一種用于染料脫鹽精制的特種分離膜的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高分子復(fù)合膜，具體是指一種具有染料脫鹽精制功能的特種分離膜。本發(fā)明包括無(wú)紡布層、微孔支撐層、功能分離層，其中在功能分離層上再?lài)娡恳粚与姾善帘螌?，所述的電荷屏蔽層是?jīng)正電性功能材料的水溶液噴涂并烘干得到。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是既可以保證特種分離膜表面的微孔為納米結(jié)構(gòu)，能有效截留分子量大于200的水溶性染料分子；同時(shí)屏蔽常規(guī)膜表面的負(fù)電性，減弱特種分離膜表面與高價(jià)無(wú)機(jī)鹽的電荷排斥作用，使其大部分透過(guò)特種分離膜，從而實(shí)現(xiàn)水溶性染料分子與高價(jià)無(wú)機(jī)鹽分離的目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種用于染料脫鹽精制的特種分離膜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種高分子復(fù)合膜，具體是指一種具有染料脫鹽精制功能的特種分離 膜。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)是世界上最大的染料生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，到2000年，各種染料的生產(chǎn)總量已達(dá) 50萬(wàn)噸。由于合成染料時(shí)反應(yīng)的復(fù)雜性，合成漿料中除了成品染料之外，還有大量的無(wú)機(jī) 鹽。無(wú)機(jī)鹽的存在不僅會(huì)影響染料的穩(wěn)定性，同時(shí)也會(huì)降低染料的著色強(qiáng)度和色牢度。因 此，如何經(jīng)濟(jì)有效地去除粗染料中的鹽分一直是染料工業(yè)研究的熱點(diǎn)。
[0003] 傳統(tǒng)的染料提純?yōu)辂}析過(guò)濾結(jié)晶的方法，該方法工藝復(fù)雜，步驟較多，耗費(fèi)大量的 鹽，染料收率只有80%左右，產(chǎn)品純度仍然有待提高，環(huán)境污染嚴(yán)重。
[0004] 納濾膜技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新型分離技術(shù)，具有分離效率高、能耗低、工 藝簡(jiǎn)單、過(guò)程易控制、操作維護(hù)方便、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。納濾主要基于孔徑篩分效應(yīng)和道南排 斥效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的選擇性分離。對(duì)于分子帶有荷電基團(tuán)（如-S〇3Na、-COONa)且相對(duì) 分子質(zhì)量大于200的水溶性染料，納濾膜具有較高的截留率。因此，可W采用納濾技術(shù)代替 傳統(tǒng)的鹽析過(guò)濾工序?qū)}染料進(jìn)行脫鹽及濃縮，實(shí)現(xiàn)活性染料的精制。有研究表明，采用 截留分子量為350的SNF-150膜對(duì)活性紅3BS進(jìn)行脫鹽濃縮后，染料的著色度達(dá)到150%左 右，約提高50%。料液濃縮3倍W后，染料固含量從11. 7%提高到20%?30%，而染料的 流失率極低，中試設(shè)備的穩(wěn)定膜通量達(dá)501/m2h W上。此外，采用4040型卷式CA納濾膜對(duì) 巧光增白染料NT的工業(yè)合成液進(jìn)行間歇恒容滲濾操作，可W將化C1濃度由1. 05mol/l降 到0. 023mol/l，NT濃度則從0. 14m〇Vl提高到0. 25mol/l W上，NT成分的平均截留率達(dá)到 99. 8 %，較好地提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性及白度。
[0005] 但是，目前市場(chǎng)上已有的納濾膜對(duì)分子量大于200的有機(jī)物具有較高截留率的同 時(shí)，對(duì)高價(jià)無(wú)機(jī)鹽（如硫酸鋼、磯酸鋼等）也具有相當(dāng)高的截留率。如果染料合成液中同時(shí) 含有活性染料及高價(jià)無(wú)機(jī)鹽（如硫酸鋼、磯酸鋼等），則難W采用現(xiàn)有的納濾膜進(jìn)行染料脫 鹽及濃縮。因此，研制一種既能有效截留活性染料分子同時(shí)又能透過(guò)高價(jià)無(wú)機(jī)鹽（如硫酸 鋼、磯酸鋼等）的特種分離膜，具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有膜產(chǎn)品的不足，提供一種具有納米級(jí)微孔結(jié)構(gòu)的特種分 離膜，用于活性染料與無(wú)機(jī)鹽，尤其是高價(jià)無(wú)機(jī)鹽（如硫酸鋼、磯酸鋼等）的分離，實(shí)現(xiàn)活性 染料的脫鹽與濃縮，有效提高產(chǎn)品的純度及穩(wěn)定性，而精制后的活性染料可用于打印染整 等局效項(xiàng)目中。
[0007] 本發(fā)明的用于染料脫鹽精制的特種分離膜，包括無(wú)紡布層、微孔支撐層、功能分離 層，其中在功能分離層上再?lài)娡恳粚与姾善帘螌?，所述的電荷屏蔽層是?jīng)正電性功能材料 的水溶液噴涂并烘干得到。
[000引作為優(yōu)選，上述的用于染料脫鹽精制的特種分離膜，其中：正電性功能材料為聚鹽 酸締丙胺、聚二甲基二締丙基氯化錠、聚甲基丙基=甲基氯化錠、陽(yáng)離子聚丙締酷胺、或= 甲基節(jié)基氯化錠中的一種或多種，其中W陽(yáng)離子聚丙締酷胺為最佳。
[0009] 作為優(yōu)選，上述的用于染料脫鹽精制的特種分離膜，其中：正電性功能材料的水溶 液濃度為lOmg/1?lOOOOmg/1，其中W lOOmg/1?lOOOmg/1濃度最為合適。
[0010] 作為優(yōu)選，上述的用于染料脫鹽精制的特種分離膜，其中：正電性功能材料的水溶 液的噴涂時(shí)間為5s?30s。
[0011] 作為優(yōu)選，上述的用于染料脫鹽精制的特種分離膜，其中：烘干溫度為50°C? 70 °C。
[0012] 作為優(yōu)選，上述的用于染料脫鹽精制的特種分離膜，其中：烘干時(shí)間為3min? lOmin。
[0013] 作為優(yōu)選，上述的用于染料脫鹽精制的特種分離膜，其中：功能分離層為聚嗽嗦類(lèi) 高分子。
[0014] 作為優(yōu)選，上述的用于染料脫鹽精制的特種分離膜，其中：功能分離層平均孔徑不 大于1. Onm。
[0015] 有益效果；本發(fā)明與現(xiàn)有納濾膜相比，采用噴涂工藝，在聚嗽嗦類(lèi)高分子表面沉積 正電性功能材料，既可W保證特種分離膜表面的微孔為納米結(jié)構(gòu)，能有效截留分子量大于 200的水溶性染料分子；同時(shí)屏蔽常規(guī)膜表面的負(fù)電性，減弱特種分離膜表面與高價(jià)無(wú)機(jī) 鹽（如硫酸鋼、磯酸鋼等）的電荷排斥作用，使其大部分透過(guò)特種分離膜，從而實(shí)現(xiàn)水溶性 染料分子與高價(jià)無(wú)機(jī)鹽（如硫酸鋼、磯酸鋼等）分離的目的。精制后的活性染料可用于打 印染整等高效項(xiàng)目中。此外，本發(fā)明所用的正電性功能材料均已工業(yè)化，在制備工藝、生產(chǎn) 成本上具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。針對(duì)本申請(qǐng)中的膜，在使用過(guò)程中對(duì)于抑值為6. 5?7. 5的 條件下更具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
[0016] 另外，由于本申請(qǐng)中所設(shè)及的膜材料、處理料液等是相對(duì)特定的，而且染料由于其 本身的化學(xué)特性與其它物料具有較大的差異，所W發(fā)明人在研發(fā)過(guò)程中在使用其它膜材料 過(guò)程中，都不具有本申請(qǐng)中所用膜的技術(shù)效果。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作具體說(shuō)明；
[001引 比較例1
[0019] 按常規(guī)方法制備有無(wú)紡布層、聚諷支撐層及功能分離層的復(fù)合納濾膜。
[0020] 首先將聚諷溶于N，N-二甲基己酷胺溶液形成均相制膜液，并刮涂在無(wú)紡布表面， 浸入水中除去溶劑獲得微孔支撐層；再將其與含0. Iwt%的十二燒基橫酸鋼表面活性劑的 嗽嗦水溶液接觸；用橡膠漉去除表面多余的溶液后繼續(xù)與均苯=甲酷氯的有機(jī)溶液接觸， 并在50°C?70°C的烘箱中熱處理8分鐘，獲得常規(guī)的復(fù)合納濾膜。
[002U 在壓力為0. 5MPa、溫度為25°C、抑值為6. 5?7. 5的條件下，分別W 500mg/l的 硫酸鋼水溶液、lOOmg/1的剛果紅水溶液為進(jìn)料液，測(cè)試復(fù)合納濾膜對(duì)硫酸鋼、剛果紅染料 分子的截留率及相對(duì)應(yīng)的水通量，所得結(jié)果見(jiàn)表1。
[002引實(shí)施例1 ;
[002引與比較例1的不同點(diǎn)為，獲得常規(guī)的復(fù)合納濾膜后，將含有l(wèi)Omg/1陽(yáng)離子聚丙締 酷胺的水溶液均勻噴涂至上述膜片表面，然后在50?70°C下干燥5min，即完成膜片的制 備。
[0024] 在壓力為0. 5MPa、溫度為25°C、抑值為6. 5?7. 5的條件下，分別W 500mg/l的 硫酸鋼水溶液、lOOmg/1的剛果紅水溶液為進(jìn)料液，測(cè)試復(fù)合納濾膜對(duì)硫酸鋼、剛果紅染料 分子的截留率及相對(duì)應(yīng)的水通量，所得結(jié)果見(jiàn)表1。
[0025] 實(shí)施例2 ;
