一种半透膜复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种半透膜复合材料及其制备方法。上述半透膜复合材料包括支撑材料和半透膜；支撑材料具有待涂覆面和非涂覆面，半透膜在支撑材料的待涂覆面上；支撑材料的吸水高度h的范围为5≤h＜70mm，且将20

【技术实现步骤摘要】
一种半透膜复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及膜材料
，具体而言，涉及一种半透膜复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]半透膜作为一种高效的过滤材料，以其更高的过滤效率和更低的运行维护成本，逐渐受到越来越多的关注、应用和推广。根据半透膜孔径尺寸，可以将半透膜分为微滤、超滤、纳滤和反渗透膜等几种。这些半透膜一般由纤维素类树脂、聚酯类树脂、聚砜类树脂、聚酰胺类树脂、氟树脂等合成树脂构成，这些材料作为半透膜使用时本体强度较低，难以在半透膜的额定工作条件下长期稳定工作，无法单独使用。
[0003]目前常用的技术是将半透膜涂附于无纺布等纤维基材作为支撑体的一面。三菱等公司的半透膜支撑体目前制成方法为以主体纤维及粘合剂纤维作为原料，采用湿法造纸工艺，再进行热压处理。
[0004]现有的技术主要专注于研究聚砜溶液渗透情况，并未对半透膜支撑体亲水性进行量化规范。而在实际涂覆过程中，半透膜支撑体亲水性对多孔聚砜层及后续脱盐层洗去胺类单体均有较大影响，从而导致半透膜在制备过程中发生黄变或透液。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种半透膜复合材料及其制备方法，以解决现有技术中半透膜容易出现黄变或透液的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种半透膜复合材料，半透膜复合材料包括支撑材料和半透膜；支撑材料具有待涂覆面和非涂覆面，半透膜在支撑材料的待涂覆面上；支撑材料的吸水高度h的范围为5≤h＜70mm，且将20
±r/>10μL的水滴滴加在支撑材料待涂覆面上时，水滴的渗水时间t范围为30s＜t≤30min。
[0007]进一步地，支撑材料包括主体纤维和粘合剂纤维，主体纤维和粘合剂纤维的质量比为2～3：1。
[0008]进一步地，支撑材料的克重为60～100g/m2，优选支撑材料的克重为70～80g/m2；支撑材料的厚度为80～120μm，优选支撑材料的厚度为90～120μm。
[0009]进一步地，半透膜复合材料的厚度为90～150μm，半透膜的厚度为10～30μm。
[0010]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种上述半透膜复合材料的制备方法，制备方法包括：采用铸膜液对支撑材料的待涂覆面进行涂布后，通过凝固浴，铸膜液在支撑材料的待涂覆面形成多孔层，得到具有多孔层的复合材料；在多孔层上进行界面聚合，得到具有脱盐层的半透膜复合材料。
[0011]进一步地，铸膜液的溶质为聚砜、聚醚砜、纤维素、尼龙、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯中的一种或多种；优选铸膜液的溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种或多种；优选铸膜液中溶质的质量分数为10～20％。
[0012]进一步地，铸膜液在对支撑材料的待涂覆面进行涂布时，铸膜液浸入支撑材料厚
度为10～90μm。
[0013]进一步地，界面聚合的过程包括：将具有多孔层的复合材料浸入第一溶液中，得到第一复合材料；将第一复合材料浸入第二溶液中，进行加热反应，得到具有脱盐层的半透膜复合材料。
[0014]进一步地，加热反应的温度为70～130℃。
[0015]进一步地，第一溶液为间苯二胺水溶液和/或哌嗪水溶液；优选第二溶液为均苯三甲酰氯溶液。
[0016]应用本专利技术的技术方案，在本申请支撑材料上可以快速形成稳定均一的半透膜，得到的半透膜复合材料具有高脱盐率和适宜水通量，并且该半透膜复合材料不会发生黄变；在涂覆过程中，还可以有效避免透液的情况发生。
附图说明
[0017]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0018]图1示出了本专利技术实施例1的半透膜膜面图；
[0019]图2示出了本专利技术对比例2的半透膜膜面图；
