制备膜的方法及相应的膜和过滤元件技术

本发明专利技术涉及制备膜的方法及相应的膜和过滤元件。所述方法包括：提供具有孔隙的多孔基材；和施加预填充溶液，以至少部分占据多孔基材的孔隙。本发明专利技术也涉及根据本发明专利技术实施例制备的膜。本发明专利技术所涉及的过滤元件包括：芯管；和根据本发明专利技术实施例制备的膜，所述膜卷绕在所述芯管上。

Method for producing film and corresponding membrane and filter element

The invention relates to a method for producing a membrane and to a corresponding membrane and filter element. The method includes providing a porous substrate having pores; and applying a pre filled solution to at least partially occupy the pore of the porous substrate. The invention also relates to a film prepared according to an embodiment of the present invention. The filter element of the present invention includes a core tube and a membrane prepared according to an embodiment of the present invention that is wound on the core tube.

【技术实现步骤摘要】
制备膜的方法及相应的膜和过滤元件
本专利技术涉及制备膜的方法及相应的膜和过滤元件。技术背景目前已有的包含膜的过滤元件在某些方面并不能令人满意。例如，对于一些应用来说，过滤元件太厚，并且过滤元件的通量太低。此外，人们总是希望简化膜和过滤元件。因此，需要提供一种新的制备膜的方法及相应的膜和过滤元件。
技术实现思路
本专利技术示例实施方式的目的在于解决现有技术中存在的上述和其它的不足。一方面，本专利技术涉及一种制备膜的方法，所述方法包括：(1)提供平均孔隙度为50-1000微米的多孔基材；(2)施加预填充溶液，以至少部分占据多孔基材的孔隙；(3)将膜溶液施加到具有预填充溶液的多孔基材上；和(4)固化所述膜溶液，在多孔基材上形成过滤层。另一方面，本专利技术涉及一种根据本专利技术实施例制备的膜。再一方面，本专利技术提供一种过滤元件，包括：(1)芯管；和(2)根据本专利技术实施例制备的膜，所述膜卷绕在所述芯管上。通过下面的详细描述、附图以及权利要求，其他特征和方面会变得清楚。附图说明通过结合附图对于本专利技术的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本专利技术，在附图中：图1显示了本专利技术一些实施例中包含导水流道的多孔基材侧面的电子扫描显微(SEM)图；图2显示了图1所示多孔基材的包含多孔结构的另一侧面的SEM图。图3是本专利技术一些实施例中制备膜的方法的示意图；图4是本专利技术另一些实施例中制备膜的方法的示意图；图5是本专利技术再一些实施例中制备膜的方法的示意图；图6是本专利技术一些实施例中制备过滤元件的方法的示意图；图7是本专利技术另一些实施例中制备过滤元件的方法的示意图；和图8是实施例8所得膜上反渗透涂层的SEM图。具体实施方式除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。术语“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。术语“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。术语“结合”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。术语“施加”包括但不限于加入、涂覆(例如，喷涂)、覆盖等，不限于直接的接触还是间接的接触，也不限于部分的施加还是完全的施加。在本文中，术语“多孔基材”是指具有多孔结构的基材。在一些实施例中，所述多孔基材包括导水基材。在文中，术语“导水基材”是指一种具有多孔结构的聚合物基材，用于引导渗透的流体。所述聚合物包括，但不限于，对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚四氟乙烯、聚烯烃、聚酯或它们任意的组合。在一些实施例中，所述多孔基材1具有不对称结构。在一些实施例中，该结构的一侧2包括许多导水流道3(见图1)，也称为导水流道侧；另一侧4包括多孔结构5(见图2)，也称为多孔侧。在一些实施例中，多孔基材的厚度为250-500微米，250-400微米或者280-350微米。在一些实施例中，所述多孔基材的平均孔隙度为50-1000微米，150-800微米、150-400微米、150-300微米或者350-1000微米。平均孔隙度可以按照以下方式测量：当所述多孔基材为纤维多孔基材时，按GB/T2679.14-1996进行测量；当所述多孔基材为非纤维多孔基材时，使用光学或电子显微镜直接测量法进行测量。