在烘干过程中析出存在于膜孔道中，防止了膜孔道在加热作用下出现的孔道收缩。在膜材料使用时膜孔道内亲水保护液溶于溶剂中排出。
一种纳滤干膜保湿剂，其特征在于水溶性盐从水溶液中析出成固体状态时通常带有结晶水。
一种纳滤干膜保湿剂，其特征在于复配型表面活性剂包括：阴离子-阳离子型复配表面活性剂、或阴离子-两性离子型复配表面活性剂、或两者的混合。
优选地，上述水溶性盐为硫酸钠、硫酸镁、氯化镁、氯化钙、丙酸钠、醋酸钠、乳酸钠、柠檬酸钠、或丁二酸钠中的一种或几种。
优选地，上述复配型表面活性剂为十二烷基硫酸钠-十二烷基三甲基氯化铵复配型表面活性剂、十二烷基磺酸钠-十二烷基三甲基氯化铵复配型表面活性剂、十二烷基苯磺酸钠-十二烷基三甲基氯化铵复配型表面活性剂、十二烷基硫酸钠-甜菜碱复配型表面活性剂、十二烷基磺酸钠-甜菜碱复配型表面活性剂、十二烷基苯磺酸钠-甜菜碱复配型表面活性剂、十烷基硫酸钠-甜菜碱复配型表面活性剂、十烷基硫酸钠-十二烷基三甲基溴化铵复配型表面活性剂中的一种或几种。
优选地，一种纳滤干膜保湿剂，其特征在于由下述重要份的组分制得：
水1000份；
水溶性盐50-100份；
复配型表面活性剂 1-10份。
优选地，所述亲水保护液适用于纳滤膜的浸泡处理。
优选地，所述纳滤膜包括聚哌嗪酰胺类复合纳滤膜、磺化聚砜类复合纳滤膜、芳香聚酰胺类复合纳滤膜、混合型复合纳滤膜。
将上述各组分按比例混合、搅拌溶解，制成一种纳滤干膜保湿剂。将预先制备的纳滤膜在本发明纳滤干膜保湿剂中浸泡1-30分钟，待膜材料完全润湿后，50-120℃加热3-20分钟烘干即可。
有益效果：本发明亲水保护液与传统试剂相比，其配方合理，本发明的优点是：纳滤膜材料经过本发明浸泡烘干后，干膜可进行长期保存，降低了膜材料的保存难度，大大提高了膜材料的保质期。本发明亲水保护液难以挥发，保证纳滤膜长久亲水，并在一定程度上可提高纳滤膜产品的产水量，同时可保持盐截留率。
具体实施方式
下面结合实例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
一种纳滤干膜保湿剂，由下述重量份的组分制得：
水1000份；
醋酸钠100份；
十二烷基硫酸钠2份+十二烷基三甲基氯化铵3份。
上述各组分按重量份混合、搅拌溶解后，制成一种纳滤干膜保湿剂。
所述纳滤干膜保湿剂适用于聚哌嗪酰胺类复合纳滤膜、磺化聚砜类复合纳滤膜、芳香聚酰胺类复合纳滤膜、混合型复合纳滤膜。
所述纳滤干膜保湿剂浸泡聚哌嗪酰胺类纳滤膜材料3分钟，在80℃下烘焙5分钟。所得的膜材料性能保持良好，长久保存亲水性好，通量保持良好，提高了膜材料的保存期限，方便存储和运输。
本发明处理后的纳滤膜与传统方法处理后的纳滤膜的性能比较：
同一种聚哌嗪酰胺类纳滤膜，传统的甘油保护液处理后，每平方米硫酸镁的盐溶液通量为54升每小时，盐截留率98.5％；本发明纳滤干膜保湿剂处理后，每平方米氯化纳盐溶液通量为56升每小时，盐截留率99.0％，通量和盐截留率都有所提升。
传统方法处理后的膜存放时间一般为1年，膜性能就开始下降，而经本发明纳滤干膜保湿剂处理后的膜存放时间为2-3年，膜性能未出现明显下降。
实施例2
一种纳滤干膜保湿剂，由下述重量份的组分制得：
水1000份；
丙酸钠200份；
十二烷基磺酸钠-十二烷基三甲基氯化铵复配型表面活性剂 5份。
上述各组分按重量份混合、搅拌溶解后，制成纳滤干膜保湿剂。
