[发明专利]一种保持膜孔结构的热交联膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种保持膜孔结构的热交联膜的制备方法，属于膜分离技术和新材料领域。种保持膜孔结构的热交联膜的制备方法，将具有不对称结构的聚合物多孔膜于金属醇盐溶胶中进行浸渍交联，将经过浸渍交联的多孔膜干燥后进行热交联，得到保持膜孔结构的热交联膜，其中，所述多孔膜为具有不对称膜结构的微滤膜、超滤膜、纳滤膜或气体分离膜中的一种。本发明工艺简单，重复性好，效果明显，实用性强；通过本发明提供的方法，能够有效抑制不对称膜在热交联过程中的孔结构塌缩，使热交联膜保持海绵状孔和指状孔结构，表现出较高的渗透分离性能。

技术领域

本发明涉及一种保持膜孔结构的热交联膜的制备方法，属于膜分离技术和新材料领域。

背景技术

目前，工业分离领域对膜分离技术的应用和需求与日俱增，如何在高压、高温、强有机溶剂的实际工业分离体系保持膜材料的高渗透性能和稳定性具有重要的研究意义。在诸多膜材料中，不对称聚合物膜具有孔结构发达、制备简单、成本低、柔韧性好、不易压实等优点，在超滤、微滤、纳滤、气体分离等膜分离领域中应用最为广泛。由于大部分聚合物膜材料的热稳定性和耐溶剂性较低，将聚合物膜在一定条件下进行热处理，即可制备出耐高温、耐溶剂性良好的热交联膜。然而，聚合物膜材料在热交联过程中极易发生孔结构塌缩，甚至形成致密化，使膜的渗透性严重降低。

发明内容

为抑制聚合物膜材料在热交联过程中的孔结构塌缩，本发明提供了一种保持热交联膜孔结构的方法，具体提供一种保持膜孔结构的热交联膜的制备方法。

一种保持膜孔结构的热交联膜的制备方法，将具有不对称结构的聚合物多孔膜于金属醇盐溶胶中进行浸渍交联，将经过浸渍交联的多孔膜干燥后进行热交联，得到保持膜孔结构的热交联膜，

其中，所述多孔膜为具有不对称膜结构的微滤膜、超滤膜、纳滤膜或气体分离膜中的一种。

本发明所述具有不对称膜结构的聚合物膜可简称为不对称聚合物膜，所述不对称聚合物膜可为聚丙烯腈膜、聚酰亚胺膜、聚偏氟乙烯膜、聚砜膜、聚醚砜膜、聚酰胺膜等。

上述不对称聚合物膜可由现有技术公开的相转化制膜方法制得，如公开号为CN1103604A、CN1068974A、CN1254308A的中国专利中所记载的方法制得。

进一步地，所述具有不对称结构的聚合物多孔膜为干态或湿态下的聚合物多孔膜。

本发明所述保持膜孔结构的热交联膜的制备方法，优选所述金属醇盐溶胶通过将金属醇盐、有机溶剂以及去离子水混合，加入酸调节剂调节pH，搅拌均匀后获得，

所述金属醇盐溶胶中金属醇盐的质量分数为0.5～90％，去离子水的质量分数为0～70％(包括0)，余量为有机溶剂，

其中，所述金属醇盐为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、正硅酸异丙酯、钛酸四乙酯、钛酸正丁酯、钛酸异丁酯、钛酸异丙酯中的一种或它们的混合物；所述有机溶剂为无水乙醇、甲醇、异丙醇或正己烷中的一种或它们的混合物；所述酸调节剂为酸的水溶液，浓度为0.5％～40％，酸的种类为盐酸、硝酸或者硫酸的一种。

进一步地，所述金属醇盐溶胶中金属醇盐的质量分数为15～80％，去离子水的质量分数为10～60％，余量有机溶剂。

上述技术方案，优选所述金属醇盐溶胶通过将金属醇盐、有机溶剂以及去离子水混合，加入酸调节剂调节pH为1～6，搅拌均匀后获得，搅拌转速为100～600rmp，搅拌时间为0.5～4h。

进一步地，优选所述金属醇盐溶胶通过将金属醇盐、有机溶剂以及去离子水混合，加入酸调节剂调节pH为2～5，搅拌均匀后获得，搅拌转速为200～500rmp，搅拌时间为1～3h。