一种水处理用聚乙烯改性多层复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水处理用聚乙烯改性多层复合膜及其制备方法。主要包括一次聚乙烯改性膜、二次聚乙烯改性膜；所述一次聚乙烯改性膜通过粘结剂粘附在二次聚乙烯改性膜的上下两表面，所述一次聚乙烯改性膜、二次聚乙烯改性膜的质量比例为2:1；所述二次聚乙烯改性膜是在一次聚乙烯改性膜的基础上进一步改性得到的；将粘结剂涂覆在二次聚乙烯改性膜上下两表面，将一次聚乙烯改性膜分别覆盖在涂覆有粘结剂的二次聚乙烯改性膜的上下两表面，制得一个具有三层结构的聚乙烯改性多层复合膜；本发明专利技术制得的聚乙烯改性多层复合膜膜层间粘结强度较大，粘结剂不易流失，使用寿命长，力学性能好，具有较强的抗菌能力，非常具有实用性。非常具有实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种水处理用聚乙烯改性多层复合膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合膜
，具体为一种水处理用聚乙烯改性多层复合膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统的水处理膜主要是由PET无纺布、聚砜多孔层、聚酰胺脱盐层复合而成。而PET无纺布、聚砜多孔层生产工艺较为复杂，目前世界上仅有少数几个国家具备生产PET无纺布、聚砜多孔层的能力，我国在这块还处于探索阶段，尚不能生产出高质量的PET无纺布、聚砜多孔层，制备水处理膜的原材料基本依赖进口，成本较高；为了降低生产成本，减少对国外产品的依赖，研究人员们一直试图研制出一款以聚乙烯为基体的多层复合膜来取代以PET无纺布、聚砜多孔层为主要材料的水处理膜，降低反渗透膜的生产成本；然而单纯的聚乙烯膜在进行水处理时，力学性能不足，反渗透膜使用寿命较短；
[0003]传统水处理膜的膜层之间都是通过以亲水性高分子胶为主要成分的粘结剂进行粘结的，这种粘结方式属于单纯的物理粘结，粘结性较差，水处理膜在水流不断冲刷过程中，亲水性高分子胶的胶粒会发生脱落，影响反渗透膜的反渗透效果，进一步缩短反渗透膜的使用寿命。
[0004]为了解决上述问题，人们亟需一种水处理效果好，使用寿命长，力学性能优异的聚乙烯改性多层复合膜及其制备工艺来进行水处理工作。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种水处理用聚乙烯改性多层复合膜及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]一种水处理用聚乙烯改性多层复合膜，主要包括一次聚乙烯改性膜、二次聚乙烯改性膜；所述一次聚乙烯改性膜通过粘结剂粘附在二次聚乙烯改性膜的上下两表面，所述一次聚乙烯改性膜、二次聚乙烯改性膜的质量比例为2:1。
[0007]进一步的，所述一次聚乙烯改性膜主要包括超高分子量聚乙烯树脂40-50份、高密度聚乙烯树脂50-60份、石蜡油10-14份、1,3,5-三甲酰基间苯三酚16-20份、2,5-二氨基苯甲酸16-20份。
[0008]本专利技术在将超高分子量聚乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂进行熔融共混时，向聚乙烯混合料中添加了1,3,5-三甲酰基间苯三酚，所述1,3,5-三甲酰基间苯三酚为粒度达到纳米级别的固体，1,3,5-三甲酰基间苯三酚能够作为异相成核剂，增大聚乙烯混合料的结晶度，减小球晶粒径，从而有效改善聚乙烯改性多层复合膜的力学性能，同时为后续2,5-二氨基苯甲酸能够准确找到生成共价有机骨架的反应位点，并使萃取膜表面成功生成羧基修饰的共价有机骨架提供前提。
