[发明专利]一种纳滤膜的制造方法及装置

说明书

本发明属于纳滤膜技术领域。更具体的，本发明涉及一种制造方法及装置。本发明提供了一种规模化制备纳滤膜基膜的设备和方法，可以提高基膜的均匀性和在规模化制备过程中的连续运行的稳定性，连续制备具有稳定结构的高通量纳滤膜基膜，为复合纳滤膜制备提供均匀的反应载体。

技术领域

本发明属于纳滤膜技术领域。更具体的，本发明涉及一种制造方法及装置。

背景技术

膜技术由于具有效率高、能耗低和选择性高等特点，已经成为解决水资源短缺及污染的关键性技术，且已经在全球范围内得到广泛的应用。纳滤是介于超滤和反渗透之间的新型膜分离技术，截留分子量在100-2000道尔顿范围内。纳滤孔径在0.5-2nm范围内，兼具孔径排斥和电荷作用的综合特点，在分离有机小分子和多价盐的分离应用领域中有极大的前景。

纳滤复合膜由两部分结构组成：一部分为起支撑作用的多孔基膜层；另一部分为起分离作用的较薄的致密选择层，是在微孔基膜层上通过界面聚合的方法制得。如何提高纳滤膜的综合分离性能，使其分离效率达到最佳是目前研究的热点。而起分离作用的选择层是在多孔基膜的表面进行聚合反应的，基膜的结构和性能直接影响界面聚合的反应，进而影响到整个复合纳滤膜的分离性能。传统的基膜制备工艺是使用刮刀在基膜上刮涂后进入凝固浴进行相转化制备，刮刀刮涂工艺由于物料无法精确计量，且易受环境影响等缺点无法大面积规模化制备均匀的纳滤膜基膜层。现有的纳滤膜技术中，由于基膜原因导致其分离性能不佳。

另外，现有的通过界面聚合法生产聚酰胺平板纳滤膜的生产过程中，由于有机相属于过量涂覆，那么决定界面聚合反应程度的就是基膜层中水相多元胺水溶液的含量：如果基膜层中的多元胺水溶液含量过少，就没有足够多的多元胺水溶液单体均匀的扩散到基膜结构的孔隙中，在界面聚合反应时就会有局部位置因为没有多元胺水溶液单体而未发生反应产生缺陷，致使纳滤膜的选择分离层不完整；如果基膜层的多元胺水溶液含量过多，在有机相进行涂覆时，基膜表面还有大量的多余的多元胺水溶液水相单体，那么界面聚合反应将会和在基膜表面的多元胺水溶液单体发生反应，这样形成的界面选择层浮在基膜层表面极容易受环境影响而脱落，也会使得界面聚合反应失败。因此如何控制基膜层中水相单体的扩散是界面聚合反应生产过程中非常重要的环节，也是影响产品品质稳定性的重要因素。由于多元胺水溶液是溶解在水中的水溶性单体，粘度低，一般水相涂覆过程只能采用浸涂的方式进行涂覆，而传统的浸涂辊式单个辊形式，并且辊径是固定尺寸，无法根据基膜层材料的亲水性变化和制备环境变化来调节水相的浸涂时间和基膜表面多余多元胺水溶液的去除。一般可以通过改变涂覆辊的辊径来变化调节水相浸涂时间，但是该方法成本高，而且辊径增大，加工和安装精度都难以保证。现有的生产设备难以满足聚酰胺平板纳滤膜的规模化生产要求。

另外，有机相单体溶液因与水相中多元胺单体反应而随时间变化，造成产品品质不稳定；其次，有机相在基膜结构中的扩散由于受到有机相溶液粘度、密度、重力、亲水性等属性的影响而产生变化，该扩散程度直接影响界面聚合的反应进程从而影响产品性能，现有工艺和装备不能根据材料体系发生变化而进行有效调节来稳定产品性能；再次，有机相与多元胺水相单体的反应时间不能根据不同工艺要求做调整，使得现有装置技术难以规模化连续化生产要求。

发明内容

本发明的第一个目的，是提供了一种规模化制备纳滤膜基膜的设备和方法，可以提高基膜的均匀性和在规模化制备过程中的连续运行的稳定性，连续制备具有稳定结构的高通量纳滤膜基膜，为复合纳滤膜制备提供均匀的反应载体。

一种纳滤膜的制造装置，包括有基膜制造装置，所述的基膜制造装置用于制造平板式基膜，包括：

储液罐，用于存储涂覆液；

狭缝喷涂模头，用于向基膜的表面施加涂覆液，狭缝喷涂模头与储液罐之间通过计量泵连接；

狭缝喷涂模头包括：