CN112844068A - 一种用于水处理膜基材的pe微孔膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于水处理膜基材的PE微孔膜及其制备方法,PE微孔膜孔径在0.01‑10μm,孔隙率在70‑95%;PE微孔膜厚度在20‑120μm。本发明PE微孔膜的孔径小、孔径分布均匀、孔隙率高,能够增加水处理膜的通量,使得水处理膜不易物理堵塞;PE微孔膜作为水处理膜基材,过滤精度高于无纺布,强度高,提高水处理膜的水通量和截留率。

Description

一种用于水处理膜基材的PE微孔膜及其制备方法
技术领域
本发明属于水处理膜领域,特别涉及一种用于水处理膜基材的PE微孔膜及其制备方法。
背景技术
水处理膜在孔径方面性能提高的方向是孔径小、孔径分布均匀、孔隙率高,此时水处理膜具有通量高且不易物理堵塞的优点,也是膜界公司和科研院校共同关注的热点和不断研究的课题。
传统无纺布作为水处理膜基材,表面涂覆铸膜液,由于无纺布透气度均存在不一致性,铸膜液成膜后易存孔径均匀性差、铸膜液渗透出无纺布,同时工艺调整困难等一系列问题。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种用于水处理膜基材的PE微孔膜及其制备方法,PE微孔膜的孔径小、孔径分布均匀、孔隙率高,能够增加水处理膜的通量,使得水处理膜不易物理堵塞。
本发明的技术方案是这样实现的:
一种用于水处理膜基材的PE微孔膜,PE微孔膜孔径在0.01-10μm,孔隙率在70-95%;
PE微孔膜厚度在20-120μm。
进一步的,PE微孔膜包括高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子;
高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子的质量比为2:1:2:1。
进一步的,双向拉伸PE微孔膜中亲水性聚合物为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚甲基吡咯烷酮或聚丙烯酸。
进一步的,无机粒子为二氧化硅、氯化钠、碳酸钙或二氧化钛。
进一步的,增链剂为邻苯二甲酸酐或聚异二醇。
本发明还提供了上述一种用于水处理膜基材的PE微孔膜的制备方法,包括以下步骤:
1)将高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子混合均匀倒入螺杆挤出机中熔融挤出;
2)再将步骤1)得到的基膜退火、双向拉伸和热定型,得到用于水处理膜基材的PE微孔膜。
进一步的,步骤1)中,熔融挤出基膜的牵引比为10-100;
步骤2)中,退火的温度为100-150℃,拉伸倍率为60%-150%。
进一步的,螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。
本发明还提供了一种用于水处理膜基材,水处理膜基材包含上述PE微孔膜。
进一步的,水处理膜基材为反渗透膜基膜、超滤膜基膜或为空滤膜基膜。
本发明提供了一种用于水处理膜基材的PE微孔膜及其制备方法,具有以下优势:
1)本发明PE微孔膜的孔径小、孔径分布均匀、孔隙率高,能够增加水处理膜的通量,使得水处理膜不易物理堵塞;
2)PE微孔膜作为水处理膜基材,过滤精度高于无纺布,强度高,提高水处理膜的水通量和截留率。
附图说明
图1为实施例3制得的用于水处理膜基材的PE微孔膜的孔径分布图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的实质,下述给出了本发明的实施方式,仅用于说明本发明是如何实施的,并非限制本发明仅可由以下方案实施,在理解本发明技术方案的基础上,对本发明进行的变更、替换、结构修饰依旧属于本发明的保护范围,本发明的保护范围涵盖于其权利要求及其同变换。
本发明公开了一种用于水处理膜基材的PE微孔膜,其特征在于,PE微孔膜孔径在0.01-10μm,孔隙率在70-95%;
PE微孔膜厚度在20-120μm。
本发明用于水处理膜基材的PE微孔膜的强度高、孔径小且均质性优异,能够提高水处理膜的水通量和截留率。本发明采用PE微孔膜作为水处理膜基材,过滤精度高于无纺布。
在本发明的实施例中,PE微孔膜包括高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子;其中,亲水性聚合物和无机粒子,一方面可提高PE微孔膜的亲水性;另一方面无机粒子充分的分散到树脂中,实现微孔均匀分散形成的目的。在优选的实施例中,高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子的质量比为2:1:2:1。其中,亲水性聚合物为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚甲基吡咯烷酮或聚丙烯酸。无机粒子为二氧化硅、氯化钠、碳酸钙或二氧化钛。增链剂为邻苯二甲酸酐或聚异二醇。
本发明还提供了上述用于水处理膜基材的PE微孔膜的制备方法,包括以下步骤:
1)将高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子混合均匀倒入螺杆挤出机中熔融挤出;
2)再将步骤1)得到的基膜退火、双向拉伸和热定型,得到用于水处理膜基材的PE微孔膜。
其中,高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子均同上所述,在此不再赘述。
在本发明的实施例中,步骤1)中,熔融挤出基膜的牵引比为10-100;优选地,牵引比为40-80。
在本发明的实施例中,步骤2)中,退火的温度为100-150℃,拉伸倍率为60%-150%。优选地,退火温度为120-140℃。
其中,螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。
本发明还提供了一种用于水处理膜基材,水处理膜基材包含上述PE微孔膜。其中,水处理膜基材为反渗透膜基膜、超滤膜基膜或为空滤膜基膜。
为了进一步说明本发明的技术方案,结合以下实施例具体说明。
实施例1
