[发明专利]一种分离膜支撑体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种分离膜支撑体及其制备方法，属于分离膜支撑体制备领域，既满足了分离膜支撑体的机械性能要求同时具有克重更低，厚度更轻薄，孔径更小，孔隙率更高，曲折度更低，平滑度更高等优点；能够显著降低针孔、透印现象，为铸膜液的流延提供平整均匀的载体支撑，有效防止铸膜液的过剩渗漏；本发明的轻薄的分离膜支撑体不仅可节省纤维原料，还可实现在有限的卷式分离膜组件容纳量内提高分离膜的有效面积，进而提高分离效率。

技术领域

本发明涉及分离膜支撑体制备领域，尤其涉及一种分离膜支撑体及其制备方法。

背景技术

膜分离技术广泛应用于海水淡化、污水处理、食品和饮料工艺、医疗应用以及其他工业分离或净化等领域；

分离膜通常由聚合物形成并具有分离功能，但当单独使用时其机械强度较差，通常将聚合物溶液浇铸或刮涂在无纺布等支撑体上，无纺布支撑体为分离膜提供力学支撑，减轻分离膜的机械形变，使分离膜在高压下可以平稳运行；

无纺布支撑体的结构和性能对聚合物支撑膜乃至整个复合膜的结构与性能都有显著影响。作为分离膜用无纺布支撑体需要满足：足够的机械强度，适度的厚度与克重，较小的孔径，适宜的孔隙率和透气性，表面平整光滑，不易变形和起毛、无透印、针孔缺陷等要求；

现有无纺布支撑体为了满足力学性能要求通常克重和厚度较大，然而，这会增加跨膜压力，易造成内部浓差极化现象，不利于分离膜的过滤和截留。并且，随着分离膜的市场逐渐扩大，削减包含支撑体的分离膜部件的成本的需求逐年增加，提高对于滤筒的处理效率成为重要课题；此外，由于螺旋型分离膜组件在一定体积中容纳的分离膜的面积越大,在性能上越有利,因此为了在滤筒内配置尽可能多的分离膜并且为了降低分离膜的压力损失增大透水量，期望含有支撑体的分离膜较薄。为了满足上述要求，使无纺布支撑体变轻变薄具有实际价值。

现有技术中常通过减少纤维量而获得较薄的支撑体，但是纤维量的减少会导致支撑体孔径和孔隙率均变大，针孔、透印现象明显，这会导致涂布时树脂大量浸入支撑体内部，产生铸膜液的渗漏问题，渗漏到支撑体内部的树脂污染制膜装置，造成分离膜缺陷。另外，纤维量的减少虽然提高了支撑体的液体透过能力，但支撑体的厚度不均匀性变显著，渗漏部分增多，并且支撑体的强度也会明显下降。

现有技术中也存在通过降低纤维直径提高表观密度的薄型化方法来制备薄型支撑体，然而，若纤维的长径比(直径和长度的比例)过大，易导致打浆时纤维之间的缠绕，获得的无纺布支撑体表面会出现凸起的纤维结点，使布面不够平整。因此，只有将纤维的长径比控制在一定范围内才能使纤维浆料中的纤维不缠结而达到均匀分散的效果，当纤维直径降低时，必须同时降低纤维的长度，而这会引起支撑体中的纤维结合不够牢固，使支撑体的机械性能降低。

现有技术中存在很多单层的无纺布支撑体的制备方法，单层支撑体虽然有利于降低支撑体的厚度，但是其机械强力常无法得到满足，为了满足机械性能要求，就要使用较粗的纤维原料，但所获得的支撑体表面均匀性较差，平滑度较低，且孔径和透气性过大，这易导致刮膜时铸膜液的渗漏问题。

为了制备出机械性能优异的薄型支撑体，公开有一种将热塑性连续长丝形成的长纤维无纺布的层压无纺布作分离膜支撑体，通过在其层间使用低熔点粘结物质而增强无纺布片层的粘合力达到高强力。然而，在后续干燥工序及使用过程中，低熔点粘结物质易发生软化、熔融等问题而使支撑体发生变形，影响使用效果。

在公开的技术中也有通过不含低熔点成分的单一成分纺粘法而得到的层压无纺布，然而纺粘法制备的多层无纺布支撑体易产生层间剥离，在拉伸断裂测试过程中会因较低的应力而导致无纺布整体断裂的现象。

发明内容

本发明为解决上述问题，而提出的一种分离膜支撑体及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种分离膜支撑体及其制备方法，包括以下步骤：