海水淡化用反渗透膜支撑体及制备方法技术

本发明专利技术公开海水淡化用反渗透膜支撑体及制备方法，由重量百分含量为40％‑60％的作为主体纤维的聚丙烯纤维，20％‑40％的作为支撑纤维的聚乙烯醇纤维，以及10％‑30％的粘合纤维构成，其定量在40g/m

Reverse osmosis membrane support body for sea water desalination and preparation method thereof

The invention discloses a seawater desalination by reverse osmosis membrane support and preparation method, by weight percentage is 40% 60% polypropylene fiber as main fiber, 20% 40% polyvinyl alcohol fiber fiber as a support, and a 10% 30% binder fibers, in its quantitative 40g/m

【技术实现步骤摘要】
海水淡化用反渗透膜支撑体及制备方法
本专利技术属于液体过滤与分离制造
，尤其涉及到一种海水淡化用反渗透膜支撑体及制备方法。
技术介绍
反渗透海水淡化技术至上世纪70年代商业化以来，其高效、低能耗、清洁、少污染、操作管理方便等特点使其成为当今先进的脱盐技术。经过50多年的研究开发及产业化，反渗透海水淡化膜及膜组件性能得到大幅度的提高，其脱盐率已高达99.8％，而产水量提高了2-3倍多。海水淡化膜的研究始于美国，JohnE.Cadotte首先使用间苯二胺和均苯三甲酰氯通过界面聚合的方式制备了具有实际使用价值的海水淡化膜片，海水淡化膜的研究进入实质性的阶段。其后国际上的著名公司陶氏、东丽、海德能等都大力发展自己的海水淡化膜制造技术，而相关报道的专利技术却越来越少。在国家“十一五”和“十二五”项目的支持下，我国也对海水淡化膜的制备开展了研究，从膜材料入手，建立了国产海水淡化膜的生产线，制备了海水淡化膜元件。随着社会经济的快速发展，水资源的日趋短缺和污染，在近岛和沿海地区，优先采用反渗透脱盐技术开辟新水源已在全球达成共识。但虽然国内外对海水淡化用反渗透膜进行了大量的研究，对相关的海水淡化反渗透膜的支撑体还鲜有报道。部分文献(陈国强等，反渗透膜支撑体的制备，印染助剂[J],28(8):8-10,2008)和专利[CN102031640B，CN101765456A，USP5851355]仅仅报道了用针织物涂层、纺粘非织造材料和湿法非织造材料制备分离膜支撑体的方法，但该类支撑材料均以聚酯纤维为原料，其在长期高盐碱性海水环境下的结构和性能稳定性较差，特别在一定的温度下由于聚酯的水解性能加剧，其膜支撑体的形态稳定性以及表观平整度很难保证。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中的缺点，提供了一种海水淡化用反渗透膜支撑体及制备方法，在高盐碱性海水环境下，具有良好结构和性能稳定性。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：海水淡化用反渗透膜支撑体，其特征在于，由重量百分含量为40％-60％的作为主体纤维的聚丙烯纤维，20％-40％的作为支撑纤维的聚乙烯醇纤维，以及10％-30％的粘合纤维构成，其定量在40g/m2-120g/m2。进一步，所述粘合纤维为纤维熔点为100℃-135℃ES纤维或聚乙烯纤维或者两种纤维的组合。进一步，所述支撑聚乙烯醇纤维为缩甲醛聚乙烯醇纤维，分子量在100000-150000之间，熔点220℃-250℃，软化点115℃，结晶度在50％-65％，其在90℃-115℃度的水中热收缩率不超过1％。进一步，所述主体纤维含量和支撑纤维的总含量在70％-90％，粘合纤维的含量在10％-30％。进一步，所述主体纤维、支撑纤维和粘合纤维的长度为2mm-20mm；各主体纤维、支撑纤维和粘合纤维的直径为3μm-45μm。进一步，主体纤维、支撑纤维和粘合纤维的长度为2mm-20mm，更进一步优选3mm-8mm；各主体纤维、支撑纤维和粘合纤维的直径为3μm-45μm，更进一步主体纤维和支撑纤维的直径优选为8μm-35μm，粘合纤维的直径优选为3μm-25μm。海水淡化用反渗透膜支撑体的制备方法，包括以下步骤：1)取重量总含量为70％-90％的作为主体纤维的聚丙烯纤维和作为支撑纤维的聚乙烯醇纤维以及10％-30％的作为粘合纤维的ES纤维或聚乙烯纤维，依次投入己贮有水的打浆机中，控制纤维浓度为2％-4％，疏解40-60min，放入配浆池，加水和分散剂搅拌均匀，使浓度0.01％-0.1％，粘度为55-65秒，配成浆料；2)将步骤1)中的浆料经过斜网成型器成型，经过烘干、热轧压延制成克重40-120g/m2的海水淡化反渗透膜支撑体。进一步，步骤1)中分散剂是聚丙烯酰胺或聚氧化乙烯。进一步，步骤2)中烘干采用两步法，第一步脱水初步烘干，烘缸稳定设定85℃，第二步快速干燥，烘干温度设定100℃-120℃，车速100m/min，制备干燥的膜支撑体纤维网。进一步，步骤2)中热轧压延设备由串联配置的第一压延设备和第二压延设备两部分组成，其中第一压延设备是有上加热金属辊和无加热弹性辊组合的压延装置；第二压延设备是由两金属加热辊组成的热轧设备。进一步，第一压延设备和第二压延设备压延温度在110℃-130℃，辊压力在500-750N/cm，成型后即制成定量40g/m2-120g/m2的海水反渗透膜支撑体。进一步，纤维网经过第一压延设备时，直接接触上加热金属辊的纤维网面是涂覆面，直接接触无加热弹性辊的纤维网面为非涂覆面。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)该反渗透膜支撑涂覆面光滑度好、平整度高、在海水中强力损失和结构稳定性好，生产工艺简单，能长期稳定的在海水淡化反渗透膜中使用，可以广泛的应用于不同温度环境下的海水淡化反渗透膜组件中。2)以耐酸碱性能和耐海水性能优异的聚丙烯纤维和缩醛化聚乙烯醇纤维为主体纤维，以同样具有优良耐酸碱和耐海水性能的ES和聚乙烯纤维作为粘合纤维，通过湿法成网的方法制备耐海水反渗透膜支撑材料，解决了现有反渗透膜支撑材料耐海水性差的问题；3)聚乙烯醇纤维的添加一方面大大提升了海水反渗透膜支撑体的耐海水性能，同时亲水性聚乙烯醇纤维的添加提升了聚丙烯纤维、聚乙烯纤维和ES纤维湿法成型过程中纤网均匀性；4)基于海水反渗透膜基本在长期在高压下运行、高能耗一直是国内外海水反渗透膜业界亟待解决的问题，由于聚乙烯醇纤维良好的亲水性能，该反渗透膜支撑材料将大大降低反渗透组件的运行阻力，降低能耗和提高过滤效率。5)本专利技术通过主体纤维聚丙烯、支撑纤维聚乙烯醇和粘合纤维ES纤维或聚乙烯纤维的组合，通过压延温度调节，同时实现ES或PE粘合纤维的充分熔融和聚乙烯醇纤维软化，这样就使粘合纤维充分漫流填充到无纺布中，减小了支撑体的孔径增加了强力；而聚乙烯醇纤维只软化不熔融，其不会进一步漫流填充到支撑体的空隙中，减小孔隙率，提高运行阻力，另外由于聚乙烯醇的软化，在热压辊的压力下可以进一步改善支撑体材料平滑度和平整度。6)在热轧的作用下同时实现ES或PE粘合纤维的充分熔融和聚乙烯醇纤维软化的另一优点是软化时聚乙烯醇纤维会和周边纤维互相粘连，可以进一步提高反渗透膜支撑体的力学性能，同时冷却后聚乙烯醇纤维以单一的纤维状(棒)存在于反渗透膜支撑层中，作为支撑纤维，其一方面可以保证过滤过程的孔隙率，降低过滤阻力，同时提高了高压过滤过程中的防渗透膜支撑体材料的结构稳定性。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制，在附图中：图1是热轧压延示意图。1——无加热弹性辊；2——上加热金属辊；3——下加热金属辊；4——卷绕辊。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1耐海水反渗透膜支撑体制备主要包括以下步骤：1、成网将聚丙烯纤维(纤维直径6.5μm、纤维长度5mm)，聚乙烯醇纤维(纤维直径7.2μm、纤维长度5mm)，以及聚乙烯纤维(3.2μm，纤维长度5mm)以60:20:20的混合比例分散于水中，控制纤维浓度为2％，疏解40min，放入配浆池，加水和聚丙烯酰胺分散剂搅拌均匀，使浓度0.03，粘度为6本文档来自技高网...

