[发明专利]闪蒸纺丝梯度孔结构管式超滤膜及其制备方法

权利要求书

1.闪蒸纺丝梯度孔结构管式超滤膜，其特征在于，所述管式超滤膜包括超滤功能层、过渡层和支撑层，所述超滤功能层通过闪蒸纺丝法纺制在管芯上，所述过渡层通过闪蒸纺丝法纺制在超滤功能层外表面，所述支撑层采用熔喷法纺制在过渡层外表面，再经热定型脱除管芯而制得；所述管式超滤膜从内表面到外表面孔径不断增大，具有梯度孔结构。

2.一种如权利要求1所述的闪蒸纺丝梯度孔结构管式超滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1配置超滤功能层纺丝液：在30～200℃下，将高分子材料、溶剂、助溶剂、功能材料在高压釜中混合搅拌并溶解；

S2配置过渡层纺丝液：在30～200℃下，将高分子材料、溶剂、助溶剂、功能材料在高压釜中混合搅拌并溶解；

S3超滤功能层的制备：采用闪蒸纺丝法将所述超滤功能层纺丝液纺制在管芯上；

S4 过渡层的制备：采用闪蒸纺丝法将所述过渡层纺丝液纺制在所述超滤功能层外表面上；

S5 支撑层的制备：采用熔喷方式将热塑性树脂熔体纺制在所述过渡层外表面；

S6 管式超滤膜的制备：将所述超滤功能层、过渡层和支撑层热定型脱除管芯而制得。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1或步骤S2中所述高分子材料为聚偏氟乙烯，乙烯-四氟乙烯共聚物或聚对苯二甲酸乙二醇酯；步骤S1或步骤S2中所述溶剂为二氯甲烷、氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、三氯氟甲烷、甲苯和苯中的一种；步骤S1或步骤S2中所述助溶剂为叔丁基醇、甲醇、乙醇、乙二醇、氯丁烷、环戊烯和环丁烯中的一种；步骤S1中所述功能材料为MOF、ZIF、石墨烯、Mxene、纳米纤维素、纳米纤维素微晶、氮化碳和氮化硼中的一种；步骤S2中所述功能材料为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、二氧化钛和二氧化硅中的一种或者几种的混合物。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为1000～6000g/mol。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述超滤功能层的配方为高分子材料为10～30份，溶剂为60～100份，助溶剂为3～10份，功能材料为3～10份；步骤S2中所述过渡层的配方为高分子材料为3～25份，溶剂为70～100份，助溶剂为2～8份，功能材料为1～15份。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述管芯为不锈钢管或者陶瓷管。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S3或步骤S4中所述闪蒸纺丝的压力为3～20MPa，纺丝温度为100～200℃，纺丝湿度20～50%。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，配制不同质量浓度的所述过渡层纺丝液，采用步骤S4中闪蒸纺丝法将所述过渡层纺丝液按照质量浓度由低到高的顺序逐层纺制出所述过渡层。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述热塑性树脂为聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚酯、聚酰胺和聚乙烯中的一种；所述熔融温度为170～250℃；所述熔喷温度为170～250℃。

10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S6中所述热定型温度为120～180℃。