在一些实施方式中，多孔基材的一侧2施加预填充溶液，另一侧4施加膜溶液。在一些实施方式中，多孔基材的一侧2施加膜溶液，另一侧4施加预填充溶液。在本文中，术语“预填充溶液”是指用于填充多孔结构中孔隙的溶液。在一些实施例中，所述预填充溶液包括水、有机溶剂或它们的组合。在一些实施例中，所述有机溶剂包括醇、甘油、乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯啉(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、二甲基乙酰胺(DMAc)或者它们的组合。在一些实施例中，所述醇包括甲醇、乙醇、异丙醇或它们的组合。在一些实施例中，所述预填充溶液包括用于固化之后施加的膜溶液的组分。所述组分包括水、乙醇、乙二醇或它们任意的组合。在本文中，术语“膜溶液”是指用于形成过滤层的溶液。在一些实施例中，过滤层包括微滤层、超滤层、纳滤层、反渗透层或它们任意的组合。在一些实施例中，所述过滤层由固化膜溶液形成。在一些实施例中，所述膜溶液包括，但不限于，聚砜(PSU)、聚丙烯、聚偏氟乙烯(PVF)、聚醚砜(PES)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯醇(PVA)、乙酸纤维素(CA)、聚酰亚胺(PI)、聚四氟乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇缩甲醛或它们的组合。参见图3，本专利技术示例实施方式的制备膜的方法包括：提供多孔基材，将预填充溶液31施加到多孔基材上，以至少部分占据多孔基材的孔隙，将膜溶液施加到多孔基材32上，并固化所述膜溶液，形成过滤层33。在一些实施例中，所述多孔基材的上部的预填充溶液可以通过例如纸、吸收垫或在橡胶辊的压力下去除。在一些实施例中，施加膜溶液包括添加、涂覆(例如，喷涂)和/或覆盖膜溶液。在一些实施例中，固化膜溶液包括通过加热固化、置于水或醇凝胶浴和/或紫外固化来固化膜溶液。参见图4，该图显示了本专利技术另一示例实施方式中以连续润湿工艺制备膜的方法。在连续润湿工艺中，多孔基材的两端卷绕在一对滚筒41和43上。在所述一对滚筒之间，在多孔基材下方设置一排喷嘴42，其中，所述喷嘴42与包含预填充溶液的容器(未显示)流体连通。该一排喷嘴在1-5巴的压力下操作。在操作中，所述多孔基材从滚筒41解卷，以适于喷涂预填充溶液的速度途径所述喷嘴42，并在另一个滚筒43上重新卷起。所述多孔基材的速度为1-200米/分钟。在途径所述平行设置的喷嘴42时，喷嘴可以不同的流量将预填充溶液喷涂到所述多孔基材的导水流道侧，提供在导水流道侧上负载有预填充溶液的多孔基材。之后，所述多孔基材经过涂布头(未显示)，将形成过滤层的溶液涂布到所述多孔基材的多孔侧。在所述膜溶液固化之后，在所述多孔基材形成过滤层。在一些实施例中，所述预填充溶液喷涂到多孔基材的多孔侧，提供负载有预填充溶液部分的多孔基材。参见图5，该图显示了本专利技术另一示例实施方式中以连续润湿工艺制备膜的方法。在一些实施例中，将厚度为250-450微米的多孔基材在滚筒51上解卷。解卷的多孔基材在包含预填充溶液的容器52中浸涂。离开所述容器52之后，负载有预填充溶液的多孔基材经过一对夹辊53，将一部分预填充溶液从所述多孔基材上去除。然后，所述多孔基材经过一对狭缝模头54和55，施加膜溶液。在膜溶液固化之后，在所述多孔基材两侧上都形成过滤层。在一些实施例中，将厚度为450-600微米、孔隙直径为150-400微米的多孔基材在滚筒51上解卷。解卷的多孔基材在包含预填充溶液的容器52中浸涂。离开所述容器52之后，负载有预填充溶液的多孔基材经过一对夹辊53，将一部分预填充溶液从所述多孔基材上去除，提供仅占据多孔基材中间部分的预填充溶液层。然后，所述多孔基材经过一对狭缝模头54和55，在所述多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备膜的方法，所述方法包括：(1)提供平均孔隙度为50‑1000微米的多孔基材；(2)施加预填充溶液，以至少部分占据多孔基材的孔隙；(3)将膜溶液施加到具有预填充溶液的多孔基材上；和(4)固化所述膜溶液，在多孔基材上形成过滤层。

【技术特征摘要】
1.一种制备膜的方法，所述方法包括：(1)提供平均孔隙度为50-1000微米的多孔基材；(2)施加预填充溶液，以至少部分占据多孔基材的孔隙；(3)将膜溶液施加到具有预填充溶液的多孔基材上；和(4)固化所述膜溶液，在多孔基材上形成过滤层。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述预填充溶液包括水、有机液体或它们的组合；或者，所述有机液体包括醇、甘油、乙二醇或它们的组合；或者，所述预填充溶液包括用于固化所述膜溶液的组分。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述多孔基材第一侧包括导水流道，第二侧包括多孔结构；或者，所述预填充溶液施加到包括导水流道的多孔基材的第一侧；和/或，所述膜溶液施加到包括多孔结构的多孔基材的第二侧。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凌露，王鹏，吕苏，刘珍，彭云，劳伦斯·C·科斯塔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US