[0020]图3示出了本专利技术对比例4的半透膜膜面图。
具体实施方式
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0022]吸水高度是水在纸样上靠毛细管作用上升距离。本申请中的纸样是指支撑材料中按照GB/T450进行取样选取的纸样。
[0023]如本申请
技术介绍
所分析的，半透膜支撑材料亲水性较差的情况下，容易出现半透膜厚度不均一，半透膜膜面发黄、出现黄色斑点等问题；而半透膜支撑材料亲水性过于优异的情况下，容易发生透液等问题。为了解决这些问题，本申请提供了一种半透膜复合材料及其制备方法。
[0024]在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种半透膜复合材料，该半透膜复合材料包括支撑材料和半透膜；该支撑材料具有待涂覆面和非涂覆面，半透膜在支撑材料的待涂覆面上；支撑材料的吸水高度h的范围为5≤h＜70mm，且将20
±
10μL的水滴滴加在支撑材料待涂覆面上时，水滴的渗水时间t范围为30s＜t≤30min。渗水时间是指上述水滴渗透到支撑材料内部的时间。
[0025]专利技术人经过试验发现，半透膜支撑材料的亲水性对半透膜和脱盐层洗去胺类单体有较大影响。当支撑材料亲水性较差时，在涂覆过程中，铸膜液在支撑材料上的渗透性较差，铸膜液的扩散渗透和水致相转化过程不均匀发生，使最终形成的半透膜厚度不均一，从而导致半透膜膜面出现黄色斑点和明暗交接的问题，如图2和图3所示；而当支撑材料亲水性过于优异时，在涂覆过程中，容易发生透液，从而铸膜液在支撑材料的非涂覆面析出，进而影响生产，无法获得均一稳定的半透膜。因此，在制备半透膜复合材料过程中，对支撑材料的选择十分重要，选择具有合适亲水性能的支撑材料，在脱盐阶段(即界面聚合过程)阶
段，引入溶剂(胺类单体、如间苯二胺或均苯三胺)可以更好地被除去，减少黄变的生成。同时，具有合适亲水性能的支撑材料可以使铸膜液在较短时间内产生较好的渗透，在除去溶剂后与支撑材料产生足够大的作用力，从而保证半透膜与支撑材料之间形成足够强大的作用力，确保使用工况下的稳定运行。
[0026]本申请通过渗水时间和吸水高度这两个性能对支撑材料的亲水性能进行表征。本申请中对支撑材料吸水高度的测试方法如下：
[0027](1)将本申请制备的支撑材料按照GB/T450进行取样：取一卷支撑材料成品，从卷筒外部去掉全部受损伤的膜层，在未受损伤的部分再去掉三层(定量不超过225g/m2)，或一层(定量超过225g/m2)沿卷筒全幅刀切一刀，其深度要能满足取样所需的张数，让切取的纸样与卷纸分离。随机选取几张纸样，沿着原有宽度方向(CD方向)均分为五等份，并在各区域内沿着纵向方向(MD方向)裁取宽15mm，长250mm的样品。
[0028](2)按照标准GB/T461.1对样品进行吸水高度测试：取一条垂直悬挂的纸样，将其下端浸入水中，测定一定时间后的毛细吸水高度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半透膜复合材料，其特征在于，所述半透膜复合材料包括支撑材料和半透膜；所述支撑材料具有待涂覆面和非涂覆面，所述半透膜在所述支撑材料的待涂覆面上；所述支撑材料的吸水高度h的范围为5≤h＜70mm，且将20
±
10μL的水滴滴加在所述支撑材料待涂覆面上时，所述水滴的渗水时间t范围为30s＜t≤30min。2.根据权利要求1所述的半透膜复合材料，其特征在于，所述支撑材料包括主体纤维和粘合剂纤维，所述主体纤维和粘合剂纤维的质量比为2～3：1。3.根据权利要求1所述的半透膜复合材料，其特征在于，所述支撑材料的克重为60～100g/m2，优选所述支撑材料的克重为70～80g/m2；所述支撑材料的厚度为80～120μm，优选所述支撑材料的厚度为90～120μm。4.根据权利要求1所述的半透膜复合材料，其特征在于，所述半透膜复合材料的厚度为90～150μm，所述半透膜的厚度为10～30μm。5.一种权利要求1至4任一项所述的半透膜复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：采用铸膜液对所述支撑材料的待涂覆面进行涂布后，通过凝固浴，所述铸膜液在所述支撑材料的待涂覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晨，李房，周光大，林建华，
申请(专利权)人：杭州福斯特应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：