复合超滤膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了复合超滤膜及其制备方法。该复合超滤膜包括：高分子基膜，高分子基膜中具有制孔剂和第一交联剂；第一交联层，第一交联层设置在高分子基膜的一个表面上；聚酰胺层，聚酰胺层设置在第一交联层远离高分子基膜的表面上，第一交联层是由第一交联剂与聚酰胺层发生交联反应得到的；第二交联层，第二交联层设置在聚酰胺层远离高分子基膜的表面上，第二交联层与聚酰胺层之间有交联。由此，聚酰胺层两侧表面的交联，有效提高了聚酰胺层与高分子基膜之间的结合力以及第二交联层的结合力，即提高了复合超滤膜的整体结构稳定性，防止交联后功能层聚酰胺层脱落、划伤等不良影响。后功能层聚酰胺层脱落、划伤等不良影响。后功能层聚酰胺层脱落、划伤等不良影响。

【技术实现步骤摘要】
复合超滤膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及制膜
，具体涉及一种复合超滤膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]膜科学是一种新型高效的分离技术，应用于多个学科领域当中，膜分离技术具有分离效率高、能耗低、经济效益好、过程简易、无相变、可在常温下操作、绿色环保等优秀特点。随着医药行业、食品行业以及环境保护的不断发展，市场上对低截留分子量超滤膜的需求越来越多。目前，市场上的低分子量超滤膜的制作方法一般分为三种。一种为传统的浸没沉淀相转化法制作，此类超滤膜需要较特殊的凝固浴和添加剂，增加了生产步骤且不利于环保，而且其皮层厚通量较低、膜表面疏水、容易压密；一种为化学交联法，即使用两种或多种有机物，在光、热、辐射和交联剂的作用下生成具有某一特定性能的网状或立体形结构致密高分子薄膜粘附于大孔径超滤基膜上，这种方法制作的薄膜功能层附着力较差，易脱落、划伤，使用寿命短；一种为界面聚合法，在大孔径超滤基膜上涂布聚酰胺层，制作工艺和所用材料与制作纳滤膜或反渗透膜相同，仅配方有所不同，其孔径较小，截留分子量一般低于500Da。
[0003]因此研究一种高通量、不易破损、低截留分子量的超滤膜尤为迫切。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种复合超滤膜。该复合超滤膜稳定性较好、层结构之间的连接较为牢固。
[0005]在本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种复合超滤膜。根据本专利技术实施例，该复合超滤膜包括：高分子基膜，所述高分子基膜中具有制孔剂和第一交联剂；第一交联层，所述第一交联层设置在所述高分子基膜的一个表面上；聚酰胺层，所述聚酰胺层设置在所述第一交联层远离所述高分子基膜的表面上，所述第一交联层是由所述第一交联剂与所述聚酰胺层发生交联反应得到的；第二交联层，所述第二交联层设置在所述聚酰胺层远离所述高分子基膜的表面上，所述第二交联层与所述聚酰胺层之间有交联。由此，聚酰胺层两侧均发生有交联反应，一方面聚酰胺层与高分子基膜中的第一交联剂发生有交联反应，生成了第一交联层，进而加固了聚酰胺层与高分子基膜之间的结合牢度，另一方面聚酰胺层与第二交联层中的交联剂也发生有交联反应，进而加固了聚酰胺层与第二交联层之间的结合牢度，如此聚酰胺层两侧表面的交联，有效提高了聚酰胺层与高分子基膜之间的结合力以及第二交联层的结合力，即提高了复合超滤膜的整体结构稳定性，防止交联后功能层聚酰胺层脱落、划伤等不良影响。
[0006]根据本专利技术实施例，所述第一交联剂为磺酸类交联剂，所述第二交联层中的第二交联剂为磺酸类交联剂。
[0007]根据本专利技术实施例，所述第一交联剂和所述第二交联剂分别包括氨基磺酸、氨基
磺酸钠、氨基磺酸钾、氨基苯磺酸和对氨基苯磺酸中的至少之一。根据本专利技术实施例，满足以下条件中的至少之一：所述高分子基膜的厚度为30～60μm；所述第一交联层的厚度为40～80nm；所述聚酰胺层的厚度为50～100nm；所述第二交联层的厚度为60～100nm。
[0008]在本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种制备前述复合超滤膜的方法。根据本专利技术的实施例，将高分子聚合物、制孔剂和第一交联剂溶解在有机溶剂中制成铸膜液；制备聚酰胺溶液，备用；制备交联剂水溶液，备用；将所述铸膜液涂布在载体上，并使得所述铸膜液固化成膜，得到高分子基膜；将所述高分子基膜的单面浸入所述聚酰胺溶液中一段时间后取出晾干，得到半成品；将所述半成品浸入所述交联剂水溶液一段时间后取出，并在预定温度下发生交联反应，得到所述复合超滤膜。由此，在上述的制备方法中，聚酰胺层两侧均发生有交联反应，一方面聚酰胺层与高分子基膜中的第一交联剂发生有交联反应，生成了第一交联层，进而加固了聚酰胺层与高分子基膜之间的结合牢度，另一方面聚酰胺层与交联剂水溶液中的交联剂也发生有交联反应，进而加固了聚酰胺层与第二交联层之间的结合牢度，如此聚酰胺层两侧表面的交联，有效提高了聚酰胺层与高分子基膜之间的结合力以及第二交联层的结合力，即提高了复合超滤膜的整体结构稳定性，防止交联后功能层聚酰胺层脱落、划伤等不良影响；而且，上述制备方法较为简单，便于实施和工业化量产。
