CN113648849A - 水处理膜支撑层以及水处理膜 - Google Patents

Abstract

本申请涉及水处理领域，涉及一种水处理膜支撑层以及水处理膜。该支撑层包括无纺布层。无纺布层的平均孔径不大于10μm，最大孔径与平均孔径的比值不小于1且不大于15；无纺布层的纵向挺度在0.50～6.0mN·m；纵向拉伸强度为30～210N/15mm，横向挺度在0.35～5.0mN·m；横向拉伸强度为20～180N/15mm。该水处理膜支撑层避免了涂布液通过无纺布层的通孔从上层渗透到下层的问题，从而降低了涂布层产生针孔等缺陷的可能性，保证了水处理膜支撑层的渗透效果。而较高的挺度和机械强度，能够对高压反渗透膜片提供足够的挺度和机械强度，进而可使高压原料液和低压渗透液严格分开，提高水处理效果。

Description

水处理膜支撑层以及水处理膜

技术领域

本申请涉及水处理领域，具体而言，涉及一种水处理膜支撑层以及水处理膜。

背景技术

在水处理领域，膜分离技术相对于传统水处理方式具有能耗低、工艺简单、运行稳定和出水水质高等诸多优势，在纯水制备、给水净化、污水处理、海水淡化(苦咸水淡化)等众多领域快速发展，已经发展成具有数百亿美元需求、年递增约10％的市场，水纯化是膜市场的主要部分。

随着全球人口的增长和水污染的加剧，水资源短缺已成为世界性的挑战，预计至2050年，全球淡水需求量将在2000年的基础上增加55％，达到55000亿m³，逾40％的人口将生活在极度缺水地区，从江河取水净化的传统手段将无法满足巨大的淡水需求，水资源短缺将成为全球性问题。海水淡化制造饮用水的技术日益迫切。

反渗透法作为海水淡化最广泛应用的方法之一，是最精密的膜法液体分离技术，它以压力差为推动力，利用反渗透膜的选择透过特性，在高浓度原料液侧施加大于原料液渗透压的外压力，当外压力超过原料液的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反方向渗透，从而对混合溶液进行分离，除去无机离子、胶体物质和大分子溶质。

反渗透在正常操作和运行制水的情况下膜组件所需要的压力，一般说来，苦咸水反渗透膜的运行压力范围为150～225psi，而海水淡化反渗透膜元件实际的运行压力可高达800～1200psi。

然而，目前用于反渗透组件的反渗透膜处理效果较低，影响了水处理效果。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种水处理膜支撑层以及水处理膜。

第一方面，本申请提供一种水处理膜支撑层，包括：

无纺布层；

无纺布层的平均孔径不大于10μm，且无纺布层的最大孔径与平均孔径的比值不小于1且不大于15；无纺布层的纵向挺度在0.50mN·m～6.0mN·m；无纺布层的纵向拉伸强度在30N/15mm～210N/15mm范围内；无纺布层的横向挺度在0.35mN·m～5.0mN·m；无纺布层的横向拉伸强度在20N/15mm～180N/15mm范围内。

该水处理膜支撑层通过设置无纺布层的平均孔径不大于10μm，且无纺布层的最大孔径与平均孔径的比值不小于1且不大于15；避免了涂布液通过无纺布层的通孔从上层渗透到下层的问题，从而降低了涂布层产生针孔等缺陷的可能性，保证了水处理膜支撑层的渗透效果。进一步地，该水处理膜支撑层控制无纺布层的纵向挺度在0.50mN·m～6.0mN·m范围内，保证了无纺布层的纵向拉伸强度在30N/15mm～210N/15mm范围内；控制横向挺度在0.35mN·m～5.0mN·m范围内，保证了无纺布层的横向拉伸强度在20N/15mm～180N/15mm范围内。

