[发明专利]聚乙烯复合纳滤膜的制备方法在审

专利信息
申请号: 202010201763.8 申请日: 2020-03-20
公开(公告)号: CN111389240A 公开(公告)日: 2020-07-10
发明(设计)人: 陈亦力;张翠苗;况武;裴志强;赵旭 申请(专利权)人: 北京碧水源膜科技有限公司
主分类号: B01D69/12 分类号: B01D69/12;B01D71/26;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/02
代理公司: 北京市商泰律师事务所 11255 代理人: 黄晓军
地址: 101407 北京市*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 聚乙烯 复合 滤膜 制备 方法
【说明书】:

本发明提供了一种聚乙烯复合纳滤膜的制备方法。该方法包括:将聚烯烃薄膜浸泡于润湿剂中进行润湿处理,将聚烯烃薄膜取出,去除聚烯烃薄膜表面上的残余溶液,将润湿后的聚烯烃薄膜浸泡于亲水改性试剂中,将聚烯烃薄膜取出,去除聚烯烃薄膜表面上的残余溶液,将亲水性聚烯烃薄膜浸泡于交联剂中,将聚烯烃薄膜取出,去除聚烯烃薄膜表面上的残余溶液,将更加亲水性的聚烯烃薄膜转入烘箱中进行干燥,在永久亲水聚烯烃薄膜上进行界面聚合反应,得到聚乙烯复合纳滤膜。本发明的聚乙烯复合纳滤膜的制备方法的工艺方法操作简单,可控性强,适应于大规模工业化连续生产,可以制作更高填装密度的反渗透/纳滤膜元件,还具有性能和占地面积小等其他优势。

技术领域

本发明涉及复合膜技术领域,尤其涉及一种聚乙烯复合纳滤膜的制备方法。

背景技术

目前,市面上销售的反渗透/纳滤膜基本都是采用聚酯无纺布、聚砜超滤膜和聚酰胺脱盐层的三层复合膜,其主要的成本构成为聚酯无纺布和聚砜超滤层,约占膜片总成本的70%。其中聚酯无纺布目前在国内没有合格的供应商,只能采取从美国或者日本进口;聚砜材料的供应也基本由Solvay和BASF垄断。这些因素综合下来,虽然反渗透膜生产设备已经实现国产化,但其综合制造成本依然与进口厂家相比优势不大,通过规模化生产或者精细生产管理也无法进一步大幅提高利润率,所以只有通过更换材料本身才可以实现成本上的颠覆性优势。

聚乙烯高分子是一种广泛使用的人工树脂,合成简单,生产规模大,成本低,近年来也作为一种功能化薄膜材料被大规模应用在锂电池中。一般来说,锂电池用的聚乙烯隔膜采用拉伸的技术来进行制备,厚度在10-40μm不等,平均孔径20-60nm。若将某些特定型号的聚乙烯隔膜通过一定手段进行改性,可以成为替代无纺布、聚砜组合的基材。聚乙烯锂离子电池隔膜价格低廉,如果替代成功,可以将现有反渗透/纳滤膜的制造成本大幅降低的同时实现原材料全国产业化,又由于聚乙烯薄膜超薄特性,可以制作更高填装密度的反渗透/纳滤膜元件,具有非常诱人的市场前景。除此之外,聚乙烯薄膜可以直接从锂电池行业的成熟供应商处采购,不产生无纺布/聚砜技术路线的大量含有机溶剂的废水,生产更加绿色环保。但聚烯烃类薄膜属于超疏水材料,采用传统界面聚合法制备纳滤膜时,水相单体溶液不能在聚烯烃薄膜表面均匀铺展,无法形成连续完好的聚酰胺层,这是制约聚乙烯薄膜聚砜无纺布底膜的关键点所在。

近年,国内外出现了以聚烯烃类薄膜为基底的研究和专利,制备出了性能尚可的复合纳滤膜。现有技术中的一种聚烯烃复合纳滤膜的制备方法为采用沉积法对聚烯烃微孔膜进行亲水改性,制备出的复合纳滤膜。该方法的缺点为:沉积法存在处理时间较长,操作步骤繁琐严苛,均一性差的缺点,不利于实现连续工业化生产。

发明内容

本发明的实施例提供了一种聚乙烯复合纳滤膜的制备方法,以克服现有技术的问题。

一种聚乙烯复合纳滤膜的制备方法,包括:

将聚烯烃薄膜浸泡于润湿剂中进行润湿处理,将聚烯烃薄膜取出,去除聚烯烃薄膜表面上的残余溶液,得到润湿后的聚烯烃薄膜;

将所述润湿后的聚烯烃薄膜浸泡于亲水改性试剂中,将聚烯烃薄膜取出,去除聚烯烃薄膜表面上的残余溶液,得到亲水性聚烯烃薄膜;

将所述亲水性聚烯烃薄膜浸泡于交联剂中,将聚烯烃薄膜取出,去除聚烯烃薄膜表面上的残余溶液,得到更加亲水性的聚烯烃薄膜;

将所述更加亲水性的聚烯烃薄膜转入烘箱中进行干燥,得到永久亲水聚烯烃薄膜;

在所述永久亲水聚烯烃薄膜上进行界面聚合反应,得到聚乙烯复合纳滤膜。

优选地,所述聚烯烃薄膜在润湿剂中浸泡时间为5s-10min,润湿剂为异丙醇,润湿剂以有机物总重量为基准含量为2%-50%。

优选地,所述聚烯烃薄膜在亲水改性剂中浸泡时间为10s-30min,亲水改性试剂为聚乙烯亚胺,分子量为600-70000,pH范围为7-12。

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