[发明专利]耐强酸强碱有机管式膜及其制备方法和所用铸膜液

说明书

技术领域

本发明属于高分子分离膜技术领域，特别涉及一种耐强酸强碱有机管式膜及其制备方法和所用铸膜液。

背景技术

膜分离技术是以活性分离层为选择障碍层，以膜两侧的压力差为传质动力，利用各组分透过膜的孔径不同，允许混合物中某些组分透过而保留其它组分，从而达到分离目的的技术。膜分离技术具有无相变、能耗低、效率高、适用范围广、操作稳定、不产生二次污染等优点，因此，目前膜分离技术在海水淡化、食品饮料、石油化工、生物医药、环保等各个领域得到广泛应用。

根据膜材料的不同，可以将管式膜产品分为无机管式膜和有机管式膜。目前有机管式膜在管式膜产品市场占有率已超过90％，但在一些特殊行业如强酸强碱领域，由于有机管式膜自身材质的缺陷限制了其应用。无机膜有一些有机膜无法比拟的优点：化学稳定性好，能耐强酸、强碱、有机溶剂、高温等苛刻条件，但无机膜（陶瓷膜、不锈钢膜）材料脆性大，弹性小，制作工艺复杂，产品生产造价高，组件使用能耗高，这些因素很大程度上制约着无机膜的应用范围。多年来国内众多研究机构致力于耐强酸碱膜有机管式膜的研究工作，但一直没有成功。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、可适用于强酸强碱料液体系的有机管式膜及其制备方法和所用铸膜液。。

本发明的技术方案如下：

一种用于制备耐强酸强碱有机管式膜的铸膜液，由下列组分按质量百分比配制而成：

基材  5-30%；

致孔剂 1-20%；

添加剂 1-10%；

余量为溶剂。

作为改进，所述基材选自聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚苯砜、磺化聚醚砜中的一种。

作为改进，所述致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、丙酮、乙醇、氯化锂、氯化锌中的一种或两种以上任意比例的混合物。

作为改进，所述聚乙二醇的相对分子量为200-20000。

作为改进，所述添加剂为二氧化硅、碳酸钙、二氧化钛、三氧化二铝、四氧化三铁中的一种或两种以上任意比例的混合物，添加剂的平均粒径为0.01-5μm。

作为改进，所述溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种。

一种耐强酸强碱有机管式膜，采用上述的铸膜液制备而成。

采用上述的铸膜液制备耐强酸强碱有机管式膜的方法，包括如下步骤：

1）配制铸膜液：将基材、致孔剂、添加剂与溶剂混合，搅拌加热至30-80℃后以100-1000r/min的搅拌速度保温搅拌10-48小时后得到铸膜液；

2）将铸膜液在真空条件下静置脱泡10-48小时后与无纺布一起置于一体式管式刮膜机上卷管涂膜，得到初步形成的管式膜；

3）将初步形成的管式膜浸入凝固浴中，转相形成膜成品。

作为改进，步骤3）中的凝固浴选自去离子水、蒸馏水、纯化水、醇溶液中的一种，凝固浴温度为5-50℃，浸泡时间为5-10天。

作为改进，所述醇溶液中的醇选自乙醇、丙醇、正丁醇中的一种，醇溶液的质量浓度为10-80%。

采用本发明的有机管式膜铸膜液制备而成的管式膜，适用pH为0-14的料液，可长时间应用于强酸强碱体系中。

具体实施方式

以下结合实施例具体说明本发明。

实施例1

将质量百分比配方组成为5%聚醚砜，5%聚乙烯吡咯烷酮，1%二氧化硅（平均粒径为0.01μm）和89%N-甲基吡咯烷酮混合， 搅拌加热至60℃后以200r/min的搅拌速度保温搅拌12小时后得到铸膜液；将铸膜液在真空条件下静置脱泡24小时后与材质为聚对苯二甲酸乙二酯的无纺布一起置于一体式管式刮膜机上卷管涂膜，得到初步形成的管式膜；将初步形成的管式膜放在温度为25℃的去离子水凝固浴中浸泡5天，转相形成膜成品。

实施例2

将质量百分比配方组成为10%聚偏氟乙烯，10%聚乙二醇（相对分子量为200），5%碳酸钙（平均粒径为0.05μm）和75% N,N-二甲基甲酰胺混合， 搅拌加热至30℃后以500r/min的搅拌速度保温搅拌20小时后得到铸膜液；将铸膜液在真空条件下静置脱泡12小时后与材质为聚丙烯的无纺布一起置于一体式管式刮膜机上卷管涂膜，得到初步形成的管式膜；将初步形成的管式膜放在温度为10℃的蒸馏水凝固浴中浸泡9天，转相形成膜成品。

实施例3