[发明专利]一种聚酰胺功能复合膜的连续制备方法及装置

说明书

本发明公开了一种聚酰胺功能复合膜的连续制备方法及装置，包括以下步骤：(1)将多元胺溶液通过刮刀均匀涂布在传送机构表面，形成多元胺液膜；(2)通过喷雾机构将多元酰氯溶液喷涂到多元胺液膜上，多元胺与多元酰氯发生界面聚合反应，生成聚酰胺自支撑膜；(3)附着有聚酰胺自支撑膜的传送机构浸入水洗槽的水中，聚酰胺自支撑膜脱离传送机构进入烘干机构进行干燥和热处理；(4)将干燥和热处理后的聚酰胺自支撑膜与多孔支撑材料复合，得到聚酰胺功能复合膜。本发明的制备方法操作简便，反应条件温和，单体用量少，绿色环保，可大面积连续制备结构均一、性能稳定的聚酰胺功能复合膜。

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，尤其涉及一种聚酰胺功能复合膜的连续制备方法及装置。

背景技术

聚酰胺功能复合膜因其制备工艺简便、操作条件温和、分离性能优异而被广泛应用于纳滤、反渗透等过程，在海水、苦咸水的淡化，生活用水的软化，工业废水的处理以及与食品、医药、化学相关的提纯、浓缩、分离等领域起到至关重要的作用。等。目前，工业上最常用的聚酰胺功能复合膜是由界面聚合法制备的芳香族聚酰胺复合膜。该类膜由多孔支撑层和致密的芳香族聚酰胺薄膜组成。起到分离作用的主要是聚酰胺薄膜，其结构对复合膜的性能至关重要。芳香族聚酰胺薄膜由芳香族多元胺和芳香族多元酰氯通过界面聚合反应得到，因此对界面聚合过程的调控是制备高性能聚酰胺功能复合膜的关键。

例如，公开号为CN109499395A的中国专利文献公开了一种高性能反渗透海水膜的制备方法，先使用预涂覆水溶液对聚砜底膜背面进行涂覆，阴干后再在底膜正面涂覆含有多元胺的水相溶液，二次阴干后再涂覆多元酰氯的油相溶液进行界面聚合反应，制备出高性能反渗透海水膜。这种方法在一定程度上提高了水相单体溶液在基底表面分布的均匀性，但是无法避免基底表面粗糙结构对界面聚合反应均匀性的影响。

公开号为CN108392992A的中国专利文献公开了一种制备反渗透膜的方法，在聚砜超滤膜表面涂覆一层具有高孔隙率的临时中间层，用于改善基膜粗糙度大、孔径分布不均对界面聚合均匀性的影响，制备得到的聚酰胺脱盐层具有均一的结构和通量分布。公开号为CN111214965A的中国专利文献公开了一种反渗透膜及其制备方法与应用，在多孔滤膜表面负载一层具有均匀孔径分布、高孔隙率的碳纳米管膜中间层，实现胺类单体溶液的均匀分布和单体的可控释放，从而制备出超薄、高质量的聚酰胺反渗透膜。这类采用中间层提高胺类单体溶液在基底表面分布均匀性的方法，可以增强界面聚合反应的均匀程度，提高聚酰胺反渗透膜性能的均一性，但是中间层的引入导致反渗透膜制备过程繁琐，成本高昂，不利于大规模制备。

公开号为CN111888943A的中国专利文献公开了一种含缓冲层自由界面聚合的反渗透膜的制备方法，在水相单体溶液表面添加缓冲层后，在缓冲层表面加入有机相单体溶液进行自由界面聚合反应，合成的聚酰胺自支撑薄膜与基底复合制备出具有优良脱盐性能和优异稳定性的反渗透膜。该方法采用自由界面聚合反应，避免了基底对反应均匀性的影响；在两相溶液间引入缓冲层，减缓界面聚合反应的速率并提高反应的均一性，生成的聚酰胺薄膜均匀致密。但是，该方法中对界面聚合反应的控制需要额外添加缓冲层，而且反应是在静态的容器中进行，不利于聚酰胺自支撑膜的大面积连续化制备。

甘油是一种无色、无臭、无毒、环境友好的水溶性多元醇化合物，常作为甜味剂、保湿剂、润滑剂等应用于食品、化妆品和医药领域。甘油也被广泛应用于制膜过程中，常被用作致孔剂、保形剂、润湿剂等。甘油粘度高且能与水互溶，可以用于调节胺类单体溶液的粘度，降低胺类单体的扩散速率，从而提高界面聚合反应稳定性、均匀性；同时，高粘度的胺类单体溶液有利于在输送带上形成稳定液膜，提供面积可控的反应界面，解决大面积制备聚酰胺自支撑反渗透膜或纳滤膜的问题。

发明内容

本发明提供了一种聚酰胺功能复合膜的连续制备方法及装置，该方法操作简便，反应条件温和，单体用量少，绿色环保，可大面积连续制备结构均一、性能稳定的聚酰胺自支撑薄膜，所得聚酰胺自支撑薄膜能与不同种类的多孔支撑材料复合，制得各种反渗透膜或纳滤膜。

本发明的技术方案如下：