一种TPU/SMA共混超滤膜材料制造技术

本发明专利技术公开了一种TPU/SMA共混超滤膜材料，其铸膜液配方中包括成膜聚合物TPU和SMA，溶剂DMAc或NMP，成孔剂PEG或PVP，助溶剂LiCl或NaNO3；加工工艺为：在搅拌罐中加入溶剂，升温至70—95℃，依次加入TPU和SMA和少量助溶剂，搅拌至溶解，再加入成孔剂，搅拌至均匀透明溶液；在转入纺丝罐，脱泡静置；然后用干湿法纺丝成膜；配方中各原料重量百分比为：溶剂DMAc或NMP：68%‑78%；TPU：7%‑14%；SMA：6%‑12%；LiCl或NaNO3：0.5%‑2.5%；PEG：2%‑10%；PVP：1%‑5%。本发明专利技术开发一种新膜材料，原材料价廉易得，使用效果好，特别适用于家用净水的新型超滤膜材料。TPU韧性极佳，卫生安全性好，SMA刚性好，亲水性好，二者都不可独立成膜，但复合起来有很好的互补性，可做成理想的超滤膜材料。

A TPU/SMA Blended Ultrafiltration Membrane Material

【技术实现步骤摘要】
一种TPU/SMA共混超滤膜材料
本专利技术涉及共混超滤膜材料
，具体为一种TPU/SMA共混超滤膜材料。
技术介绍
超滤膜是水处理领域的常用材料，用来滤除水中的细微颗粒物等杂质。现有市面上常用的超滤膜有PAN、PVC、PVDF、PES等，有各种缺陷，如PAN和PVC材料比较脆，抗冲击性能不够好，PVDF的韧性好，但其亲水性差，影响了其在水处理中的应用，PES材料价格昂贵，亲水改性较困难。当前市场上对于U形膜小滤芯需求旺盛，但PAN、PVC、PES等材料属于脆性或刚性材料，弯曲时容易折断膜丝，而PVDF膜材料也有其固有缺点。目前市场上的超滤膜，最好柔韧性的是PVDF膜，因为柔韧性好，所以制备成中空纤维膜丝后可以很方便地做成U形膜组件，以作为小型净水滤芯，运行时和清洗时不易损坏，但PVDF材料价格昂贵，且制备条件要求较高，这限制了其大规模应用。TPU本身是一种弹性材料，具有极强的韧性，TPU中的醚键和酯键属亲水基团，此材料可用于水处理，并且TPU颗粒料可以溶于酰胺类或烷酮类有机溶剂中，这些优势可确定TPU作为U形膜组件的原材料，但是作为弹性体，其自支撑的能力不够强，需要其它刚性材料与之相混，SMA在溶剂中也有较好的溶解性，并且实践证明其与TPU有较好的相容性，SMA中的苯乙烯链段可为复合材料提供足够的刚性，其马来酸酐链段则确保与TPU之间有化学键相结合，使二者牢固结合，同时马来酸酐链段还为复合材料提供亲水性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种TPU/SMA共混超滤膜材料，其铸膜液配方中包括成膜聚合物TPU和SMA，溶剂DMAc或NMP，成孔剂PEG或PVP，助溶剂LiCl或NaNO3；加工工艺为：在搅拌罐中加入溶剂，升温至70—95℃，依次加入TPU和SMA和少量助溶剂，搅拌至溶解，再加入成孔剂，搅拌至均匀透明溶液；再转入纺丝罐，脱泡静置；然后用干湿法纺丝成膜；配方中各原料重量百分比为：溶剂DMAc或NMP：68%-78%；TPU：7%-14%；SMA：6%-12%；LiCl或NaNO3：0.5%-2.5%；PEG：2%-10%；PVP：1%-5%。进一步地，各组分型号：TPU为聚氨酯弹性体粒料，硬度邵氏A75-95度；SMA为SMA1000型粒料；DMAc纯度99%以上；NMP纯度99%以上；PEG型号为PEG400或PEG600；PVP型号为PVPk30或PVPk60；LiCl和NaNO3应用为化学纯以上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术开发一种新膜材料，原材料价廉易得，使用效果好，特别适用于家用净水的新型超滤膜材料。TPU韧性极佳，卫生安全性好，SMA刚性好，亲水性好，二者都不可独立成膜，但复合起来有很好的互补性，可做成理想的超滤膜材料。本专利技术水处理用的超滤膜材料需要好的抗冲击性、韧性和亲水性，本专利技术提供一种新型的超滤膜材料，充分利用TPU材料优良的弹性和韧性，克服现有常规材料的韧性的不足，同时利用SMA共聚物材料中苯乙烯结构的刚性和马来酸酐结构的亲水性，使得超滤膜材料有良好的综合性能，兼顾了膜的韧性、刚性、亲水性、卫生安全性，典型的，其断裂拉伸率100%以上，水接触角30°以下。