[发明专利]反渗透膜用浓水网材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料，尤其是一种反渗透膜用浓水网材料。

背景技术

浓水网、膜分离层及支撑层是卷式复合反渗透膜元件的三大关键材料，对膜元件的有效面积（产水量）、清洗（使用寿命）、压力损失（能耗）、一致性等方面有着重要影响，随同反渗透膜元件广泛用于海水淡化、工业纯水、发电厂锅炉补给水等工业领域和处理高浓度含盐废水、饮料用水等领域。在海水淡化用反渗透膜元器件中，用于污水流动的浓水网其网孔形状、尺寸、丝径的形状、材质的硬度（挺度）及整卷网的平直度等有严格的要求，因此，所用聚丙烯（PP）基原料必须具有适宜的硬度、强度、满足食品行业的卫生指标、较好的抗污染性能等材料特性，适宜于旋转挤出并双向拉伸的熔体流变性能（流动性、熔体强度、拉升强化特性等）。单一牌号的聚丙烯树脂难以满足所有的性能要求。

发明内容

本发明的目的是：提供一种反渗透膜用浓水网材料，它大幅度提高了聚丙烯基材的综合力学性能、加工工艺性及抗污染能力，可完全达到生产反渗透膜用浓水网所需的性能指标，以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：反渗透膜用浓水网材料，按重量份数计算，包括聚丙烯100份，高密度聚乙烯5～15份，乙烯-辛烯共聚物弹性体5～10份，成核剂0.1～0.5份以及抗菌剂0.2～0.8份。

所诉的成核剂为磷酸盐类或羧酸盐类成核剂。

所述的抗菌剂为季铵盐抗菌剂。 

为了进一步验证本发明的效果，按照本发明的技术方案制备出具体的产品，对这些产品进行各项性能测试。

1、材料的选择

聚丙烯(PP)：牌号为T30S的均聚聚丙烯、牌号为EPS30R的共聚聚丙烯以及牌号为F401的均聚聚丙烯；

高密度聚乙烯（HDPE）：牌号为5000S的高密度聚乙烯、牌号为5200B的高密度聚乙烯以及牌号为5300B的高密度聚乙烯；

乙烯-辛烯共聚物弹性体（POE）：牌号为8843的乙烯-辛烯共聚物弹性体；

成核剂：磷酸盐类成核剂NA-1；羧酸盐类成核剂苯甲酸钠，磷酸盐类成核剂NA-2；

抗菌剂：季铵盐抗菌剂。

2、实验过程

将上述材料按本发明的技术方案进行分成3个实验组，将每个实验组的各组分混合均匀，按常规工艺挤出造粒，将该粒料通过注塑成型制备为样条，再对样条进行相应的性能测试。

3、结果

表1、表2及表3分别为3个实验组的测试结果

表1

表2

表3

根据以上实验结果的表格得知，经过改性后的聚丙烯其拉伸强度≥32.5 MPa、拉伸断裂延伸率≥68%、弯曲强度≥32.8MPa、弯曲模量≥1.26Gpa、缺口冲击强≥3.15KJ/m²、经30次水洗后抑菌率大于95%。可见，经过改性后的聚丙烯大幅度提高了其综合力学性能、加工工艺性及抗污染能力，可完全达到生产反渗透膜用浓水网所需的性能指标。

本发明通过加入的聚乙烯（HDPE）细化了乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE)在聚丙烯(PP)基体中的分布粒径，POE又进一步抑制了PP的聚集结晶。利用HDPE和POE的协同增韧PP作用，突破了传统的用大量橡胶增韧塑料才能获得高韧性高分子材料的观念，降低昂贵的POE用量，有效降低成本，并且减少由于POE的加入带来的强度和刚度的损失，提高了材料的综合性能，另一方面，加入了分子链柔顺性较大的HDPE和POE组分，加快了熔融状态下丝束拉伸时的分子链解取向进程，使丝束得到均匀拉伸，能满足反渗透膜用浓水网在生产时的形状和尺寸精度，可使浓水网产品达到丝束两端直径14.5±1mil、丝束中间直径12.5±1mil。

加入成核剂，利用成核剂的异相成核作用使PP能在较高温度下结晶，结晶度（Xc,Xρ）升高，有利于双向拉伸时丝径的变化。

小分子季铵盐抗菌机理主要为：吸附到细菌表面-穿透细胞壁-与细胞膜结合-导致细胞内物质泄漏-细胞死亡。购买经纳米无机粒子接枝的季铵盐抗菌剂，通过共混改性的方法将抗菌剂添加到聚合物材料中，通过与聚合物共混改性，使抗菌剂在聚合物基体中均匀分散，由于无机纳米粒子的钉扎作用，使抗菌剂不易从聚合物制品表面流失，形成永久型的抗菌功效。