一種平板分離膜及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種平板分離膜及其制備方法。所述的平板分離膜包括高分子材料和無紡布，其特征在于，高分子材料在無紡布的一面形成高分子膜，所述高分子材料滲入無紡布，并且部分透過無紡布，在無紡布的另一面形成間隔分布的凸起，所述高分子膜、滲入無紡布的高分子材料與凸起為一整體。本發(fā)明專利技術(shù)提供的平板分離膜的過濾能力、反向耐壓能力、污染后的通量恢復(fù)能力均得到提高，能夠?qū)崿F(xiàn)平板分離膜的反向清洗。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于膜分離
，涉及一種平板分離膜及其制備方法。
技術(shù)介紹
膜分離技術(shù)是一種高效的固液分離技術(shù)，由于其設(shè)備簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、低能耗、分離效率高等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于工業(yè)水處理領(lǐng)域。隨著膜材料性能的不斷改進(jìn)、處理工藝的不斷優(yōu)化，膜分離技術(shù)在水處理方面將發(fā)揮出更有意義的作用。分離膜是膜分離過程中的核心部件，主要包括平板分離膜、管狀分離膜、空心纖維分離膜等幾種類型。分離膜的性能是膜分離技術(shù)中的關(guān)鍵問題,是由膜材料和制模技術(shù)共同決定的。平板分離膜在工業(yè)污水處理中起著重要的作用。制備平板分離膜一般采用相轉(zhuǎn)化制膜工藝，將鑄膜液刮涂在無紡布的一個(gè)表面，隨后進(jìn)入凝固浴中發(fā)生相轉(zhuǎn)化反應(yīng)，完成相轉(zhuǎn)化后取出，分離膜制備完成。相比中空纖維膜，平板膜的反向耐壓能力低，不能進(jìn)行反向清洗，導(dǎo)致污染后的膜片通量恢復(fù)能力較差，這在一定程度上限制了平板分離膜的應(yīng)用。采用相轉(zhuǎn)化制模工藝制備平板分離膜的過程中，將鑄膜液刮涂在無紡布的一個(gè)表面后，需要控制涂膜后進(jìn)入凝固浴前的時(shí)間。時(shí)間過長，由于鑄膜液會滲透過無紡布，在無紡布的另一個(gè)表面，即背面，也會形成一層鑄膜液涂層，這樣涂有鑄膜液的無紡布進(jìn)入凝固浴后，無紡布的表面和背面同時(shí)與凝固浴接觸，就形成了雙皮層膜片。無紡布背面形成的皮層對分離過程產(chǎn)生過濾阻力，不利于分離過程。因此，這種雙皮層過濾膜的過濾能力較差。時(shí)間過短，鑄膜液滲入無紡布的厚度較小，這樣形成的過濾膜的反向耐壓能力較差，反向清洗時(shí)，高分子層容易脫落，因而不能進(jìn)行反向清洗，通量恢復(fù)能力較差。如何進(jìn)一步改善平板分離膜的性能，例如提升平板分離膜的過濾能力，改善平板分離膜的反向耐壓能力，實(shí)現(xiàn)平板分離膜的反向清洗，提高平板分離膜的通量恢復(fù)能力，這一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員努力解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了解決上述問題，提升平板分離膜的過濾能力，改善平板分離膜的反向耐壓能力，實(shí)現(xiàn)平板分離膜的反向清洗，提高平板分離膜的通量恢復(fù)能力。專利技術(shù)人通過調(diào)整刮涂工藝，使得鑄膜液部分滲透過無紡布，解決了上述過濾阻力的問題。這樣得到的平板分離膜的過濾阻力較低，過濾能力得到提高，同時(shí)，反向耐壓能力也得到改善，使得平板分離膜能夠進(jìn)行反向清洗，通量恢復(fù)的能力得到提高。本專利技術(shù)提供一種平板分離膜，包括高分子材料和無紡布，其特征在于，高分子材料在無紡布的一面形成高分子膜，所述高分子材料滲入無紡布，并且部分透過無紡布，在無紡布的另一面形成間隔分布的凸起，所述高分子膜、滲入無紡布的高分子材料與凸起為一整體。本專利技術(shù)還提供一種平板分離膜的制備方法，包括以下操作：將鑄膜液涂在無紡布的一個(gè)表面，所述無紡布的另一面貼有可剝離的薄膜，所述薄膜上間隔地分布著鏤空區(qū)域，或者所述薄膜與無紡布接觸的一面刻間隔地分布著凹陷區(qū)域；控制涂膜后無紡布進(jìn)入凝固浴前的時(shí)間，使鑄膜液透過無紡布滲透到薄膜，并進(jìn)入薄膜的鏤空或凹陷的區(qū)域；將涂有鑄膜液的無紡布放入凝固浴中，發(fā)生相轉(zhuǎn)化反應(yīng)，完成相轉(zhuǎn)化后，干燥，任選地，完成相轉(zhuǎn)化后，干燥前對膜進(jìn)行清洗；任選地，在干燥前將薄膜與無紡布剝離。本專利技術(shù)提供的平板分離膜可以由上述平板分離膜的制備方法制備得到。