[发明专利]双层聚酰胺表层复合反渗透膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高水渗透性和高盐阻滞率的双层聚酰胺表层复合反渗透膜及其制备方法，属于水处理技术领域。

背景技术

复合反渗透膜作为应用最广泛的反渗透膜品种，已知的结构是在多孔支撑体上形成分离性能较好的聚酰胺表层(例如US5160619)。现有的复合反渗透膜，虽然具有较高的盐阻滞率性能和水透过性能，但是由于超薄的聚酰胺表层易于被水解、氧化、刮伤而失去脱盐性能，严重影响了反渗透膜的广泛应用，且使用寿命较短。从复合反渗透膜的应用等方面考虑，制备双层聚酰胺表层的复合反渗透膜将有利于延长反渗透膜的使用寿命，拓宽反渗透膜的应用领域。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种双层聚酰胺表层复合反渗透膜及其制备方法。本发明通过在多孔性支撑层上用多元胺和多元酰氯反应制成双层聚酰胺表层，增加了反渗透膜表层的厚度，提高了反渗透膜的耐磨损性能，延长了其使用寿命，并具有高盐阻滞率和高水渗透性。

本发明的技术方案：一种双层聚酰胺表层复合反渗透膜，包括无纺布层和多孔性支撑层，其特点是：在多孔性支撑层上有用多元胺和多元酰氯反应制成的双层聚酰胺表层。

所述的多孔性支撑层为聚砜多孔支撑层、聚醚砜多孔支撑层、聚丙烯多孔支撑层、聚乙烯多孔支撑层或聚偏四氟乙烯多孔支撑层。

上述双层聚酰胺表层复合反渗透膜的制备方法为：将多孔性支撑层与含有至少两个反应性氨基的化合物的A溶液接触，用橡胶辊除去多余的溶液，在多孔性支撑层上形成聚砜支撑层；然后将此聚砜支撑层与含有至少两个反应性酰氯基多官能性酰氯化合物的B溶液接触，形成第一层聚酰胺表层，溶剂挥发后再与含有至少两个反应性氨基的化合物的C溶液接触，形成第二层聚酰胺表层。

前述A溶液和C溶液中所含至少有两个反应性氨基的化合物为芳香族、脂肪族、脂环族的多官能胺中的一种或几种。

所述芳香族多官能胺为间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺、1，3，5-三氨基苯、1，2，4-三氨基苯、3，5-二氨基安息香酸、2，4-二氨基甲苯、2，4-二氨基苯甲醚、阿米酚、苯二甲基二胺中的至少一种；所述脂肪族多官能胺为乙二胺、丙二胺、三(2-氨乙基)胺中的至少一种；所述脂环族多官能胺为1，3-二氨基环己烷、1，2-二氨基环己烷、1，4-二氨基环己烷、哌嗪、烷基取代哌嗪中的至少一种。

前述B溶液中所含至少有两个反应性酰氯基多官能性酰氯化合物为芳香族、脂肪族、脂环族的多官能酰氯化合物中的一种或几种。

所述芳香族多官能酰氯化合物为均苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、联苯二甲酰氯、苯二磺酰氯中的至少一种；所述脂肪族多官能酰氯化合物为丁三酰氯、丁二酰氯、戊三酰氯、戊二酰氯、己三酰氯、己二酰氯化合物中的至少一种；所述脂环族多官能酰氯化合物为环丙烷三酰氯、环丁烷二酰氯、环丁烷四酰氯、环戊烷二酰氯、环戊烷三酰氯、环戊烷四酰氯、环己烷二酰氯、环己烷三酰氯、环己烷四酰氯、四氢呋喃二酰氯、四氢呋喃四酰氯中的至少一种。

前述多孔性支撑层上形成的第一层聚酰胺表层与C溶液接触前，其表面的溶剂挥发至干，即没有B溶液的残留溶剂。

多孔性支撑层与A溶液接触时间为5s～300s，聚砜支撑层与B溶液接触时间为5s～300s，第一层聚酰胺表层与C溶液接触时间为5s～300s。

前述A溶液、C溶液中分别含有质量百分比浓度为0～10％的异丙醇、联苯二酚、DMSO中的至少一种化合物。

前述A溶液或C溶液的配制方法为：取芳香族、脂肪族、脂环族的多官能胺中的一种或几种溶解于水中，其在水溶液中的总重量浓度为0.5％～5％，待多官能胺完全溶解于水后，再向水溶液中加入重量百分比为0.1～5％的表面活性剂、0～10％的异丙醇、联苯二酚、DMSO中的至少一种化合物、1％～3％的三乙胺和1％～6％的樟脑磺酸，搅拌溶解后即得。即本发明中A溶液与C溶液的配制方法相同，但C溶液中所含的反应性氨基化合物和A溶液所含的反应性氨基化合物可以相同，也可以不同；同样，A溶液和C溶液中反应性氨基化合物的重量百分比浓度虽然都在0.5％～5％的范围内，但两者的浓度可以相同，也可以不同。所用的表面活性剂为十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸钠、N-甲基吡咯烷酮、月桂基磺酸钠中的至少一种化合物。

前述B溶液的配制方法为：取芳香族、脂肪族、脂环族的多官能酰氯化合物中的一种或几种，按照总质量百分比为0.05～0.4％的比例溶于含有4～12个碳原子的脂肪烃、环脂烃、芳香烃中的一种或几种化合物，搅拌溶解后即得。