[发明专利]一种高强度复合管式膜的制备方法

说明书

本发明公开一种高强度复合管式膜及其制备方法，所述管式膜外径为8‑30mm，内径为4‑22mm，有机膜层厚度为0.5‑5mm，过滤孔径为0.01‑0.2μm，内压纯水通量为300‑2000L/(m²·h)，其制备方法包括如下步骤：(a)向管式膜模具外模具层中加入大粒径高分子树脂；(b)将小粒径高分子树脂、制孔剂和稀释剂的混合物料搅拌混合均匀后加入管式膜模具内模具层中；(c)取出管式膜模具外模具层与内模具层中间的隔开层；(d)将所述管式膜模具放入电炉中于60‑180℃下加热2‑10h，室温下自然冷却脱模，浸入水浴漂洗1‑3h后晾干制得高强度复合管式膜；该复合管式膜通量大，过滤精度高，支撑层与过滤层的粘结力好，可用于溶液中大分子物质、胶体、微粒、细菌、病毒等物质的过滤分离及提纯。

技术领域

本发明属于膜制备技术领域，具体涉及一种高强度复合管式膜的制备方法。

背景技术

由于膜分离技术具有能耗低、分离效率高、过程简单、不污染环境、经济性好、无相变、可在常温下连续操作等优点，根据膜的几何形状，可将膜分为平板式、管式、毛细管式和中空纤维式，管式膜具有以下优点：单位体积过滤面积大，制造费用低；流道宽，料液在管内湍流流动，对料液的预处理精度要求低；易于清洗，除可用化学试剂清洗外，还可用机械方法进行清洗；膜组件的压力损失小，因此其流道长，过滤效率相对可以提高；因此广泛用于食品饮料、化工、微电子、造纸、医药等行业的水处理领域。

复合管式膜是一种新型的分离膜，根据实际应用需要在多孔管式支撑基材上涂覆不同材质的表面有机膜层，多孔材料起支撑作用，其分离效果主要由表面有机膜层决定。美国专利US6077376公开了将条状无纺布缠绕再通过超声波焊接并在内壁涂敷的连续内压复合管式膜的制备方法，上述方法存在下列缺陷：涂覆材料简单涂覆于支撑层表面，涂覆层厚度的均一性很难控制，且涂覆层和支撑层的粘结力较差，使用过程中两者容易剥离，严重影响过滤效果；无纺布缠绕支撑管增强了管式膜内压使用的抗破损能力，但是无纺布缠绕支撑管自身没有刚性，反洗抗压能力没有得到改善，反洗压力升高时管式膜容易被压扁或者破损。中国专利102343218B公开了一种耐高压管式支撑覆合膜的制备方法，在烧结基材上涂覆过滤层，也存在涂覆层和支撑层的粘结力较差并且涂覆层不均一的问题。公开号为CN102008899 B的中国发明专利介绍了一种固液分离管式微滤膜的制备方法：70-95份聚偏氟乙烯或聚乙烯粉末经筛分与固化剂和表面活性剂混合，粉料装入模具，在150-180℃、10-15MPa下烧结30-60min，使混合粉成型固化，经冷却脱模后得到管式膜骨架；50-80份聚偏氟乙烯和0.1-15份聚四氟乙烯粉经筛分后溶于溶剂，再加入1-5份添加剂和0.01-15份交联剂，搅拌4-8h，融合成液状但不分层的聚偏氟乙烯液；采用压力注浆成型法，将聚偏氟乙烯液注入至聚偏氟乙烯或聚乙烯骨架，在温度160-200℃、压力10-16MPa下保持24-36h，再经冷却成型后最终得到孔径为0.05μm、0.1μm、0.5μm的固液分离管式微滤膜。该制备方法复杂，烧结完成后再进行浇注，耗时长，且过滤层与支撑层的粘结力有待提高，反洗过程中可能会出现膜过滤层脱落现象。

目前，使用较多的制膜方法主要有烧结法、热法(TIPS)和湿法(NIPS)，烧结法制备的膜强度好，孔隙率高，但过滤精度差，膜平均孔径在10-100μm；NIPS法可以制备不对称结构的膜，过滤精度高，但膜的强度差，使用中容易出现破损；TIPS法可以制备具有致密皮层结构的膜，但支撑层孔隙率低下，孔道贯通较差，通量较低，膜被污染后清洗困难；用不同方法结合制膜一直是近年来制膜工作者研究的新方向。

发明内容

本发明针对以上复合管式膜制膜方法的不足，提供了一种利用烧结法和TIPS法相结合制备高强度高粘结力复合管式膜的方法。

本发明的技术方案如下：

一种高强度复合管式膜的制备方法，所述复合管式膜外径为8-30mm，内径为4-22mm，有机膜层厚度为0.5-5mm，过滤孔径为0.01-0.2μm，内压纯水通量为300-2000L/(m²·h)；