由于无纺布的挺度过高，其弯曲性易过低不足以满足后续加工卷绕过程的要求，同时可能出现无纺布层脆性增加过大，其抗压强度显著减小，弯曲卷绕过程中出现脆断、破裂等问题。因此需要控制无纺布的挺度在适当的范围内，本申请通过将无机纤维与有机纤维共混，无机纤维均匀分布在有机纤维基体中，有机纤维受热熔化后冷却固化时收缩，对无机纤维产生握裹作用，另外有机纤维熔化嵌入无机纤维不光滑的表面产生机械咬合力，无机纤维与有机纤维从而有可靠的锚固，因此形成稳定的有机-无机纤网结构，兼具无机纤维的高模量、刚性与有机纤维的柔韧性，二者作用互补，因此在保证无纺布常规性能的同时，显著改善无纺布的挺度。

而无纺布的高挺度有助于改进无纺布对涂布的适应性，可有效避免涂布过程中无纺布的变形、起皱，挺度差会给无纺布的接续带来困难，影响加工效率。反渗透膜的挺度主要取决于无纺布支撑层的挺度，挺度好，在受压过程中膜层结构稳定而不易发生挤压变形、产生褶皱，避免膜面变得凹凸不平，影响膜元件产水性能。得到高挺度无纺布的有机-无机纤网结构决定了无纺布抗拉伸、抗压缩的能力也高，高弹性模量的无机纤维的加入用作为无纺布的增强材料，有机纤维和无机纤维的紧密结合，在受到外力作用下，充分发挥各自的受力特点，共同作为整体承受外力作用，使得膜材料的力学性能大大提高。

反渗透膜的强度主要取决于无纺布支撑层的强度，高强度的无纺布对反渗透膜层起着保护、支撑作用，使膜片的分离层可耐受更高的液压而不容易发生破裂，从而保证膜片的分离效用并延长膜片的使用寿命。高强度的无纺布使得反渗透膜在相同强度下亦可实现更低的厚度，膜片厚度的降低意味着液体传输阻力的减小，同时相同尺寸的膜组件可安装更大面积的膜片，可大大提高膜组件的装配效率与分离效果。

在本申请的其他实施例中，上述无纺布层由有机主干纤维、无机主干纤维以及粘结纤维组成；以质量百分比计，有机主干纤维的占比为35％～80％，无机主干纤维的占比不高于25％，粘结纤维的占比为20％～40％。

在本申请的其他实施例中，上述有机主干纤维的纤维直径在5μm-15μm范围内；上述无机主干纤维的纤维直径7μm-20μm范围内；上述粘结纤维的纤维直径8μm-20μm范围内。

在本申请的其他实施例中，上述粘结纤维的熔点或软化点为100℃～220℃；有机主干纤维的熔点或软化点比粘结纤维的熔点或软化点高出不少于20℃。

在本申请的其他实施例中，上述有机主干纤维、无机主干纤维以及粘结纤维的纤维长度均在1mm～6mm范围内。

在本申请的其他实施例中，上述水处理膜支撑层的平均孔径不大于5.0mm，最大孔径与平均孔径的比值不小于1且不大于10。

在本申请的其他实施例中，上述水处理膜支撑层的密度在0.50g/m³～0.90g/m³范围内；

可选地，水处理膜支撑层的厚度在40μm～120μm范围内。

在本申请的其他实施例中，上述有机主干纤维包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、ES纤维、聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚四氟乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚偏氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚醚醚酮纤维、聚丙烯腈纤维、聚碳酸酯纤维或者芳纶纤维中的一种或多种。

在本申请的其他实施例中，上述无机主干纤维包括：硅酸铝纤维、莫来石纤维、镁橄榄石纤维、氧化铝纤维、石英纤维、氧化锆纤维、SiO₂-CaO-MgO系纤维、Al₂O₃-CaO系纤维、Al₂O₃-SiO₂-ZrO₂系纤维、硼化物纤维、碳化物纤维、氮化物纤维或者玻璃纤维中的一种或多种。

在本申请的其他实施例中，上述粘结纤维包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯未拉伸纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯未拉伸纤维、聚烯烃纤维或者皮芯结构复合纤维中的一种或多种。