[0009]单纯的高密度聚乙烯树脂耐氧化性能较差，抗疲劳、抗开裂能能力不足，难以承担较长时间的水处理工作；超高分子量聚乙烯具有优异的抗冲击、耐腐蚀、抗开裂能力和抗疲
劳性能，但是硬度低，耐热性差，加工困难的问题，本专利技术将高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯进行混合，制备得到的聚乙烯改性多层复合膜结合了两种聚乙烯材料的优点，具有理想的耐氧化、耐氯离子腐蚀性能，高密度聚乙烯树脂、超高分子量聚乙烯树脂分子链在熔融状态下发生重新组合并引发新的分子链纠缠，可以与共价有机骨架预备体达成一个较好的相容状态，制得的聚乙烯改性多层复合膜力学性能大大改善。
[0010]本专利技术在制得萃取膜以后，又将其浸渍在催化液、2,5-二氨基苯甲酸混合溶液中，本专利技术中的催化液主要成分为四丁基溴化铵和咪唑，该催化液中含有的烷基咪唑类离子能够促进1,3,5-三甲酰基间苯三酚与2,5-二氨基苯甲酸反应并使之生成共价有机骨架；萃取膜中含有的1,3,5-三甲酰基间苯三酚与2,5-二氨基苯甲酸在催化液的帮助下发生席夫碱反应，在萃取膜上原位生成羧基修饰的共价有机骨架，2,5-二氨基苯甲酸一方面为反应的发生提供稳定的酸性环境，促进反应的发生，一方面又作为反应溶液参与反应的进行，节省材料，2,5-二氨基苯甲酸上带有的羧基在共价有机骨架上进一步修饰，使得制备得到的一次聚乙烯改性膜上带有大量羧基；本专利技术主要是利用1,3,5-三甲酰基间苯三酚与2,5-二氨基苯甲酸中的氨基单体发生席夫碱反应，经过烯醇的互变异构最终在萃取膜上生成结构稳定，且带有大量羧基基团的酮烯胺共价有机骨架；共价有机骨架是由共筑单元通过共价键链接而成的，具有较小的密度以及较大的比表面积，热稳定性高，是理想的基团生长位点；同时，由于共价有机骨架是以萃取膜上的1,3,5-三甲酰基间苯三酚为反应位点原位生成的，因此共价有机骨架能够牢牢的附着在制得的一次聚乙烯改性膜上而不容易在水流的冲刷下发生流失，制得的聚乙烯改性多层复合膜具有较强的使用寿命。
[0011]进一步的，所述二次聚乙烯改性膜是在一次聚乙烯改性膜的基础上进一步改性得到的，与一次聚乙烯改性膜相比还包括多乙烯多胺20-30份、O-甲基-异脲半硫酸盐3-6份。
[0012]本专利技术在制得一次聚乙烯改性膜后，又将其平均分为三等份，取其中一份一次聚乙烯改性膜进行二次改性，先通过多乙烯多胺将一次聚乙烯改性膜上的羧基酰胺化，并成功接枝上氨基，再通过加入少量的O-甲基-异脲半硫酸盐继续反应，O-甲基-异脲半硫酸盐与氨基发生亲核取代反应生成胍基；由于胍基基团是一种强碱性基团，与细菌的细胞壁之间产生极强的结合力，抑菌杀菌能力较强，即使浓度很低，也一样具有很强的抑菌杀菌效果，因此本专利技术中的O-甲基-异脲半硫酸盐添加量较少，仅有部分氨基被转换成胍基；氨基与胍基均为带正电的离子，制备得到的二次聚乙烯改性膜呈现出正电荷特性。
[0013]进一步的，所述粘结剂各原料组分如下：以重量份计，胶粘高分子60-80份、润湿剂15-20份、戊二醇8-12份。
[0014]本专利技术中的一次聚乙烯改性膜大有大量羧基，整体带负电，二次聚乙烯改性膜带有大量的氨基和少量的羧基，整体带正电，本专利技术制得的粘结剂中含有大量的羟基，将粘结剂涂覆在二次聚乙烯改性膜的上下两表面，再将一次聚乙烯改性膜覆盖在涂有粘结剂的二次聚乙烯改性膜的上下两表面得到聚乙烯改性多层复合膜，一次聚乙烯改性膜、二次聚乙烯改性膜会因为静电相互作用、脱水缩合反应紧紧粘结在一起，一次聚乙烯改性膜上的羧基又会与粘结剂中的羟基反应，戊二醛作为交联剂，将氨基、胍基、羧基、羟基交联在一起形成稳定的网络结构，聚乙烯改性多层复合膜膜层之间在物理粘结的基础上又进一步发生了化学交联，膜层间粘结强度大大改善。
[0015]进一步的，所述粘胶高分子为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠中的一种或多种；所述润