所述平板分離膜的制備方法中，薄膜的鏤空或凹陷的區(qū)域與平板分離膜背面形成的凸起相對應(yīng)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本文所述鑄膜液為高分子溶液，其中包括高分子物質(zhì)、溶劑、添加劑。所述鑄膜液中，各組分的優(yōu)選的含量為：高分子物質(zhì)5-30wt％，例如9wt％、10wt％、13wt％、18wt％、21wt％、25wy％、28wt％，溶劑45-95wt％，例如50wy％、60wt％、65wt％、69wt％、73wt％、76wt％、85wt％，添加劑0-25wt％，例如6wt％、7wt％、14wt％、10wy％、20wt％、22wt％。所述鑄膜液中，各組分的更優(yōu)選的含量為：高分子物質(zhì)10-25wt％，溶劑65-90wt％，添加劑0-15wt％。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本文所述高分子物質(zhì)選自聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、纖維素酯、醋酸纖維素等。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本文所述溶劑選自丙酮、甲酰胺、二氧六環(huán)、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺,N,N-二甲基乙酰胺等。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本文所述添加劑選自氯化鋰、高氯酸鎂、氯化鈣、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本文所述的鑄膜液包含下列組分：25-30wt％(優(yōu)選28wt％)聚醚砜、60-70wt％(優(yōu)選65wt％)甲酰胺和5-10wt％(優(yōu)選7wt％)聚乙二醇600。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本文所述的鑄膜液包含下列組分：15-25wt％(優(yōu)選21wt％)聚丙烯腈、55-65wt％(優(yōu)選59wt％)甲酰胺和15-25wt％(優(yōu)選20wt％)聚乙烯吡咯烷酮。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本文所述的鑄膜液包含下列組分：15-25wt％(優(yōu)選18wt％)醋酸纖維素、30-40wt％(優(yōu)選36wt％)二氧六環(huán)、35-45wt％(優(yōu)選40wt％)甲酰胺和5-10wt％(優(yōu)選6wt％)氯化鋰。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本文所述的鑄膜液包含下列組分：10-15wt％(優(yōu)選13wt％)聚偏氟乙烯、70-75wt％(優(yōu)選73wt％)甲酰胺和10-20wt％(優(yōu)選14wt％)聚乙二醇20000。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本文所述的鑄膜液包含下列組分：5-15wt％(優(yōu)選9wt％)聚氯乙烯、65-75wt％(優(yōu)選69wt％)甲酰胺和20-25wt％(優(yōu)選22wt％)聚乙二醇10000。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本文所述的鑄膜液包含下列組分：28wt％聚醚砜、65wt％甲酰胺和7wt％聚乙二醇600。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本文所述的鑄膜液包含下列組分：21wt％聚丙烯腈、59wt％甲酰胺和20wt％聚乙烯吡咯烷酮。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本文所述的鑄膜液包含下列組分：18wt％醋酸纖維素、36wt％二氧六環(huán)和40wt％甲酰胺和6wt％氯化鋰。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本文所述的鑄膜液包含下列組分：13wt％聚偏氟乙烯、73wt％甲酰胺和14wt％聚乙二醇20000。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本文所述的鑄膜液包含下列組分：9wt％聚氯乙烯、69wt％甲酰胺和22wt％聚乙二醇10000。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述的鑄膜液的制備方法包括：在恒溫50～100℃下(例如70℃)，將各組分混合，攪拌2～8小時(shí)(例如5小時(shí))，常溫靜置(例如在常溫25℃下放置72小時(shí))脫除其中的氣泡。