第二方面，本申请提供一种水处理膜，包括前述任一项实施例中的水处理膜支撑层。

具体实施方式

以下，详细说明本申请的实施方式，以使本申请所属技术领域的普通技术人员能够容易地实施本申请。提供本申请的实施方式是为了向本领域普通技术人员更完整地说明本申请。因此，本申请的实施方式可以改为各种不同形式，并且本申请的范围并不限于以下说明的实施方式。

在本申请的整个说明书中，当说明某一部分“包括”某一结构要素时，除非另有记载，意指还可包括其他结构要素，而不是排除其他结构要素。

在本申请的整个说明书中，当说明某一步骤在其他步骤“之上”或“之前”时，这不仅包括某一步骤与其他步骤有直接的时间顺序关系的情况，还包括如各步骤后的混合步骤等的两个步骤的顺序可改变的时间顺序可改变的间接时间顺序关系的情况相同的权利。

在本申请的整个说明书中使用的指程度的术语“约”、“实质上”等是在所提及的含义中提示有固有的制造及物质容许误差时，用作其数值或接近其数值的含义，以防止为了帮助本发明而提及准确或绝对值的公开内容被不道德的侵权人不合理地使用。本申请整个说明书中使用的术语“(进行)……步骤”或“……的步骤”并不意味着“用于……的步骤”。

发明人发现，反渗透膜组件长期运行时，膜片因受到非常大的压力将被压进产水侧隔网的流道槽内，解剖发现一般的海水淡化反渗透膜片背面都会出现明显的隔网印记，正面会随之变得明显凹凸不平、膜面粗糙，有可能导致膜片抗污染性下降，膜面浓差极化加剧，脱盐性能变差，同时，膜片挤压进隔网流道槽内，给产水带来了额外阻力，影响膜元件产水性能。

因此，水处理膜支撑层，必须对高压反渗透膜片提供足够的机械强度与挺度，才可使高压原料液和低压渗透液严格分开。

而目前常用的水处理膜支撑层机械强度和挺度均较低，不能满足水处理膜的要求。

本申请实施方式提供了一种水处理膜支撑层，包括：无纺布层；以及形成于无纺布层至少一个表面的涂布层。

其中，无纺布层的平均孔径不大于10μm，且无纺布层的最大孔径与平均孔径的比值不小于1且不大于15；无纺布层的纵向挺度在0.50mN·m～6.0mN·m；无纺布层的纵向拉伸强度在30N/15mm～210N/15mm范围内；无纺布层的横向挺度在0.35mN·m～5.0mN·m；无纺布层的横向拉伸强度在20N/15mm～180N/15mm范围内。

该水处理膜支撑层通过设置无纺布层的平均孔径不大于10μm，且无纺布层的最大孔径与平均孔径的比值不小于1且不大于15；避免了涂布液通过无纺布层的通孔从上层渗透到下层的问题，从而降低了涂布层产生针孔等缺陷的可能性，保证了水处理膜支撑层的渗透效果。

进一步地，该水处理膜支撑层通过设置无纺布层的纵向挺度在0.50mN·m～6.0mN·m范围内，横向挺度在0.35mN·m～5.0mN·m范围内，高挺度无纺布的有机-无机纤网结构决定了无纺布抗拉伸、抗压缩的能力也高，使得本申请无纺布层的纵向拉伸强度在30N/15mm～210N/15mm范围内；无纺布层的横向拉伸强度在20N/15mm～180N/15mm范围内，从而能够对高压反渗透膜片提供足够的机械强度与挺度，进而可使高压原料液和低压渗透液严格分开。

进一步可选地，无纺布层的平均孔径在1μm～10μm，示例性地，无纺布层的平均孔径在2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm或者9μm。

进一步可选地，无纺布层的最大孔径与平均孔径的比值不小于2且不大于14。示例性地，无纺布层的最大孔径与平均孔径的比值为3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或者13。

