[发明专利]一种阻垢滤膜及制备方法

说明书

本发明提供一种阻垢滤膜及制备方法，该阻垢滤膜中将阻垢材料混合到铸膜液中，通过制膜工艺，制作超微滤膜；所述的阻垢材料为粒径0.1～100微米的颗粒状材料，所述的颗粒状材料包括不溶于铸膜液中的有机溶剂、稀释液、冷却液，且在纯净水中的溶解度是0.1mg/L～1000mg/L的无机磷系、有机磷系、聚天冬氨酸、聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸。该方法包括非溶剂致相分离法、热致相分离法或者熔融拉伸法。本发明采用阻垢材料不溶于铸膜液中的有机溶剂、稀释液、冷却液，且在纯净水中的溶解度是0.1mg/L～1000mg/L的无机磷系、有机磷系、聚天冬氨酸、聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸的颗粒状材料。在阻垢材料饱和浓度0‑10ppm的情况下，也可以随水流有效的释放，保证连续过水过程中，释放速度稳定，阻垢效果好。

技术领域

本发明涉及阻垢滤膜及制备方法。

背景技术

超滤膜技术是21世纪发展起来的新型过滤材料技术，能够截留分子量300-500000道尔顿的粒子，业内自20世纪90年代起便将超滤膜技术应用于家庭用水处理上，至今已有20多年历史。超滤膜能够有效的去处家庭用水中的铁锈、泥沙、胶体、部分大分子蛋白质等物质，但是由于超滤膜本身无法拦截水中钙、镁、碳酸氢根等成垢离子，过滤水经过加热后还是有水垢产生，甚至比自来水的水垢更加明显，悬浮在表面，影响饮用水的感官，进而制约了超滤膜技术在家用净水行业的发展。

目前，由于用超滤膜过滤不能拦截水中钙、镁、碳酸氢根等成垢离子，因此，需要进行阻垢改造，如中国发明专利公开号CN 108854569 A公开的一种金属有机骨架材料MOF负载ZnO阻垢超滤膜的制备方法，该阻垢超滤膜就是一种可以拦截水中钙、镁、碳酸氢根等成垢离子的超滤膜。该方法中，以金属盐与配体为原料，在水热反应条件下制备MOF，MOF与锌盐混合培烧，得到MOF负载ZnO，将负载ZnO的MOF与PVDF、PE、PES分散或溶解在溶剂中，制备得到相应的负载ZnO的MOF阻垢超滤膜。膜材料包含MOF负载氧化锌，使用上述MOF负载氧化锌抗菌超滤膜具有较高的抗菌黏附性。另外，该超滤膜具有良好的过滤分离性能；在空气和水中能够稳定存在；可循环再生；环境友好，无腐蚀性。实验结果表明：本发明提供的超滤膜对废水菌的抗黏附性为80～90％，对牛血清蛋白的截留率均在95％以上。此阻垢膜的缺点是，无法阻止因钙镁沉淀形成的水垢产生，只可以组织微生物粘附产生的生物污垢。

目前市场上的阻垢材料的缺点是：阻垢因子释放量不可控，前置硅磷酸盐类阻垢颗粒进行阻垢，硅磷酸盐球在非连续使用过程中，其释放的有效成分聚集在滤芯内部，浓度可以高于正常浓度(3-5ppm)的100倍左右，出水不仅起不到阻垢效果，水加热后还会出现很多白色絮状沉淀。对感官和健康引起不良影响。长期浸泡后，硅磷酸盐球可能会产生白色粉状沉淀，堵塞超滤膜，影响正常使用。

另外，目前市场上出现一些阻垢因子释放速度慢的阻垢材料，这类材料的特点是有效物质释放慢，饱和浓度相对较低，但是存在两个问题：1)连续过水时，释放速度跟不上。2)材料成型方法局限，长期浸泡可能导致阻垢材料粉化，引起滤膜堵塞。

发明内容

本发明针对目前阻滤超滤膜阻垢因子释放量不可控的不足，提供一种将阻垢材料和超滤膜结合，借用超/微滤膜内发达的网络孔结构固定阻垢材料，同时将阻垢材料的粒径做到微米级别，增加阻垢材料的比表面积，在阻垢材料饱和浓度0-10ppm的情况下，也可以随水流有效的释放，保证连续过水过程中，释放速度稳定，阻垢效果好。通过超滤膜的高分子在熔融或/和溶解状态下与微米级阻垢粒子的缠绕结合，以及铸膜液配方内的致孔剂、分散剂、溶剂、稀释剂等的相互作用，利用熔融拉伸成膜、热致相分离成膜或非溶剂致相分离成膜的方式，形成带有阻垢功能的超/微滤膜。

本发明为实现其发明目的所采用的技术方案是：一种阻垢滤膜，将阻垢材料混合到铸膜液中，通过制膜工艺，制作超微滤膜；所述的阻垢材料为粒径0.1～100微米的颗粒状材料，所述的颗粒状材料包括不溶于铸膜液中的有机溶剂、稀释液、冷却液，且在纯净水中的溶解度是0.1mg/L～1000mg/L的无机磷系、有机磷系、聚天冬氨酸、聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸。