本發(fā)明涉及分離膜復(fù)合材料制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種蒸汽輔助的濕法納濾膜制膜方法及底膜的制備方法。
背景技術(shù)：
：人工半透膜的合成為膜法海水淡化、苦咸水淡化等反滲透膜過程奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，并推動(dòng)了膜法水處理技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)在市面上的商用納濾膜基本都是采用界面聚合的方法合成的。具體來說是通過使用間苯二胺或者哌嗪作為水相單體，使用均苯三甲酰氯作為油相單體來進(jìn)行高分子的在線合成。合成出來的高分子直接以在界面附近的薄膜的形式，附在底部的聚砜超濾基膜上。反應(yīng)單體中，間苯二胺和哌嗪都具有兩個(gè)反應(yīng)位點(diǎn)，均苯三甲酰氯具有3個(gè)反應(yīng)位點(diǎn)，他們所形成的高分子在初期具有相當(dāng)一部分比例的未反應(yīng)酰氯基團(tuán)，這些基團(tuán)會(huì)被界面聚合過程中從水相帶過來的水分子水解，或者被空氣中的游離水分子水解，從而形成羧基，這些羧基會(huì)使納濾膜表面帶上電荷，從而使納濾膜具有差異化的脫鹽效果。研究表明，酰氯基團(tuán)的水解程度會(huì)影響納濾膜所具備的差異化脫鹽效果，從水相帶來的水分子的多少與水相以及油相中的添加劑有關(guān)，而空氣中帶來的游離水分子通常較少，不至于產(chǎn)生較大的效應(yīng)。現(xiàn)有技術(shù)都是通過改變水相或者油相添加劑的種類，來實(shí)現(xiàn)水分子擴(kuò)散速度的變化。但是這種做法同樣會(huì)影響到界面聚合反應(yīng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，并且在加熱烘干的過程中可以還會(huì)應(yīng)為烘箱溫度過高而導(dǎo)致作為基材的聚砜超濾膜微孔塌縮，從而降低膜的水通量。本發(fā)明采用直接從反應(yīng)環(huán)境入手，改變環(huán)境中的水含量，從而直接改變酰氯的水解程度，進(jìn)而調(diào)控脫鹽率。目前對于通過改變氣相氛圍控制水解程度來控制納濾膜的脫鹽效果并未有報(bào)道。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種蒸汽輔助的濕法納濾膜制膜方法及底膜的制備方法。本發(fā)明公開了一種蒸汽輔助的濕法納濾膜制膜方法，按如下步驟實(shí)現(xiàn)：將底膜浸潤在水相溶液中，而后除去表面的多余水相，后向所述底膜表面涂敷均苯三甲酰氯的油相溶液，使上述涂敷了均苯三甲酰氯的所述底膜置于含有水蒸汽的氣氛下加熱，反應(yīng)制得納濾膜；通過控制加熱溫度和水蒸氣的濃度(以露點(diǎn)計(jì))，來控制均苯三甲酰氯的水解程度，進(jìn)而控制產(chǎn)品納濾膜的脫鹽率。進(jìn)一步的，所述加熱操作，控制溫度為80-120℃。進(jìn)一步的，控制所述水蒸氣的濃度(以露點(diǎn)計(jì))為5-60度。進(jìn)一步的，所述油相溶液的溶劑采用異構(gòu)烷烴。優(yōu)選的，所述油相溶液的溶劑采用isoparg溶液。進(jìn)一步的，所述油相溶液中均苯三甲酰氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)度為0.09％-0.11％。進(jìn)一步的，所述水相溶液采用間苯二胺或者哌嗪的水溶液。優(yōu)選的，所述水相溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量濃度為2％-3％。進(jìn)一步的，所述蒸汽輔助的濕法納濾膜制膜方法，反應(yīng)制備所述納濾膜過程中含有水蒸汽的氣相為流動(dòng)氣相，風(fēng)量為1000-10000m3/h。若以風(fēng)速計(jì)應(yīng)該為0.55-5.55m/s。進(jìn)一步的，所述油相溶液的涂敷厚度為30-80μm。進(jìn)一步的，所述底膜采用聚砜超濾膜。進(jìn)一步的，本發(fā)明還公開了一種用于制備所述底膜的方法，按如下步驟實(shí)現(xiàn)：將以重量計(jì)固含量為12-20％的聚砜的dmf溶液涂敷在無紡布基材上，然后迅速將無紡布浸入純水中，靜置1min后取出，再放入70℃水中1min，取出放入純水中待用，即為所述聚砜超濾膜。聚砜超濾膜作為底膜，先將超濾膜浸潤在間苯二胺或者哌嗪的溶液中，然后涂敷均苯三甲酰氯的異構(gòu)烷烴溶液，在加熱的環(huán)境下控制反應(yīng)的濕度，使得均苯三甲酰氯水解程度可控，從而控制脫鹽率。