在本申请一些实施方式中，上述的无纺布层由有机主干纤维、无机主干纤维以及粘结纤维组成。

无机主干纤维具有化学稳定性高、机械强度高、耐温耐压以及尺寸稳定性好的特点。而有机主干纤维具有柔韧性好、可加工性好的特点。但是有机主干纤维由于其黏弹性，在恒定外力作用下，容易产生蠕变现象，导致制品的尺寸不够稳定。

本申请实施方式提供的无纺布层由有机主干纤维和无机主干纤维组成，能够使得无机主干纤维和有机主干纤维产生协调增效的作用。

有机主干纤维和无机主干纤维复合时，二者之间具有粘结强度，能够在有机主干纤维和无机主干的接触面产生胶着力；而且有机主干纤维发生熔化后会在冷却固化时收缩，从而对无机主干纤维产生握裹作用。无机主干纤维表面粗糙不平，同时存在这种握裹作用，使得无机主干纤维和有机主干纤维之间的相对滑动趋势，在接触面上引起摩阻力，增强了二者的粘结效果。进一步地，有机主干纤维熔化后能够嵌入到无机主干纤维粗糙不平的表面从而产生机械咬合力，进而能够进一步地提高有机主干纤维和无机主干纤维之间的结合效果。

进一步地，有机主干纤维和无机主干纤维复合，无机主干纤维均匀分散在有机主干纤维中，形成互穿网络结构，无机主干纤维的模量大于有机主干纤维的模量，在相同的应变下，无机主干纤维的承载更大。当无纺布层当受到拉力时，有机主干纤维和无机主干纤维通过粘结作用，将拉力转移到网络结构上，由于网络结构具有一定的延展性，而不至于断裂；当无纺布层受到压力作用时，压力从有机主干纤维转移到位于纤维网络中的无机主干纤维，无机纤维作为刚性体，能够支持网络结构，不至于压溃。

无纺布层的挺度体现其抗弯曲能力。柔韧性大的有机主干纤维纸紧度大，抗弯挺度低；无机主干纤维刚性较高，成纸紧度小，抗弯挺度大。本申请的无纺布层通过有机主干纤维和无机主干纤维复合，兼顾了有机主干纤维和无机主干纤维各自的优势，作用互补，弥补了单一材料的应用缺陷，能够表现出单一纤维材料原先未有的高机械性能，满足高压反渗透膜对于无纺布在机械强度、挺度方面的应用要求。

进一步可选地，无纺布层的纵向挺度在0.50mN·m～6.0mN·m范围内。进一步可选地，无纺布层的挺度在0.52mN·m～5.61mN·m范围内。示例性地，无纺布层的挺度为0.57mN·m、0.64mN·m、0.79mN·m、0.84mN·m、0.91mN·m、1.08mN·m、1.21mN·m、1.79mN·m、2.34mN·m、2.83mN·m、3.40mN·m、3.47mN·m、4.55mN·m、4.92mN·m、5.34mN·m或者5.97mN·m。

进一步可选地，无纺布层的横向挺度在0.35mN·m～5.0mN·m范围内。进一步可选地，无纺布层的横向挺度在0.36mN·m～4.99mN·m范围内。示例性地，无纺布层的横向挺度为0.57mN·m、0.79mN·m、1.40mN·m、1.82mN·m、2.44mN·m、2.55mN·m、3.11mN·m、3.52mN·m、3.86mN·m、4.21mN·m、4.53mN·m、4.67mN·m、4.77mN·m、4.82mN·m、4.89mN·m或者4.98mN·m。

进一步地，无纺布层的纵向拉伸强度在30N/15mm～210N/15mm范围内。进一步可选地，无纺布层的纵向拉伸强度在65N/15mm～200N/15mm范围内。示例性地，无纺布层的纵向拉伸强度为32N/15mm、46N/15mm、58N/15mm、69N/15mm、74N/15mm、83N/15mm、94N/15mm、103N/15mm、118N/15mm、132N/15mm、147N/15mm、159N/15mm、163N/15mm、172N/15mm、181N/15mm、193N/15mm或者205N/15mm。

进一步地，无纺布层的横向拉伸强度在20N/15mm～180N/15mm范围内。进一步可选地，无纺布层的横向拉伸强度在32N/15mm～164N/15mm范围内。示例性地，无纺布层的横向拉伸强度为23N/15mm、36N/15mm、44N/15mm、56N/15mm、67N/15mm、72N/15mm、85N/15mm、97N/15mm、106N/15mm、121N/15mm、135N/15mm、148N/15mm、159N/15mm、162N/15mm或者175N/15mm。

进一步地，在本申请一些实施方式中，以质量百分比计，有机主干纤维的占比为35％～80％，无机主干纤维的占比不高于25％，粘结纤维的占比为20％～40％。

进一步可选地，在本申请一些实施方式中，以质量百分比计，有机主干纤维的占比为36％～79％，无机主干纤维的占比20％-25，粘结纤维的占比为21％～39％。

示例性地，以质量百分比计，该无纺布层中，有机主干纤维的占比为38％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％或者75％；无机主干纤维的占比20％、21％、22％、23％、24％或者25％；粘结纤维的占比为21％、25％、30％或者35％。

若是无机主干纤维的质量分数高于25wt％，无纺布层脆性增加过多，加工卷绕过程中反而容易出现脆断、破损。由粘结纤维保证纤维之间的粘结力，若粘结纤维的含量过低，而有机主干纤维的含量过高，无纺布内部纤维之间不能充分粘连固合，网状结构松散，难以固合定型，则无纺布层的机械强度难以保证。反之若是粘结纤维含量过高，而有机主干纤维的含量偏低，过量的粘结纤维在无纺布表面熔化，易导致堵孔严重，难以获得期望的孔隙结构。

进一步地，有机主干纤维的纤维直径在1μm～15μm；无机主干纤维的纤维直径在1μm～20μm；粘结纤维的纤维直径在1μm～20μm。

示例性地，有机主干纤维的纤维直径为1μm、4μm、6μm、8μm、10μm、12μm或者14μm。无机主干纤维的纤维直径为2μm、6μm、10μm、12μm、15μm、18μm或者20μm。粘结纤维的纤维直径为3μm、5μm、7μm、9μm、11μm、13μm、15μm、17μm或者19μm。

如果有机主干纤维的直径大于15μm，无机主干纤维的纤维直径大于20μm，粘结纤维的直径大于20μm，所得无纺布的厚度将过大，对于一定规格尺寸的反渗透膜组件，无纺布隔膜厚度越大意味着所组装的膜元件的有效膜面积越小；同时粗纤维也有增加无纺布产生大孔洞的可能性，不利于获得期望的孔径及其分布，同时涂布液容易通过通孔从上层渗透到下层，从而增加了反渗透膜涂布层产生针孔等缺陷的可能性。

进一步地，粘结纤维的熔点或软化点为100℃～220℃；有机主干纤维的熔点或软化点比粘结纤维的熔点或软化点高出不少于20℃。

进一步可选地，粘结纤维的熔点或软化点为110℃～210℃；示例性地，粘结纤维的熔点或软化点为110℃、120℃、140℃、150℃、160℃、180℃或者200℃。

粘结纤维的熔点或软化点相对较低，进行热压延处理时粘结纤维则局部或全部熔化，将无纺布内部各纤维彼此粘连，冷却固化后形成牢固无纺布的三维网状结构。但粘结纤维的熔点或软化点若过低，在热压处理过程中易过度熔化，粘辊严重；若粘结纤维的熔点或软化点过高，则在热压时不能及时熔化，从而使无纺布难以获得足够的粘合强度。

进一步地，有机主干纤维、无机主干纤维以及粘结纤维的纤维长度均在1mm～6mm范围内。

进一步可选地，有机主干纤维、无机主干纤维以及粘结纤维的纤维长度均在1.1mm～5.9mm范围内。

示例性地，有机主干纤维、无机主干纤维以及粘结纤维的纤维长度为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或者5mm。

