一种平板分离膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种平板分离膜及其制备方法。所述的平板分离膜包括高分子材料和无纺布，其特征在于，高分子材料在无纺布的一面形成高分子膜，所述高分子材料渗入无纺布，并且部分透过无纺布，在无纺布的另一面形成间隔分布的凸起，所述高分子膜、渗入无纺布的高分子材料与凸起为一整体。本发明专利技术提供的平板分离膜的过滤能力、反向耐压能力、污染后的通量恢复能力均得到提高，能够实现平板分离膜的反向清洗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于膜分离
，涉及一种平板分离膜及其制备方法。
技术介绍
膜分离技术是一种高效的固液分离技术，由于其设备简单、运行稳定、低能耗、分离效率高等优点广泛用于工业水处理领域。随着膜材料性能的不断改进、处理工艺的不断优化，膜分离技术在水处理方面将发挥出更有意义的作用。分离膜是膜分离过程中的核心部件，主要包括平板分离膜、管状分离膜、空心纤维分离膜等几种类型。分离膜的性能是膜分离技术中的关键问题,是由膜材料和制模技术共同决定的。平板分离膜在工业污水处理中起着重要的作用。制备平板分离膜一般采用相转化制膜工艺，将铸膜液刮涂在无纺布的一个表面，随后进入凝固浴中发生相转化反应，完成相转化后取出，分离膜制备完成。相比中空纤维膜，平板膜的反向耐压能力低，不能进行反向清洗，导致污染后的膜片通量恢复能力较差，这在一定程度上限制了平板分离膜的应用。采用相转化制模工艺制备平板分离膜的过程中，将铸膜液刮涂在无纺布的一个表面后，需要控制涂膜后进入凝固浴前的时间。时间过长，由于铸膜液会渗透过无纺布，在无纺布的另一个表面，即背面，也会形成一层铸膜液涂层，这样涂有铸膜液的无纺布进入凝固浴后，无纺布的表面和背面同时与凝固浴接触，就形成了双皮层膜片。无纺布背面形成的皮层对分离过程产生过滤阻力，不利于分离过程。因此，这种双皮层过滤膜的过滤能力较差。时间过短，铸膜液渗入无纺布的厚度较小，这样形成的过滤膜的反向耐压能力较差，反向清洗时，高分子层容易脱落，因而不能进行反向清洗，通量恢复能力较差。如何进一步改善平板分离膜的性能，例如提升平板分离膜的过滤能力，改善平板分离膜的反向耐压能力，实现平板分离膜的反向清洗，提高平板分离膜的通量恢复能力，这一直是本领域技术人员努力解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提升平板分离膜的过滤能力，改善平板分离膜的反向耐压能力，实现平板分离膜的反向清洗，提高平板分离膜的通量恢复能力。专利技术人通过调整刮涂工艺，使得铸膜液部分渗透过无纺布，解决了上述过滤阻力的问题。这样得到的平板分离膜的过滤阻力较低，过滤能力得到提高，同时，反向耐压能力也得到改善，使得平板分离膜能够进行反向清洗，通量恢复的能力得到提高。本专利技术提供一种平板分离膜，包括高分子材料和无纺布，其特征在于，高分子材料在无纺布的一面形成高分子膜，所述高分子材料渗入无纺布，并且部分透过无纺布，在无纺布的另一面形成间隔分布的凸起，所述高分子膜、渗入无纺布的高分子材料与凸起为一整体。本专利技术还提供一种平板分离膜的制备方法，包括以下操作：将铸膜液涂在无纺布的一个表面，所述无纺布的另一面贴有可剥离的薄膜，所述薄膜上间隔地分布着镂空区域，或者所述薄膜与无纺布接触的一面刻间隔地分布着凹陷区域；控制涂膜后无纺布进入凝固浴前的时间，使铸膜液透过无纺布渗透到薄膜，并进入薄膜的镂空或凹陷的区域；将涂有铸膜液的无纺布放入凝固浴中，发生相转化反应，完成相转化后，干燥，任选地，完成相转化后，干燥前对膜进行清洗；任选地，在干燥前将薄膜与无纺布剥离。本专利技术提供的平板分离膜可以由上述平板分离膜的制备方法制备得到。所述平板分离膜的制备方法中，薄膜的镂空或凹陷的区域与平板分离膜背面形成的凸起相对应。在一个优选的实施方案中，本文所述铸膜液为高分子溶液，其中包括高分子物质、溶剂、添加剂。所述铸膜液中，各组分的优选的含量为：高分子物质5-30wt％，例如9wt％、10wt％、13wt％、18wt％、21wt％、25wy％、28wt％，溶剂45-95wt％，例如50wy％、60wt％、65wt％、69wt％、73wt％、76wt％、85wt％，添加剂0-25wt％，例如6wt％、7wt％、14wt％、10wy％、20wt％、22wt％。所述铸膜液中，各组分的更优选的含量为：高分子物质10-25wt％，溶剂65-90wt％，添加剂0-15wt％。在一个优选的实施方案中，本文所述高分子物质选自聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、纤维素酯、醋酸纤维素等。在一个优选的实施方案中，本文所述溶剂选自丙酮、甲酰胺、二氧六环、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺,N,N-二甲基乙酰胺等。在一个优选的实施方案中，本文所述添加剂选自氯化锂、高氯酸镁、氯化钙、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等。在一个优选的实施方案中，本文所述的铸膜液包含下列组分：25-30wt％(优选28wt％)聚醚砜、60-70wt％(优选65wt％)甲酰胺和5-10wt％(优选7wt％)聚乙二醇600。在另一个优选的实施方案中，本文所述的铸膜液包含下列组分：15-25wt％(优选21wt％)聚丙烯腈、55-65wt％(优选59wt％)甲酰胺和15-25wt％(优选20wt％)聚乙烯吡咯烷酮。在另一个优选的实施方案中，本文所述的铸膜液包含下列组分：15-25wt％(优选18wt％)醋酸纤维素、30-40wt％(优选36wt％)二氧六环、35-45wt％(优选40wt％)甲酰胺和5-10wt％(优选6wt％)氯化锂。在另一个优选的实施方案中，本文所述的铸膜液包含下列组分：10-15wt％(优选13wt％)聚偏氟乙烯、70-75wt％(优选73wt％)甲酰胺和10-20wt％(优选14wt％)聚乙二醇20000。在另一个优选的实施方案中，本文所述的铸膜液包含下列组分：5-15wt％(优选9wt％)聚氯乙烯、65-75wt％(优选69wt％)甲酰胺和20-25wt％(优选22wt％)聚乙二醇10000。在一个优选的实施方案中，本文所述的铸膜液包含下列组分：28wt％聚醚砜、65wt％甲酰胺和7wt％聚乙二醇600。在另一个优选的实施方案中，本文所述的铸膜液包含下列组分：21wt％聚丙烯腈、59wt％甲酰胺和20wt％聚乙烯吡咯烷酮。在另一个优选的实施方案中，本文所述的铸膜液包含下列组分：18wt％醋酸纤维素、36wt％二氧六环和40wt％甲酰胺和6wt％氯化锂。在另一个优选的实施方案中，本文所述的铸膜液包含下列组分：13wt％聚偏氟乙烯、73wt％甲酰胺和14wt％聚乙二醇20000。在另一个优选的实施方案中，本文所述的铸膜液包含下列组分：9wt％聚氯乙烯、69wt％甲酰胺和22wt％聚乙二醇10000。在另一个优选的实施方案中，所述的铸膜液的制备方法包括：在恒温50～100℃下(例如70℃)，将各组分混合，搅拌2～8小时(例如5小时)，常温静置(例如在常温25℃下放置72小时)脱除其中的气泡。本文所述的凝固浴是使铸膜液固化成膜的浴液。优选地，本文所述的凝固浴为水浴，温度可根据制膜的需要而调整，一般在1～70℃之间，优选为10～35℃(例如10℃、20℃、25℃、30℃、35℃)。在一个优选的实施方案中，所述平板分离膜的制备方法，其中铸膜液在无纺布上的涂覆厚度为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。在一个优选的实施方案中，所述平板分离膜的制备方法，其中涂膜后无纺布进入凝固浴前的时间为3～15秒，例如3秒、5秒、8秒、9秒、15秒。本专利技术所述的平板分离膜的制备方法制备的平板分离膜，包括高分子材料和无纺布，其特征在于，高分子材料在无纺布的一面形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平板分离膜，包括高分子材料和无纺布，其特征在于，高分子材料在无纺布的一面形成高分子膜，所述高分子材料渗入无纺布，并且部分透过无纺布，在无纺布的另一面形成间隔分布的凸起，所述高分子膜、渗入无纺布的高分子材料与凸起为一整体。

【技术特征摘要】
1.一种平板分离膜，包括高分子材料和无纺布，其特征在于，高分子材料在无纺布的一面形成高分子膜，所述高分子材料渗入无纺布，并且部分透过无纺布，在无纺布的另一面形成间隔分布的凸起，所述高分子膜、渗入无纺布的高分子材料与凸起为一整体。2.权利要求1的平板分离膜，所述的高分子材料包含下列组分的反应产物：高分子物质5-30wt％，溶剂45-95wt％，添加剂0-25wt％。3.权利要求1或2的平板分离膜，其特征在于，所述的高分子膜的厚度为0.03～0.1mm，例如0.04mm、0.05mm、0.08mm。4.权利要求1或2的平板分离膜，其特征在于，所述的无纺布的厚度为0.05～0.15mm，例如0.054mm、0.07mm、0.08mm、0.12mm、0.15mm。5.权利要求1或2的平板分离膜，其特征在于，所述的凸起的高度为0.01～0.03mm，例如0.015mm、0.02mm。6.权利要求1或2的平板分离膜，其特征在于，所述的无纺布为聚丙烯与聚乙烯聚合物无纺布或聚酯无纺布。7.一种平板分离膜的制备方法，包括以下操作：将铸膜液涂在无纺布的一个表面，所述无纺布的另一面贴有可剥离的薄膜，所述薄膜上间隔地分布着镂空区域，或者所述薄膜与无纺布接触的一面刻间隔地分布着凹陷区域；控制涂膜后无纺布进入凝固浴前的时间，使铸膜液透过无纺布渗透到薄膜，并进入薄膜的镂空或凹陷的区域；将涂有铸膜液的无纺布放入凝固浴中，发生相转化反应，完成相转化后，干燥，任选地，完成相转化后，干燥前对膜进行清洗；任选地，在干燥前将薄膜与无纺布剥离。8.权利要求7的制备方法，其特征在于，所述铸膜液中包括高分子材料、溶剂、添加剂，优选地，所述铸膜液中各组分的含量为：高分子物质5-30wt％，溶剂45-95wt％，添加剂0-25wt％；更优选地，所述铸膜液中各组分的含量为：高分子物质10-25wt％，溶剂65-90wt％，添加剂0-15wt％；优选地，所述高分子物质选自聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、纤维素酯、醋酸纤维素；优选地，所述溶剂选自丙酮、甲酰胺、二氧六环、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺,N,N-二甲基乙酰胺；优选地，所述添加剂选自氯化锂、高氯酸镁、氯化钙、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮。9.权利要求7的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，何福海，杨楠，魏齐，程志军，
申请(专利权)人：中科瑞阳膜技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11