[发明专利]一种中空纤维复合纳滤膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种中空纤维复合纳滤膜的制备方法，该方法采用聚砜中空纤维基膜，在以丙烯酸树脂、羧基型氯醋树脂、二苯基甲烷二异氰酸酯为溶质，乙酸丁酯和碳酸二甲酯为溶剂组成的成膜液中浸渍提拉上致密膜后制备的中空纤维复合纳滤膜可以弥补有机中空纤维复合纳滤膜易溶胀、机械强度低、组件密封困难的不足，同时保证符合纳滤膜具有良好的脱盐率，较高的水通量和化学稳定性，能够实现连续化工业生产。

技术领域

本发明涉及净水技术领域，特别涉及一种中空纤维复合纳滤膜的制备方法。

背景技术

现有的家用净水器中，主要采用的是反渗透膜过滤，由于家用反渗透膜的特点，其除盐率非常高，因此出水含盐量基本为零，同时家用反渗透膜需高压运行，一般的其运行压力需0.5MP～0.7MP。现有的家用净水器由于家用反渗透膜的作用，其得水率一般为50％左右，因此水资源浪费严重，且每台家用净水机每日的产水量只有50～100加仑。另外，家用反渗透膜一般为卷式结构，其抗污染能力不强，且清洗工艺复杂，只能定期进行更换，增加了使用成本。

目前商品化的纳滤膜主要是卷式膜。相比卷式膜，中空纤维膜具有填充密度高、运行过程中可气水擦洗、膜污染易于控制等特点，因此成为目前纳滤膜领域研究的重要方向之一。现有中空纤维复合纳滤膜的制备方法主要分为两种：一种是直接纺丝法，即采用醋酸纤维素、磺化聚醚砜等作为成膜材料，与溶剂、添加剂等直接配置成纺丝成膜体系，经溶液相转化法纺丝成形得到中空纤维复合纳滤膜。其优点在于整个过程易于实现连续化生产，但缺点在于受材质所限，所得纳滤膜的化学稳定性和尺寸稳定性均较差，规模化应用受到限制；另一种方法是复合法，即通过表面直接涂覆聚合物并交联或界面直接聚合的方法得到中空纤维复合纳滤膜。其优点在于，采用复合技术可同时兼顾基膜的支撑性和分离层的分离特性，因此，在纳滤膜制备领域，无论是卷式膜还是中空纤维膜，复合法都已成为主流的制备技术而受到产业界的推崇。

纳滤膜的出现弥补了反渗透与超滤之间的空白，纳滤膜又称疏松型反渗透膜。通常情况，纳滤膜的截留相对分子质量界限为200～1000，与截留相对分子质量相对应的膜孔径为1～3nm。目前，现有的纳滤膜都是卷式纳滤膜，卷式纳滤膜主要应用在物料分离行业，其单位填充体积内产水率也很低，同时，因为卷式纳滤膜的生产工艺复杂，其生产成本和使用成本都很高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种工艺过程连续，纳滤功能层均匀，缺陷少的中空纤维复合纳滤膜的制备方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种中空纤维复合纳滤膜的制备方法，括下述步骤：

(1)将陶瓷粉、高分子聚合物、有机溶剂、分散剂按一定比例混合搅拌，经真空抽吸脱去成膜液内的气泡，形成均匀稳定的成膜原料；

(2)将成膜原料经中空喷丝头和双扩散过程纺制成形，并初步固化形成中空纤维膜气过程中凝固浴碱溶液，内凝固浴含水的成膜溶剂；

(3)将上述初步固化的中空纤维膜经过多元胺的水溶液，拭去表面浮液后经过多元酰氯的有机溶液，再经干燥固化，得到中空纤维复合纳滤膜。

步骤(1)中，所述陶瓷粉体为氧化铝、氧化锆、二氧化钛中的一种或两种，粉体的平均粒径为0.1～0.5μm，高分子聚合物为聚醚砜，有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮，分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。陶瓷粉体的质量比例为50～60％，高分子聚合物的质量比为6.5～7.5％，有机溶剂的质量比例为35～45％，分散剂的质量比例为0.5～1.5％。

真空抽吸脱泡的时间为12～24小时。

步骤(2)中所述碱溶液是指聚电解质、碱混合后溶于水得到的水溶液。所述聚电解质为聚甲基丙烯酸、聚乙烯磷酸或聚乙烯亚胺；所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。所述聚电解质的浓度为1-2g/L，所述碱的浓度为1-2g/L。