所述纳滤干膜保湿剂适用于聚哌嗪酰胺类复合纳滤膜、磺化聚砜类复合纳滤膜、芳香聚酰胺类复合纳滤膜、混合型复合纳滤膜。
所述纳滤干膜保湿剂在不添加表面活性剂的情况下，浸泡聚哌嗪酰胺类纳滤膜材料2分钟，在120℃高温下烘焙3分钟。丙酸钠保湿性强，所得的膜材料性能保持良好，长久保存亲水性好，通量保持良好，提高了膜材料的保存期限，方便存储和运输。
本发明处理后的纳滤膜与传统方法处理后的纳滤膜的性能比较：
同一种聚哌嗪酰胺类纳滤膜，传统的甘油保护液处理后，每平方米氯化纳的盐溶液通量为54升每小时，盐截留率98.5％；；本发明干膜亲水保护液处理后，每平方米氯化纳盐溶液通量为53升每小时，盐截留率98.8％，与传统处理方式相比盐截留率有所提高，通量接近。
传统方法处理后的膜存放时间一般为1年，膜性能就开始下降，而经本发明纳滤干膜保湿剂处理后的膜存放时间为2-3年，膜性能未出现明显下降。
实施例3
一种纳滤干膜保湿剂，由下述重量份的组分制得：
水1000份；
硫酸钠20份；
十二烷基苯磺酸钠2份+甜菜碱8份。
上述各组分按重量份混合、搅拌溶解后，制成纳滤干膜保湿剂。
所述纳滤干膜亲水保护液适用于聚哌嗪酰胺类复合纳滤膜、磺化聚醚砜类复合纳滤膜、芳香聚酰胺类复合纳滤膜、混合型复合纳滤膜。
所述干膜亲水保护液浸泡聚哌嗪酰胺类纳滤膜材料2分钟，在100℃高温下烘焙3分钟。所得的膜材料性能保持良好，长久保存亲水性好，通量保持良好，提高了膜材料的保存期限，方便存储和运输。
本发明处理后的纳滤膜与传统方法处理后的纳滤膜的性能比较：
同一种聚哌嗪酰胺类纳滤膜，传统的甘油保护液处理后，每平方米氯化纳的盐溶液通量为54升每小时，盐截留率98.5％；本发明干膜亲水保护液处理后，每平方米氯化纳盐溶液通量为57升每小时，盐截留率99.0％，盐截留率提升明显，通量略有提升。
传统方法处理后的膜存放时间一般为1年，膜性能就开始下降，而经本发明纳滤干膜保湿剂处理后的膜存放时间为2-3年，膜性能未出现明显下降。
实施例4
一种纳滤干膜保湿剂，由下述重量份的组分制得：
水1000份；
乳酸钠70份；
十二烷基苯磺酸钠-甜菜碱复配型表面活性剂5份。
上述各组分按重量份混合、搅拌溶解后，制成纳滤干膜保湿剂。
所述纳滤干膜亲水保护液适用于聚哌嗪酰胺类复合纳滤膜、磺化聚醚砜类复合纳滤膜、芳香聚酰胺类复合纳滤膜、混合型复合纳滤膜。
所述干膜亲水保护液浸泡芳香聚酰胺类复合纳滤膜材料2分钟，在100℃高温下烘焙3分钟。所得的膜材料性能保持良好，长久保存亲水性好，通量保持良好，提高了膜材料的保存期限，方便存储和运输。
本发明处理后的纳滤膜与传统方法处理后的纳滤膜的性能比较：
同一种聚哌嗪酰胺类纳滤膜，传统的甘油保护液处理后，每平方米氯化纳的盐溶液通量为53.6升每小时，盐截留率98.2％；本发明干膜亲水保护液处理后，每平方米氯化纳盐溶液通量为57.2升每小时，盐截留率99.1％，盐截留率提升明显，通量略有提升。
传统方法处理后的膜存放时间一般为1年，膜性能就开始下降，而经本发明纳滤干膜保湿剂处理后的膜存放时间为2-3年，膜性能未出现明显下降。
实施例5
一种纳滤干膜保湿剂，由下述重量份的组分制得：
水1000份；
丙酸钠+醋酸钠60份；
十烷基硫酸钠-甜菜碱复配型表面活性剂7份。
上述各组分按重量份混合、搅拌溶解后，制成纳滤干膜保湿剂。
所述纳滤干膜亲水保护液适用于聚哌嗪酰胺类复合纳滤膜、磺化聚醚砜类复合纳滤膜、芳香聚酰胺类复合纳滤膜、混合型复合纳滤膜。