以此法制备的超滤膜特别适宜作为家用净水的过滤材料。其制作工艺简单，用常规的干湿法成膜即可，无需额外的设备。具体实施方式下面将结合举例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术提供一种技术方案：一种TPU/SMA共混超滤膜材料，其铸膜液配方中包括成膜聚合物TPU和SMA，溶剂DMAc或NMP，成孔剂PEG或PVP，助溶剂LiCl或NaNO3；加工工艺为：在搅拌罐中加入溶剂，升温至70—95℃，依次加入TPU和SMA和少量助溶剂，搅拌至溶解，再加入成孔剂，搅拌至均匀透明溶液；再转入纺丝罐，脱泡静置；然后用干湿法纺丝成膜；配方中各原料重量百分比为：溶剂DMAc或NMP：68%-78%；TPU：7%-14%；SMA：6%-12%；LiCl或NaNO3：0.5%-2.5%；PEG：2%-10%；PVP：1%-5%。其中，各组分型号：TPU为聚氨酯弹性体粒料，硬度邵氏A75-95度；SMA为SMA1000型粒料；DMAc纯度99%以上；NMP纯度99%以上；PEG型号为PEG400或PEG600；PVP型号为PVPk30或PVPk60；LiCl和NaNO3应用为化学纯以上。实施例：本专利技术加工工艺为：在搅拌罐中加入溶剂，升温至70—95℃，依次加入TPU和SMA和少量助溶剂，搅拌至溶解，再加入成孔剂，搅拌至均匀透明溶液。再转入纺丝罐，脱泡静置。然后用干湿法纺丝成膜。在搅拌罐中按照重量比例加入溶剂，开启升温，至温度70—95℃，加入聚合物颗粒料TPU和SMA，并按比例加入助溶剂，开启搅拌，转速40—120转/分，搅拌3小时以上，至颗粒料完全溶解，得澄清透明溶液。再按重量比例加入添加剂PEG和PVP，继续搅拌1小时以上，至均匀的黏液。将搅拌好的铸膜液转入纺丝罐，开启真空脱泡，真空负压0.05MPa，脱泡时间1-2小时。将脱泡好的纺丝液通过转子计量泵挤入喷丝头，落入凝固浴，高分子溶液分相凝固成膜，并用导轮连续卷绕。膜丝的内外径取决于喷丝头的尺寸，常用内外径尺寸为1.0/1.6mm，0.8/1.5mm，0.6/1.2mm，0.5/0.9mm等。纺丝完毕之后，膜丝经老化、漂洗、干燥等工序，然后制成净水用U形膜滤芯。其中，配比为TPU12%，SMA7%，DMAc72%，PEG6%，PVP2%，LiCl1%。综上，纺丝得到中空纤维超滤膜内外尺寸0.9/1.6mm，中空纤维的拉伸断裂强度2.8MPa，断裂伸长率120%。膜的水滴接触角为26°，膜丝在折弯后制成U形膜滤芯后无折断和泄露现象。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TPU/SMA共混超滤膜材料，其特征在于：其铸膜液配方中包括成膜聚合物TPU和SMA，溶剂DMAc或NMP，成孔剂PEG或PVP，助溶剂LiCl或NaNO3；加工工艺为：在搅拌罐中加入溶剂，升温至70—95℃，依次加入TPU和SMA和少量助溶剂，搅拌至溶解，再加入成孔剂，搅拌至均匀透明溶液；在转入纺丝罐，脱泡静置；然后用干湿法纺丝成膜；配方中各原料重量百分比为：溶剂DMAc或NMP：68%‑78%；TPU：7%‑14%；SMA：6%‑12%；LiCl或NaNO3：0.5%‑2.5%；PEG：2%‑10%；PVP：1%‑5%。

【技术特征摘要】
1.一种TPU/SMA共混超滤膜材料，其特征在于：其铸膜液配方中包括成膜聚合物TPU和SMA，溶剂DMAc或NMP，成孔剂PEG或PVP，助溶剂LiCl或NaNO3；加工工艺为：在搅拌罐中加入溶剂，升温至70—95℃，依次加入TPU和SMA和少量助溶剂，搅拌至溶解，再加入成孔剂，搅拌至均匀透明溶液；在转入纺丝罐，脱泡静置；然后用干湿法纺丝成膜；配方中各原料重量百分比为：溶剂DMAc或NMP：68%-78%；TPU：7%-14%；...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁杰，
申请(专利权)人：深圳市诚荣环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44