優(yōu)選的，所述蒸汽輔助的濕法納濾膜制膜方法，按如下步驟實(shí)現(xiàn)：(1)制備超濾聚砜基膜將以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)固含量為12-20％的聚砜dmf溶液均勻的涂敷在無紡布基材上，然后迅速將無紡布浸入純水中，靜置1min后取出，再放入70℃水中1min，取出放入純水中待用；(2)將聚砜超濾膜浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-5％的間苯二胺或者哌嗪溶液中3min，取出除去多余水相，再使用狹縫涂布機(jī)在表面涂敷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05-0.25％的均苯三甲酰氯的異構(gòu)烷烴溶液；(3)將上述涂敷過的聚砜超濾膜送入溫度為80-120℃，絕對濕度(以露點(diǎn)計(jì))為5-60度，風(fēng)量為1000-10000m3/h的鼓風(fēng)烘箱中干燥3-5min即可制得納濾膜片。本發(fā)明的有益效果在于：提供了一種可控的調(diào)節(jié)納濾膜脫鹽率的納濾膜合成方法，本方法操作簡單成本低，對于納濾膜的預(yù)定脫鹽率重復(fù)性高，在烘干有機(jī)異構(gòu)烷烴溶劑的過程中使用了水蒸氣，可以在保證有機(jī)異構(gòu)烷烴干燥的情況下，聚砜基膜還處于一個(gè)濕潤的狀態(tài)，從而可以更好的維持水通量。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1本發(fā)明公開一種蒸汽輔助的濕法納濾膜制膜方法，按如下步驟實(shí)現(xiàn)：(1)制備超濾聚砜基膜將以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)固含量為13％的聚砜dmf溶液均勻的涂敷在無紡布基材上，然后迅速將無紡布浸入純水中，靜置1min后取出，再放入70℃水中1min，取出放入純水中待用；(2)將聚砜超濾膜浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5％的間苯二胺溶液中3min，取出利用風(fēng)刀除去多余水相，再使用狹縫涂布機(jī)在表面涂敷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.11％的均苯三甲酰氯的isoparg溶液；涂敷厚度為60μm；(3)將上述涂敷過的聚砜超濾膜送入溫度為100℃，絕對濕度(以露點(diǎn)計(jì))為15度，風(fēng)量為2000m3/h的鼓風(fēng)烘箱中干燥3min即可制得納濾膜片。實(shí)施例2本發(fā)明公開一種蒸汽輔助的濕法納濾膜制膜方法，按如下步驟實(shí)現(xiàn)：(1)制備超濾聚砜基膜將以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)固含量為20％的聚砜dmf溶液均勻的涂敷在無紡布基材上，然后迅速將無紡布浸入純水中，靜置1min后取出，再放入70℃水中1min，取出放入純水中待用；(2)將聚砜超濾膜浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5％的間苯二胺溶液中3min，取出利用風(fēng)刀除去多余水相，再使用狹縫涂布機(jī)在表面涂敷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.11％的均苯三甲酰氯的isoparg溶液；涂敷厚度為60μm；(3)將上述涂敷過的聚砜超濾膜送入溫度為100℃，絕對濕度(以露點(diǎn)計(jì))為25度，風(fēng)量為2000m3/h的鼓風(fēng)烘箱中干燥3min即可制得納濾膜片。實(shí)施例3本發(fā)明公開一種蒸汽輔助的濕法納濾膜制膜方法，按如下步驟實(shí)現(xiàn)：(1)制備超濾聚砜基膜將以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)固含量為13％的聚砜dmf溶液均勻的涂敷在無紡布基材上，然后迅速將無紡布浸入純水中，靜置1min后取出，再放入70℃水中1min，取出放入純水中待用；(2)將聚砜超濾膜浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5％的間苯二胺溶液中3min，取出利用風(fēng)刀除去多余水相，再使用狹縫涂布機(jī)在表面涂敷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.11％的均苯三甲酰氯的isoparg溶液；涂敷厚度為60μm；(3)將上述涂敷過的聚砜超濾膜送入溫度為100℃，絕對濕度(以露點(diǎn)計(jì))為35度，風(fēng)量為2000m3/h的鼓風(fēng)烘箱中干燥3min即可制得納濾膜片。