本申请的无纺布层，主干纤维和粘结纤维的纤维长度为1～6mm。若是纤维长度小于1mm，可能存在无纺布强度过低的问题，甚至纤维无法成纸；若是纤维长度大于6mm，过长的纤维易团聚缠结，造成无纺布严重的外观性能缺陷。

进一步地，水处理膜支撑层的密度在0.50g/m³～0.90g/m³范围内。进一步可选地，水处理膜支撑层的密度在0.51g/m³～0.89g/m³范围内。示例性地，水处理膜支撑层的密度为0.52g/m³、0.60g/m³、0.70g/m³或者0.80g/m³。

本申请的无纺布层，设置其密度为0.50～0.90g/m³。当密度小于0.50g/m³时，涂布液在无纺布表面的渗透过多，渗透到背面。当密度大于0.90g/m³时，无纺布可能堵孔严重，不能保证足够的孔隙率，影响水处理过程中的分离效率与分离效果。

进一步地，水处理膜支撑层的厚度在40μm～120μm范围内。进一步可选地，水处理膜支撑层的厚度在50μm～110μm范围内。示例性地，水处理膜支撑层的厚度为60μm、70μm、80μm、90μm、95μm或者100μm。

本申请的无纺布层，设置其厚度为40～120μm，因此若厚度小于40μm，水处理膜将难以保持足够的抗拉强度，尤其是横向强度，水处理膜将无法承受高的液压，甚至会发生破裂。此外，无纺布厚度过低时，纤维层数少，无纺布产生大孔洞的可能性大大增加，不利于获得期望的孔径及其分布，涂布液容易通过通孔从上层渗透到下层，从而增加了涂布层产生针孔等缺陷的可能性。相反，若厚度大于120μm，对于一定尺寸的水处理膜组件，无纺布厚度越大意味着所组装的水处理膜的有效面积越小，导致水处理膜组件过滤效率的降低；同时涂布层的相分离过程中水、空气和铸膜液中溶剂的交换速率收到一定程度的阻碍，相分离速率不均匀，将影响涂布层固化成膜的均匀性。

进一步地，在本申请一些实施方式中，上述的有机主干纤维包括：有机主干纤维包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、ES纤维、聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚四氟乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚偏氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚醚醚酮纤维、聚丙烯腈纤维、聚碳酸酯纤维或者芳纶纤维中的一种或多种。

在本申请其他可选的实施方式中，上述的有机主干纤维还可以选择聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯纤维以外的其他聚酯纤维。

在本申请其他可选的实施方式中，上述的有机主干纤维还可以选择聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或者ES纤维以外的其他聚烯烃纤维。

进一步地，在本申请一些实施方式中，上述的无机主干纤维包括：硅酸铝纤维、莫来石纤维、镁橄榄石纤维、氧化铝纤维、石英纤维、氧化锆纤维、SiO₂-CaO-MgO系纤维、Al₂O₃-CaO系纤维、Al₂O₃-SiO₂-ZrO₂系纤维、硼化物纤维、碳化物纤维、氮化物纤维或者玻璃纤维中的一种或多种。

在本申请其他可选的实施方式中，上述的无机主干纤维还可以选择硼化锆纤维或者其他硼化物纤维；碳化硅纤维或者其他碳化物纤维；氮化硅纤维或者氮化硼纤维或者其他氮化物纤维。

在本申请其他可选的实施方式中，上述的玻璃纤维包括纯镁铝硅三元玻璃纤维、镁铝硅系玻璃纤维或者硅铝钙镁系玻璃纤维中的至少一种。

进一步地，在本申请一些实施方式中，上述的粘结纤维包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯未拉伸纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯未拉伸纤维、聚烯烃纤维或者皮芯结构复合纤维中的一种或多种。