湿剂为阴离子表面活性剂，所述阴离子表面还活性剂优选十二烷基硫酸铵。
[0016]进一步的，所述聚乙烯改性多层复合膜的总厚度为15.2-90.6μm。
[0017]一种水处理用聚乙烯改性多层复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0018](1)共混挤出：将超高分子量聚乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂混合熔融，加入1,3,5-三甲酰基间苯三酚、石蜡油搅拌，混合物挤出得到熔体；
[0019](2)拉伸、萃取、分切：
[0020]A.将熔体铸片冷却后，先纵向拉伸，再横向拉伸，得到拉伸膜；
[0021]B.将拉伸膜置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水处理用聚乙烯改性多层复合膜，其特征在于：主要包括一次聚乙烯改性膜、二次聚乙烯改性膜；所述一次聚乙烯改性膜通过粘结剂粘附在二次聚乙烯改性膜的上下两表面，所述一次聚乙烯改性膜、二次聚乙烯改性膜的质量比例为2:1。2.根据权利要求1所述的一种水处理用聚乙烯改性多层复合膜，其特征在于：所述一次聚乙烯改性膜主要包括超高分子量聚乙烯树脂40-50份、高密度聚乙烯树脂50-60份、石蜡油10-14份、1,3,5-三甲酰基间苯三酚16-20份、2,5-二氨基苯甲酸16-20份。3.根据权利要求1所述的一种水处理用聚乙烯改性多层复合膜，其特征在于：所述二次聚乙烯改性膜是在一次聚乙烯改性膜的基础上进一步改性得到的，与一次聚乙烯改性膜相比还包括多乙烯多胺20-30份、O-甲基-异脲半硫酸盐3-6份。4.根据权利要求1所述的一种水处理用聚乙烯改性多层复合膜，其特征在于：所述粘结剂各原料组分如下：以重量份计，胶粘高分子60-80份、润湿剂15-20份、戊二醇8-12份。5.根据权利要求2所述的一种水处理用聚乙烯改性多层复合膜，其特征在于：所述聚乙烯改性多层复合膜的总厚度为15.2-90.6μm。6.一种水处理用聚乙烯改性多层复合膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)共混挤出：将超高分子量聚乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂混合熔融，加入1,3,5-三甲酰基间苯三酚、石蜡油搅拌，混合物挤出得到熔体；(2)拉伸、萃取、分切：A.将熔体铸片冷却后，先纵向拉伸，再横向拉伸，得到拉伸膜；B.将拉伸膜置于萃取溶液中，以甲基丙烯酸羟乙酯为单体进行等离子体表面处理得萃取膜；(3)制备一次聚乙烯改性预备膜：A.将2,5-二氨基苯甲酸置于催化液中搅拌均匀，得混合液B；B.将萃取膜浸渍在混合液B中，得一次聚乙烯改性预备膜；C.将一次聚乙烯改性预备膜进行热定型、收卷分切，得到一次聚乙烯改性膜；(4)制备二次聚乙烯改性预备膜：A.将一次聚乙烯改性预备膜分切为三等份，取其中一份置于N,N-二甲基甲酰胺溶液中浸渍，取出，干燥，得备用膜；B.将备用膜置于多乙烯多胺溶液中静置，加入O-甲基-异脲半硫酸盐，取出，干燥得到二次聚乙烯改性膜；(5)制备粘合剂：将胶粘高分子、润湿剂、戊二醇依次加入到去离子水中搅拌溶解，得到粘合剂；(6)涂覆粘合剂到二次聚乙烯改性的上下两面，再将一次聚乙烯改性膜分别覆盖在二次聚乙烯改性膜的上下两面，静置，烘烤，收卷，...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁星星，贾培梁，陈朝晖，贡晶晶，
申请(专利权)人：江苏厚生新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：