用于水处理膜基材的PE微孔膜,厚度为20μm,PE微孔膜包括高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子;高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子的质量比为2:1:2:1;
亲水性聚合物为聚乙烯醇;无机粒子为二氧化硅;增链剂为邻苯二甲酸酐;
用于水处理膜基材的PE微孔膜的制备方法,包括以下步骤:
1)将高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子混合均匀倒入单螺杆挤出机中熔融挤出,熔融挤出基膜的牵引比为10;
2)再将步骤1)得到的基膜退火、双向拉伸和热定型,退火的温度为100℃,拉伸倍率为60%,得到用于水处理膜基材的PE微孔膜。
PE微孔膜的孔径为0.01-1μm,孔隙率为80%。
实施例2
用于水处理膜基材的PE微孔膜,PE微孔膜厚度为120μm;
PE微孔膜包括高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子;高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子的质量比为2:1:2:1;
亲水性聚合物为聚乙二醇;无机粒子为氯化钠;增链剂为聚异二醇;
用于水处理膜基材的PE微孔膜的制备方法,包括以下步骤:
1)将高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子混合均匀倒入双螺杆挤出机中熔融挤出,熔融挤出基膜的牵引比为100;
2)再将步骤1)得到的基膜退火、双向拉伸和热定型,退火的温度为150℃,拉伸倍率为150%,得到用于水处理膜基材的PE微孔膜。
PE微孔膜的孔径为0.1-1μm,孔隙率为85%。
实施例3
用于水处理膜基材的PE微孔膜,PE微孔膜厚度为80μm;
PE微孔膜包括高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子;高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子的质量比为2:1:2:1;
亲水性聚合物为聚丙烯酸;无机粒子为二氧化钛;增链剂为邻苯二甲酸酐;
用于水处理膜基材的PE微孔膜的制备方法,包括以下步骤:
1)将高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子混合均匀倒入双螺杆挤出机中熔融挤出,熔融挤出基膜的牵引比为60;
2)再将步骤1)得到的基膜退火、双向拉伸和热定型,退火的温度为120℃,拉伸倍率为100%,得到用于水处理膜基材的PE微孔膜。
PE微孔膜的孔径为0.084-0.5μm,孔隙率为80%。
本发明以实施例3制得的用于水处理膜基材的PE微孔膜与PET无纺布进行拉伸横向纵向断裂强度,结果见表1。
其中,PET无纺布由PET纤维经过压制工艺生产而成。
表1PE微孔膜和无纺布拉伸横向纵向断裂强度
Figure BDA0002862419780000041
Figure BDA0002862419780000051
由表1可知,与PET无纺布相比,本发明制得的PE微孔膜的横向、纵向拉伸断裂强度远大于PE膜无纺布。
对实施例3制得的用于水处理膜基材的PE微孔膜上的孔径进行测试,结果见图1,由图1可以看出本发明PE微孔膜的孔径分布均匀。
综上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过参照本发明的某些优选实施例已经对本发明进行了描述,但本领域的普通技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变,而不偏离所附权利要求书所限定的本发明精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于水处理膜基材的PE微孔膜,其特征在于,PE微孔膜孔径在0.01-10μm,孔隙率在70-95%;
PE微孔膜厚度在20-120μm。
2.根据权利要求1所述的用于水处理膜基材的PE微孔膜,其特征在于,PE微孔膜包括高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子;
高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子的质量比为2:1:2:1。
3.根据权利要求4所述的用于水处理膜基材的PE微孔膜,其特征在于,亲水性聚合物为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚甲基吡咯烷酮或聚丙烯酸。
4.根据权利要求4所述的用于水处理膜基材的PE微孔膜,其特征在于,无机粒子为二氧化硅、氯化钠、碳酸钙或二氧化钛。
5.根据权利要求4所述的用于水处理膜基材的PE微孔膜,其特征在于,增链剂为邻苯二甲酸酐或聚异二醇。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的用于水处理膜基材的PE微孔膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将高密度PE、增链剂、亲水性聚合物和无机粒子混合均匀倒入螺杆挤出机中熔融挤出;
2)再将步骤1)得到的基膜退火、双向拉伸和热定型,得到用于水处理膜基材的PE微孔膜。
7.根据权利要求6所述的用于水处理膜基材的PE微孔膜的制备方法,其特征在于,步骤1)中,熔融挤出基膜的牵引比为10-100;
步骤2)中,退火的温度为100-150℃,拉伸倍率为60%-150%。
8.根据权利要求6所述的用于水处理膜基材的PE微孔膜的制备方法,其特征在于,螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。
9.一种用于水处理膜基材,其特征在于,水处理膜基材包含权利要求1~5任一项所述的PE微孔膜。
10.根据权利要求9所述的用于水处理膜基材,其特征在于,水处理膜基材为反渗透膜基膜、超滤膜基膜或为空滤膜基膜。
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