【技术保护点】
海水淡化用反渗透膜支撑体，其特征在于，由重量百分含量为40％‑60％的作为主体纤维的聚丙烯纤维，20％‑40％的作为支撑纤维的聚乙烯醇纤维，以及10％‑30％的粘合纤维构成，其定量在40g/m

【技术特征摘要】
1.海水淡化用反渗透膜支撑体，其特征在于，由重量百分含量为40％-60％的作为主体纤维的聚丙烯纤维，20％-40％的作为支撑纤维的聚乙烯醇纤维，以及10％-30％的粘合纤维构成，其定量在40g/m2-120g/m2。2.根据权利要求1所述海水淡化用反渗透膜支撑体，其特征在于，所述粘合纤维为纤维熔点为100℃-135℃ES纤维或聚乙烯纤维或者两种纤维的组合。3.根据权利要求1所述海水淡化用反渗透膜支撑体，其特征在于，所述支撑聚乙烯醇纤维为缩甲醛聚乙烯醇纤维，分子量在100000-150000之间，熔点220℃-250℃，软化点115℃，结晶度在50％-65％，其在90℃-115℃度的水中热收缩率不超过1％。4.根据权利要求1所述海水淡化用反渗透膜支撑体，其特征在于，所述主体纤维含量和支撑纤维的总含量在70％-90％，粘合纤维的含量在10％-30％。5.根据权利要求1所述海水淡化用反渗透膜支撑体，其特征在于，所述主体纤维、支撑纤维和粘合纤维的长度为2mm-20mm；各主体纤维、支撑纤维和粘合纤维的直径为3μm-45μm。6.根据权利要求1所述海水淡化用反渗透膜支撑体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)取重量总含量为70％-90％的作为主体纤维的聚丙烯纤维和作为支撑纤维的聚乙烯醇纤维以及10％-30％的作为粘合纤维的ES纤维或聚乙烯纤维，依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，郭玉海，于斌，孙辉，王峰，来悦，周思远，
申请(专利权)人：广东斯乐普环保技术股份有限公司，浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44