[发明专利]一种工业用水处理中使用的改性聚氨酯中空纤维膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种中空纤维膜，具体涉及一种工业用水处理中使用的改性聚氨酯中空纤维膜，属于水处理领域。

背景技术

膜分离技术是一种广泛应用于溶液或气体物质分离、浓缩和提纯的分离技术。膜壁微孔密布，原液在一定压力下通过膜的一侧，溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液，而大分子溶质被膜截留，达到物质分离及浓缩的目的。膜分离过程为动态过滤过程，大分子溶质被膜壁阻隔，随浓缩液流出，可连续长期使用。过滤过程可在常温、低压下运行，无相态变化，高效节能。

超滤膜是额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜，其在工业中和水处理中的的应十分广泛。按照材质可分为无机膜和有机膜，其中无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，有机膜由高分子材料制成，如醋酸纤维素、聚醚砜、芳香族聚酰胺、聚氨酯等。根据膜的形状不同可分为平板膜、管式膜、毛细管膜和中空纤维膜。其中聚氨酯材料具有性能的多样性和可控性、良好的生物相容性和化学稳定性、耐水性，是一种日益受到重视的新型膜材料之一。

但是现有的聚氨酯中空纤维膜主要存在以下缺点：

1、在分离原水过程中，表面会沉积大量杂质和颗粒，随着杂质颗粒的累积，膜的有效面积逐渐变小，膜通量降低，过滤效率变差；

2、膜的弹性差，很难用于大流量水体的净化处理；

3、传统的聚丙烯中空纤维超滤膜清洗方法是采用气体或液体反冲洗，这样操作需要引入外部设备，并且过滤过程必须停止，提高了运行成本，而且容易造成膜的损伤。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种工业用水处理中使用的改性聚氨酯中空纤维膜，包括入水面层和出水面层。

聚碳酸酯型聚氨酯树脂 60-70，

氯丁二烯 2-5，

氨丙基三乙氧基硅烷 3-7，

聚氨基甲酸酯 1-2，

三乙醇胺 2-5，

邻苯二甲酸二丁酯 0.5-3，

玻璃纤维 2-4，

脂肪酸聚氧乙烯酯 6-10，

十二烷基苯磺酸 4-6；

所述的出水面层包括以下重量份的原料：

聚碳酸酯型聚氨酯树脂 60-70，

羟丙基甲基纤维素 1-2，

马来酸 3-6，

端羟基热塑性聚酯 1-2，

蒙托土 5-8，

聚乙二醇 6-10，

三异丙醇胺 3-6，

聚乙二醇月桂酸双酯 2-8

乙二醇丁醚醇酸酯 5-8。

优选的，将蒙脱土、羟丙基甲基纤维素按照5:1的重量混合后研磨至80-100目，再加入聚乙二醇、硅烷偶联剂KH550，在80℃、400r/min条件下搅拌30min，干燥后研磨至约600目，再加入柠檬酸和橄榄油，在约180℃转速400r/min下搅拌5-10h，冷却后即可作为出水面层所用原料。

优选的，将玻璃纤维研磨至80-100目，再加入聚乙二醇、硅烷偶联剂KH550，在80℃、400r/min条件下搅拌30min，干燥后研磨至约600目，再加入柠檬酸和橄榄油，在约180℃转速400r/min下搅拌5-10h，冷却后即可作为入水面层所用原料。

本发明具有以下优点：

(1)聚碳酸酯型聚氨酯树脂涂层具有很高的弹性，而且在聚碳酸酯型聚氨酯树脂内添加氨丙基三乙氧基硅烷、聚氨基甲酸酯、聚乙二醇月桂酸双酯、端羟基热塑性聚酯等改性助剂可以进一步提高膜的弹性，这种结构的高弹性膜具能适应大流量的水流冲击，提高膜的强度和使用寿命。

(2)在聚氨酯膜层中添加羟丙基甲基纤维素、玻璃纤维、蒙托土组分增加了膜层的微孔数量以及连通性，并且微孔的分布更加分散均匀，使得中空纤维膜的纯水通量大幅提升。

(3)氯丁二烯、氨丙基三乙氧基硅烷、脂肪酸聚氧乙烯酯、十二烷基苯磺酸和马来酸这五种物质复配产生协同作用，提高了膜对大分子有机物的截留率，使污水的COD去除率大幅提高。

(4)三异丙醇胺、三乙醇胺、聚乙二醇改变了膜表面的静电作用，阻止了膜表面对污染物的吸附。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

一种工业用水处理中使用的改性聚氨酯中空纤维膜，包括入水面层和出水面层。

所述的入水面层包括以下重量份的原料：

聚碳酸酯型聚氨酯树脂 60，

氯丁二烯 2，

氨丙基三乙氧基硅烷 3，