[0026] 與比較例1的不同點(diǎn)為，獲得常規(guī)的復(fù)合納濾膜后，將含有l(wèi)OOmg/1陽(yáng)離子聚丙締 酷胺的水溶液均勻噴涂至上述膜片表面，然后在50?70°C下干燥5min，即完成膜片的制 備。
[0027] 在壓力為0. 5MPa、溫度為25°C、抑值為6. 5?7. 5的條件下，分別W 500mg/l的 硫酸鋼水溶液、lOOmg/1的剛果紅水溶液為進(jìn)料液，測(cè)試復(fù)合納濾膜對(duì)硫酸鋼、剛果紅染料 分子的截留率及相對(duì)應(yīng)的水通量，所得結(jié)果見(jiàn)表1。
[002引 實(shí)施例3 ;
[0029] 與比較例1的不同點(diǎn)為，獲得常規(guī)的復(fù)合納濾膜后，將含有l(wèi)OOOmg/1陽(yáng)離子聚丙 締酷胺的水溶液均勻噴涂至上述膜片表面，然后在50?70°C下干燥5min，即完成膜片的制 備。
[0030] 在壓力為0. 5MPa、溫度為25°C、抑值為6. 5?7. 5的條件下，分別W 500mg/l的 硫酸鋼水溶液、lOOmg/1的剛果紅水溶液為進(jìn)料液，測(cè)試復(fù)合納濾膜對(duì)硫酸鋼、剛果紅染料 分子的截留率及相對(duì)應(yīng)的水通量，所得結(jié)果見(jiàn)表1。
[003U 實(shí)施例4;
[0032] 與比較例1的不同點(diǎn)為，獲得常規(guī)的復(fù)合納濾膜后，將含有5000mg/l陽(yáng)離子聚丙 締酷胺的水溶液均勻噴涂至上述膜片表面，然后在50?70°C下干燥5min，即完成膜片的制 備。
[003引在壓力為0. 5MPa、溫度為25°C、抑值為6. 5?7. 5的條件下，分別W 500mg/l的 硫酸鋼水溶液、lOOmg/1的剛果紅水溶液為進(jìn)料液，測(cè)試復(fù)合納濾膜對(duì)硫酸鋼、剛果紅染料 分子的截留率及相對(duì)應(yīng)的水通量，所得結(jié)果見(jiàn)表1。
[0034] 實(shí)施例5 ;
[0035] 與比較例1的不同點(diǎn)為，獲得常規(guī)的復(fù)合納濾膜后，將含有l(wèi)OOOOmg/1陽(yáng)離子聚丙 締酷胺的水溶液均勻噴涂至上述膜片表面，然后在50?70°C下干燥5min，即完成膜片的制 備。
[0036] 在壓力為0. 5MPa、溫度為25°C、抑值為6. 5?7. 5的條件下，分別W 500mg/l的 硫酸鋼水溶液、lOOmg/1的剛果紅水溶液為進(jìn)料液，測(cè)試復(fù)合納濾膜對(duì)硫酸鋼、剛果紅染料 分子的截留率及相對(duì)應(yīng)的水通量，所得結(jié)果見(jiàn)表1。
[0037]表 1 [00%]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于染料脫鹽精制的特種分離膜，包括無(wú)紡布層、微孔支撐層、功能分離層，其 特征在于：在功能分離層上再?lài)娡恳粚与姾善帘螌樱龅碾姾善帘螌邮墙?jīng)正電性功能材 料的水溶液噴涂并烘干得到。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于染料脫鹽精制的特種分離膜，其特征在于所述的正 電性功能材料為聚鹽酸烯丙胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚甲基丙基三甲基氯化銨、陽(yáng)離 子聚丙烯酰胺、或三甲基芐基氯化銨中的一種或多種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于染料脫鹽精制的特種分離膜，其特征在于所述的正 電性功能材料為陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于染料脫鹽精制的特種分離膜，其特征在于所述的正 電性功能材料的水溶液濃度為l〇mg/l?10000mg/l。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于染料脫鹽精制的特種分離膜，其特征在于所述的正 電性功能材料的水溶液濃度為100?l〇〇〇mg/l。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于染料脫鹽精制的特種分離膜，其特征在于所述的 正電性功能材料的水溶液的噴涂時(shí)間為5s?30s ;烘干溫度為50°C?70°C，烘干時(shí)間為 3min ?10min〇
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于染料脫鹽精制的特種分離膜，其特征在于所述的功 能分離層為聚哌嗪類(lèi)高分子，且功能分離層平均孔徑不大于1. Onm。
【文檔編號(hào)】B01D69/10GK104437107SQ201410571797
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】趙經(jīng)緯, 王炎鋒, 呂振華, 徐淑宏, 劉雪松, 謝柏明, 邱暉 申請(qǐng)人:杭州易膜環(huán)?？萍加邢薰?br>