在本申请其他可选的实施方式中，上述的聚烯烃纤维包括聚乙烯纤维、聚丙烯纤维或者聚氯乙烯纤维。

在本申请其他可选的实施方式中，上述作皮层材料的皮芯结构复合纤维包括聚烯烃皮芯结构复合纤维、共聚聚酯皮芯结构复合纤维或者共聚酰胺皮芯结构复合纤维。

需要说明的是，本申请的无纺布层，制备方法无特别限制，可采用公知的无纺布层制备方法，再将已成型的纤维原纸进行热压延处理，热压机采用钢辊/钢辊组合，处理温度范围为110～300℃，即可制得。

进一步地，在本申请一些实施方式中，上述的水处理膜支撑层的涂布层可以选择聚砜涂层。

进一步可选地，上述的聚砜涂层由7.5wt％聚砜和92.5wt％N-甲基吡咯烷酮涂布液涂布后烘干得到。

在本申请其他可选的实施方式中，上述的水处理膜支撑层的涂布层也可以选择本领域其他常见的可适用于水处理膜的涂布层。

本申请的一些实施方式提供一种水处理膜，包括前述任一实施方式提供的水处理膜支撑层。

在本申请一些实施方式中，该水处理膜还包括多孔支撑层和脱盐层，多孔支撑层形成在水处理膜支撑层的至少一个表面，脱盐层设置在多孔支撑层的至少一个表面。

以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述：

实施例1

提供一种水处理膜支撑层，按照以下步骤制备：

步骤S1、制备无纺布层。

以有机主干纤维、无机主干纤维以及粘结纤维为原料，采用斜网纸机抄制纤维原纸，再将纤维原纸进行热压延处理，处理温度为180±5℃；热压延机采用钢辊/软辊组合。有机主干纤维、无机主干纤维以及粘结纤维的具体含量、性能以及纤维层面密度如表1所示。

步骤S2、制备涂布液。

蒋7.5wt％聚砜和92.5wt％N-甲基吡咯烷酮混合制得涂布液。

步骤S3、制备水处理膜支撑层。

在步骤S1制得的无纺布层的两个表面涂布步骤S2得到的涂布液。将步骤S1制得的无纺布层裁剪成A4纸大小的样品，并在其上层外表面涂布步骤S2得到的涂布液，涂布后浸入水中进行相分离，10min之后取出在室温条件下干燥，最终得到铸膜后的复合无纺布样品1。

实施例2～3

提供一种水处理膜支撑层，与实施例1制备步骤相同，仅纤维原料不同，具体见表1。

对比例1～4

提供一种水处理膜支撑层，与实施例1制备步骤相同，仅纤维原料不同，具体见表1。

表1

实验例

(1)对实施例1～对比例4步骤S1制得的无纺布层的性能进行检测。

其中，无纺布层的“面密度”，依据GB/T 451.2-2002方法来测定。无纺布层的“密度”由无纺布的“面密度”与无纺布层的“厚度”相除得到，无纺布层的“厚度”，依据GB/T451.3-2002方法来测定。无纺布层的“孔径”，依据GB/T 32361-2015方法来测定。无纺布层的“拉伸强度”和“断裂时伸长率”，依据GB/T 12914-2008方法来测定。无纺布层的“挺度”，根据GB/T 22364-2008方法来测定。

(2)对实施例1～对比例4步骤S3制得的水处理膜支撑层的性能进行检测。

其中，针孔数，依据所述方法进行测试；测定时，待测样品平铺置于灯箱上表面，通过人眼观察情况，以每平方米无纺布中的可见针孔个数作为测试结果。

涂布液渗透至背面，依据所述方法进行测试；测定时，通过人眼观察情况，以每平方米无纺布中，无纺布背面表面有涂布液的面积所占百分比作为检测结果，评价标准：○-没有涂布液渗透至背面，合格的水平；×-出现涂布液渗透至背面，不合格的水平。

纵向拉伸强度，依据GB/T 12914-2008方法进行测试；横向拉伸强度，依据GB/T12914-2008方法进行测试。

受液压变形情况根据膜片的水通量变化率与脱盐率变化率进行定性评价，评价标准：◎-水通量变化率与脱盐率变化率<5％，基本不发生变形，良好的水平；○-水通量变化率与脱盐率变化率为5～20％，轻微变形，中等水平；△-水通量变化率与脱盐率变化率>20％，变形严重，较差的水平；×-膜片发生破裂，不可使用的水平。膜片的水通量变化率与脱盐率变化率根据GB/T 32373-2015进行测试。

测试结果示出于表2。

表2

结合表2的实验结果可以看出，本申请实施例1～3提供的水处理膜支撑层具有良好的性能，能够保证水处理膜支撑层的渗透效果。进一步地，本申请实施例1～3水处理膜支撑层通过设置无纺布层的纵向挺度在0.512mN·m～5.50mN·m；纵向拉伸强度在162.1N/15mm～194.3N/15mm范围内；无纺布层的横向挺度在0.394mN·m～3.06mN·m，横向拉伸强度在66.5N/15mm～91.1N/15mm范围内；保证了水处理膜支撑层的机械强度和挺度，从而能够对高压反渗透膜片提供足够的机械强度与挺度，进而可使高压原料液和低压渗透液严格分开，提高水处理效果。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水处理膜支撑层，其特征在于，包括：

无纺布层；

所述无纺布层的平均孔径不大于10μm，且所述无纺布层的最大孔径与平均孔径的比值不小于1且不大于15；所述无纺布层的纵向挺度在0.50mN·m～6.0mN·m；所述无纺布层的纵向拉伸强度在30N/15mm～210N/15mm范围内；所述无纺布层的横向挺度在0.35mN·m～5.0mN·m；所述无纺布层的横向拉伸强度在20N/15mm～180N/15mm范围内。

2.根据权利要求1所述的水处理膜支撑层，其特征在于，

所述无纺布层由有机主干纤维、无机主干纤维以及粘结纤维组成；以质量百分比计，所述有机主干纤维的占比为35％～80％，所述无机主干纤维的占比不高于25％，所述粘结纤维的占比为20％～40％。

3.根据权利要求2所述的水处理膜支撑层，其特征在于，

所述有机主干纤维的纤维直径在5μm-15μm范围内；所述无机主干纤维的纤维直径7μm-20μm范围内；所述粘结纤维的纤维直径8μm-20μm范围内。

4.根据权利要求2所述的水处理膜支撑层，其特征在于，

所述粘结纤维的熔点或软化点为100℃～220℃；所述有机主干纤维的熔点或软化点比所述粘结纤维的熔点或软化点高出不少于20℃。

5.根据权利要求2所述的水处理膜支撑层，其特征在于，

所述有机主干纤维、所述无机主干纤维以及所述粘结纤维的纤维长度均在1mm～6mm范围内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的水处理膜支撑层，其特征在于，

所述水处理膜支撑层的密度在0.50g/m³～0.90g/m³范围内；

可选地，所述水处理膜支撑层的厚度在40μm～120μm范围内。

7.根据权利要求2所述的水处理膜支撑层，其特征在于，

所述有机主干纤维包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、ES纤维、聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚四氟乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚偏氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚醚醚酮纤维、聚丙烯腈纤维、聚碳酸酯纤维或者芳纶纤维中的一种或多种。

8.根据权利要求2所述的水处理膜支撑层，其特征在于，

所述无机主干纤维包括：硅酸铝纤维、莫来石纤维、镁橄榄石纤维、氧化铝纤维、石英纤维、氧化锆纤维、SiO₂-CaO-MgO系纤维、Al₂O₃-CaO系纤维、Al₂O₃-SiO₂-ZrO₂系纤维、硼化物纤维、碳化物纤维、氮化物纤维或者玻璃纤维中的一种或多种。

9.根据权利要求2所述的水处理膜支撑层，其特征在于，

所述粘结纤维包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯未拉伸纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯未拉伸纤维、聚烯烃纤维或者皮芯结构复合纤维中的一种或多种。

10.一种水处理膜，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的水处理膜支撑层。