[0009]根据本专利技术实施例，基于所述铸膜液的总质量，按照质量百分数计，所述铸膜液包括：所述高分子聚合物10wt％～28wt％；所述制孔剂0.5wt％～8wt％；所述第一交联剂1wt％～5wt％；以及余量的有机溶剂。
[0010]根据本专利技术实施例，所述高分子聚合物选自聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、磺化聚砜中的至少之一。
[0011]根据本专利技术实施例，所述制孔剂选自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、乙醇、丙醇、乙酸、乙二醇甲醚、二乙二醇二甲醚中的至少之一。
[0012]根据本专利技术实施例，所述第一交联剂选自氨基磺酸、氨基磺酸钠、氨基磺酸钾、氨基苯磺酸、对氨基苯磺酸中的至少之一。
[0013]根据本专利技术实施例，所述有机溶剂选自N,N
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二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的至少之一。
[0014]根据本专利技术实施例，所述聚酰胺溶液是通过以下方法制备的：将多元胺与酰氯分别溶解后混合使其发生聚合反应生成聚酰胺，之后过滤烘干，将所述聚酰胺溶于多元溶剂，得到所述聚酰胺溶液。
[0015]根据本专利技术实施例，所述聚酰胺溶液的浓度为2％～8％。
[0016]根据本专利技术实施例，所述多元胺选自三乙胺、三乙胺盐酸盐、哌嗪、间苯二胺、聚乙烯亚胺、三乙醇胺和甲基二乙醇胺中的至少之一，所述酰氯选自均苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、联苯二甲酰氯、萘二甲酰氯、萘磺酰氯、苯二磺酰氯和苯三磺酰氯中的至少之一，所述多元溶剂选自N,N
‑
二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、氯乙醇、丙二醇、甲酸和硫酸中的至少两种混合。
[0017]根据本专利技术实施例，所述高分子基膜在所述聚酰胺溶液中浸泡时间为10s～120s。
[0018]根据本专利技术实施例，所述交联剂水溶液的浓度为5％～15％。
[0019]根据本专利技术实施例，所述半成品在所述交联剂水溶液中浸泡时间为5s～90s。
[0020]根据本专利技术实施例，预定温度为30℃～90℃。
[0021]根据本专利技术实施例，所述交联反应的时间为0.5min～10min。
附图说明
[0022]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0023]图1是根据本专利技术一个实施例的复合超滤膜结构示意图；
[0024]图2是根据本专利技术一个实施例的复合超滤膜的制备方法流程示意图。
[0025]附图标记说明：
[0026]1000：复合超滤膜；120：高分子基膜；130：聚酰胺层；141：第一交联层；142：第二交联层。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合超滤膜，其特征在于，包括：高分子基膜，所述高分子基膜中具有制孔剂和第一交联剂；第一交联层，所述第一交联层设置在所述高分子基膜的一个表面上；聚酰胺层，所述聚酰胺层设置在所述第一交联层远离所述高分子基膜的表面上，所述第一交联层是由所述第一交联剂与所述聚酰胺层发生交联反应得到的；第二交联层，所述第二交联层设置在所述聚酰胺层远离所述高分子基膜的表面上，所述第二交联层与所述聚酰胺层之间有交联。2.根据权利要求1所述的复合超滤膜，其特征在于，所述第一交联剂为磺酸类交联剂，所述第二交联层中的第二交联剂为磺酸类交联剂。3.根据权利要求2所述的复合超滤膜，其特征在于，所述第一交联剂和所述第二交联剂分别包括氨基磺酸、氨基磺酸钠、氨基磺酸钾、氨基苯磺酸和对氨基苯磺酸中的至少之一。4.根据权利要求1所述的复合超滤膜，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：所述高分子基膜的厚度为30～60μm；所述第一交联层的厚度为40～80nm；所述聚酰胺层的厚度为50～100nm；所述第二交联层的厚度为60～100nm。5.一种制备权利要求1～4中任一项所述的复合超滤膜的方法，其特征在于，包括：将高分子聚合物、制孔剂和第一交联剂溶解在有机溶剂中制成铸膜液；制备聚酰胺溶液，备用；制备交联剂水溶液，备用；将所述铸膜液涂布在载体上，并使得所述铸膜液固化成膜，得到高分子基膜；将所述高分子基膜的单面浸入所述聚酰胺溶液中一段时间后取出晾干，得到半成品；将所述半成品浸入所述交联剂水溶液一段时间后取出，并在预定温度下发生交联反应，得到所述复合超滤膜。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述铸膜液的总质量，按照质量百分数计，所述铸膜液包括：所述高分子聚合物10wt％～28wt％；所述制孔剂0.5wt％～8wt％；所述第一交联剂1wt％～5wt％；以及余量的有机溶剂。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：丁宇，孟祥钦，柳艳敏，袁晓东，李飞飞，孙蒙蒙，张彤，
申请(专利权)人：上海乐凯新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：