本文所述的凝固浴是使鑄膜液固化成膜的浴液。優(yōu)選地，本文所述的凝固浴為水浴，溫度可根據(jù)制膜的需要而調(diào)整，一般在1～70℃之間，優(yōu)選為10～35℃(例如10℃、20℃、25℃、30℃、35℃)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述平板分離膜的制備方法，其中鑄膜液在無紡布上的涂覆厚度為0.05～0.3mm，例如0.1～0.2mm，再例如0.1mm、0.12mm、0.15mm、0.16mm、0.18mm、0.26mm。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述平板分離膜的制備方法，其中涂膜后無紡布進(jìn)入凝固浴前的時(shí)間為3～15秒，例如3秒、5秒、8秒、9秒、15秒。本專利技術(shù)所述的平板分離膜的制備方法制備的平板分離膜，包括高分子材料和無紡布，其特征在于，高分子材料在無紡布的一面形成本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種平板分離膜，包括高分子材料和無紡布，其特征在于，高分子材料在無紡布的一面形成高分子膜，所述高分子材料滲入無紡布，并且部分透過無紡布，在無紡布的另一面形成間隔分布的凸起，所述高分子膜、滲入無紡布的高分子材料與凸起為一整體。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種平板分離膜，包括高分子材料和無紡布，其特征在于，高分子材料在無紡布的一面形成高分子膜，所述高分子材料滲入無紡布，并且部分透過無紡布，在無紡布的另一面形成間隔分布的凸起，所述高分子膜、滲入無紡布的高分子材料與凸起為一整體。2.權(quán)利要求1的平板分離膜，所述的高分子材料包含下列組分的反應(yīng)產(chǎn)物：高分子物質(zhì)5-30wt％，溶劑45-95wt％，添加劑0-25wt％。3.權(quán)利要求1或2的平板分離膜，其特征在于，所述的高分子膜的厚度為0.03～0.1mm，例如0.04mm、0.05mm、0.08mm。4.權(quán)利要求1或2的平板分離膜，其特征在于，所述的無紡布的厚度為0.05～0.15mm，例如0.054mm、0.07mm、0.08mm、0.12mm、0.15mm。5.權(quán)利要求1或2的平板分離膜，其特征在于，所述的凸起的高度為0.01～0.03mm，例如0.015mm、0.02mm。6.權(quán)利要求1或2的平板分離膜，其特征在于，所述的無紡布為聚丙烯與聚乙烯聚合物無紡布或聚酯無紡布。7.一種平板分離膜的制備方法，包括以下操作：將鑄膜液涂在無紡布的一個(gè)表面，所述無紡布的另一面貼有可剝離的薄膜，所述薄膜上間隔地分布著鏤空區(qū)域，或者所述薄膜與無紡布接觸的一面刻間隔地分布著凹陷區(qū)域；控制涂膜后無紡布進(jìn)入凝固浴前的時(shí)間，使鑄膜液透過無紡布滲透到薄膜，并進(jìn)入薄膜的鏤空或凹陷的區(qū)域；將涂有鑄膜液的無紡布放入凝固浴中，發(fā)生相轉(zhuǎn)化反應(yīng)，完成相轉(zhuǎn)化后，干燥，任選地，完成相轉(zhuǎn)化后，干燥前對膜進(jìn)行清洗；任選地，在干燥前將薄膜與無紡布剝離。8.權(quán)利要求7的制備方法，其特征在于，所述鑄膜液中包括高分子材料、溶劑、添加劑，優(yōu)選地，所述鑄膜液中各組分的含量為：高分子物質(zhì)5-30wt％，溶劑45-95wt％，添加劑0-25wt％；更優(yōu)選地，所述鑄膜液中各組分的含量為：高分子物質(zhì)10-25wt％，溶劑65-90wt％，添加劑0-15wt％；優(yōu)選地，所述高分子物質(zhì)選自聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、纖維素酯、醋酸纖維素；優(yōu)選地，所述溶劑選自丙酮、甲酰胺、二氧六環(huán)、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺,N,N-二甲基乙酰胺；優(yōu)選地，所述添加劑選自氯化鋰、高氯酸鎂、氯化鈣、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮。9.權(quán)利要求7的制備方法，其特征在...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李寧，何福海，楊楠，魏齊，程志軍，
申請(專利權(quán))人：中科瑞陽膜技術(shù)北京有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11