[发明专利]一种基于改性聚烯烃基材的反渗透膜及其制备方法

说明书

本发明公开一种基于改性聚烯烃基材的反渗透膜及其制备方法：(1)将高密度聚乙烯、交联聚乙烯基吡咯烷酮、抗氧剂、稀释剂共混形成均相共混物，挤出，铸片，得到固态厚片；(2)将固态厚片拉伸成带状薄膜；(3)然后萃取、热定型，收卷得改性聚乙烯微孔膜；(4)将聚砜溶于N,N‑二甲基甲酰胺中，得铸膜液；(5)将铸膜液涂布在改性聚乙烯微孔膜表面，浸入水中经相转化成膜，得聚砜基膜；(6)将间苯二胺、樟脑磺酸钠和水混合，得水相液；将聚砜基膜置于其中浸渍，分离并除去膜表面液体；(7)将均苯三甲酰氯溶于有机溶剂配成油相液；将聚砜基膜再置于油相液界面聚合，分离并除去膜表面液体，干燥，水洗，得到基于改性聚烯烃基材的反渗透膜。

技术领域

本发明涉及水处理膜技术领域，具体涉及一种基于改性聚烯烃基材的反渗透膜及其制备方法。

背景技术

聚酰胺反渗透膜由于其具有分离效率高、pH使用范围广、节能环保等优点，在海水淡化、工业污水处理和纯水制备等领域得到越来越广泛的应用。传统反渗透膜包含三层结构，即PET无纺布支撑层、聚砜多孔层和聚酰胺脱盐层。目前只有少数几个国家具有生产反渗透膜用PET无纺布的能力，无纺布价格较高，同时，聚砜多孔层的原材料聚砜颗粒也长期被国外化工公司垄断，因此生产反渗透膜的原材料成本较难降低。此外，因PET无纺布面临强度和光滑度等因素的限制，其厚度一般在80-100微米，而低粘度铸膜液在无纺布表面下渗较为严重，同样需要保证一定厚度，聚砜厚度一般在30-50微米，无法进一步消减。对于由反渗透膜卷制的膜元件来说，膜片厚度严重制约着元件的有效卷制面积。目前，降低原材料成本和提高元件卷制面积是提高反渗透膜产品竞争力的有效途径之一。

随着电池技术的发展，聚烯烃隔膜制备技术也突飞猛进，一般来说，聚烯烃隔膜采用拉伸技术进行制备，厚度为10-40微米，平均孔径为20-60微米，具有厚度薄、强度高等特点，可以满足反渗透基膜对强度的要求，如果能取代PET无纺布制备更薄的反渗透膜，可有效降低膜片制造成本，同时增加元件卷制面积。

然而，传统聚烯烃微孔膜表面亲水性很差，界面聚合过程中的水相无法均匀分散，在其表面难以成功制备均匀无缺陷的聚酰胺脱盐层。因此，现有技术中的相关文献和专利，如CN106975371A、CN111389238A和CN109453674A等大多集中在通过对传统聚烯烃微孔膜表面进行亲水化改性，来解决脱盐层制备缺陷的问题。但这些改性方法，如表面接枝、等离子体处理等又会对基材的表面形貌产生破坏，出现堵孔、膜结构塌陷等现象，从而影响膜的性能，并且对反渗透膜的耐压性能和长期稳定性也会造成影响。此外，因聚烯烃本身非极性较强，仅通过表面亲水化改性无法改变材料本身的特性，在使用商品化聚氨酯胶水进行元件卷制过程中，胶水与聚烯烃基材的粘接性能会比较差，有可能影响膜元件长期使用稳定性，但目前还没有对以聚烯烃微孔膜为基材制备的反渗透或纳滤膜进行胶水粘接强度研究的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低的反渗透膜的制备方法，本发明方法制得的反渗透膜具有较高的水通量和脱盐率以及具有优异的耐压性能和长期稳定性。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种基于改性聚烯烃基材的反渗透膜的制备方法，包括如下步骤：

一、改性聚乙烯微孔膜的制备：

(1)将高密度聚乙烯、交联聚乙烯基吡咯烷酮、抗氧剂以及稀释剂融溶共混形成均相共混物，然后将所述均相共混物挤出，铸片，得到固态厚片；

(2)将所述固态厚片进行拉伸，形成带状薄膜；

(3)将所述带状薄膜依次经过萃取、热定型，收卷得到所述改性聚乙烯微孔膜；

二、聚砜基膜的制备：

(1)将聚砜溶于N,N-二甲基甲酰胺中，配制成铸膜液；

(2)将所述铸膜液涂布在所述改性聚乙烯微孔膜表面，然后浸入水中经相转化成膜，得到所述聚砜基膜；