所述干膜亲水保护液浸泡芳香聚酰胺类复合纳滤膜材料2分钟，在100℃高温下烘焙3分钟。所得的膜材料性能保持良好，长久保存亲水性好，通量保持良好，提高了膜材料的保存期限，方便存储和运输。
本发明处理后的纳滤膜与传统方法处理后的纳滤膜的性能比较：
同一种聚哌嗪酰胺类纳滤膜，传统的甘油保护液处理后，每平方米氯化纳的盐溶液通量为54.1升每小时，盐截留率98.0％；本发明纳滤干膜保湿剂处理后，每平方米氯化纳盐溶液通量为57.7升每小时，盐截留率99.0％，盐截留率提升明显，通量略有提升。
实施例6
一种纳滤干膜保湿剂，由下述重量份的组分制得：
水1000份；
柠檬酸钠+丁二酸钠75份；
十烷基硫酸钠-甜菜碱复配型表面活性剂9份。
上述各组分按重量份混合、搅拌溶解后，制成纳滤干膜保湿剂。
所述纳滤干膜亲水保护液适用于聚哌嗪酰胺类复合纳滤膜、磺化聚醚砜类复合纳滤膜、芳香聚酰胺类复合纳滤膜、混合型复合纳滤膜。
所述干膜亲水保护液浸泡芳香聚酰胺类复合纳滤膜材料2分钟，在100℃高温下烘焙3分钟。所得的膜材料性能保持良好，长久保存亲水性好，通量保持良好，提高了膜材料的保存期限，方便存储和运输。
本发明处理后的纳滤膜与传统方法处理后的纳滤膜的性能比较：
同一种聚哌嗪酰胺类纳滤膜，传统的甘油保护液处理后，每平方米氯化纳的盐溶液通量为54.2升每小时，盐截留率97.7％；本发明纳滤干膜保湿剂处理后，每平方米氯化纳盐溶液通量为57.5升每小时，盐截留率99.1％，盐截留率提升明显，通量略有提升。

Claims (7)

1.一种纳滤干膜保湿剂，其特征在于由下述按重量份的组分制得：
水1000份；
水溶性盐20-200份；
复配型表面活性剂 1-30份；
所述复配型表面活性剂为：阴离子-阳离子型复配表面活性剂、或阴离子-两性离子型复配表面活性剂、或两者的混合。
2.根据权利要求1所述的一种纳滤干膜保湿剂，其特征在于由下述按重量份的组分制得：
水1000份；
水溶性盐50-100份；
复配型表面活性剂 1-10份。
3.根据权利要求1所述的一种纳滤干膜保湿剂，其特征在于水溶性盐是指该盐从水溶液中析出成固体状态时带有结晶水。
4.根据权利要求3所述的一种纳滤干膜保湿剂，其特征在于所述水溶性盐为：硫酸钠、硫酸镁、氯化镁、氯化钙、丙酸钠、醋酸钠、乳酸钠、柠檬酸钠、或丁二酸钠中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种纳滤干膜保湿剂，其特征在于，所述复配型表面活性剂为：十二烷基硫酸钠-十二烷基三甲基氯化铵复配型表面活性剂、十二烷基磺酸钠-十二烷基三甲基氯化铵复配型表面活性剂、十二烷基苯磺酸钠-十二烷基三甲基氯化铵复配型表面活性剂、十二烷基硫酸钠-甜菜碱复配型表面活性剂、十二烷基磺酸钠-甜菜碱复配型表面活性剂、十二烷基苯磺酸钠-甜菜碱复配型表面活性剂、十烷基硫酸钠-甜菜碱复配型表面活性剂、或十烷基硫酸钠-十二烷基三甲基溴化铵复配型表面活性剂中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种纳滤干膜保湿剂，其特征在于：所述纳滤干膜包括聚哌嗪酰胺类复合纳滤膜、磺化聚砜类复合纳滤膜、芳香聚酰胺类复合纳滤膜、或混合型复合纳滤膜。
7.根据权利要求1所述的一种纳滤干膜保湿剂，其特征在于：所述保湿剂适用于纳滤膜的浸泡处理。
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