實(shí)施例4本發(fā)明公開一種蒸汽輔助的濕法納濾膜制膜方法，按如下步驟實(shí)現(xiàn)：(1)制備超濾聚砜基膜將以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)固含量為13％的聚砜dmf溶液均勻的涂敷在無紡布基材上，然后迅速將無紡布浸入純水中，靜置1min后取出，再放入70℃水中1min，取出放入純水中待用；(2)將聚砜超濾膜浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5％的哌嗪溶液中3min，取出利用風(fēng)刀除去多余水相，再使用狹縫涂布機(jī)在表面涂敷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.09％的均苯三甲酰氯的isopare溶液；涂敷厚度為30μm；(3)將上述涂敷過的聚砜超濾膜送入溫度為120℃，絕對濕度(以露點(diǎn)計(jì))為35度，風(fēng)量為1000m3/h的鼓風(fēng)烘箱中干燥3min即可制得納濾膜片。實(shí)施例5本發(fā)明公開一種蒸汽輔助的濕法納濾膜制膜方法，按如下步驟實(shí)現(xiàn)：(1)制備超濾聚砜基膜將以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)固含量為13％的聚砜dmf溶液均勻的涂敷在無紡布基材上，然后迅速將無紡布浸入純水中，靜置1min后取出，再放入70℃水中1min，取出放入純水中待用；(2)將聚砜超濾膜浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5％的哌嗪溶液中3min，取出利用風(fēng)刀除去多余水相，再使用狹縫涂布機(jī)在表面涂敷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.09％的均苯三甲酰氯的isopare溶液；涂敷厚度為30μm；(3)將上述涂敷過的聚砜超濾膜送入溫度為120℃，絕對濕度(以露點(diǎn)計(jì))為45度，風(fēng)量為1000m3/h的鼓風(fēng)烘箱中干燥3min即可制得納濾膜片。實(shí)施例6本發(fā)明公開一種蒸汽輔助的濕法納濾膜制膜方法，按如下步驟實(shí)現(xiàn)：(1)制備超濾聚砜基膜將以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)固含量為13％的聚砜dmf溶液均勻的涂敷在無紡布基材上，然后迅速將無紡布浸入純水中，靜置1min后取出，再放入70℃水中1min，取出放入純水中待用；(2)將聚砜超濾膜浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5％的哌嗪溶液中3min，取出利用風(fēng)刀除去多余水相，再使用狹縫涂布機(jī)在表面涂敷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.09％的均苯三甲酰氯的isopare溶液；涂敷厚度為30μm；(3)將上述涂敷過的聚砜超濾膜送入溫度為120℃，絕對濕度(以露點(diǎn)計(jì))為55度，風(fēng)量為1000m3/h的鼓風(fēng)烘箱中干燥3min即可制得納濾膜片。實(shí)施例7本發(fā)明公開一種蒸汽輔助的濕法納濾膜制膜方法，按如下步驟實(shí)現(xiàn)：(1)制備超濾聚砜基膜將以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)固含量為13％的聚砜dmf溶液均勻的涂敷在無紡布基材上，然后迅速將無紡布浸入純水中，靜置1min后取出，再放入70℃水中1min，取出放入純水中待用；(2)將聚砜超濾膜浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的哌嗪溶液中3min，取出利用風(fēng)刀除去多余水相，再使用狹縫涂布機(jī)在表面涂敷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.09％的均苯三甲酰氯的isopare溶液；涂敷厚度為40μm；(3)將上述涂敷過的聚砜超濾膜送入溫度為120℃，絕對濕度(以露點(diǎn)計(jì))為80度，風(fēng)量為10000m3/h的鼓風(fēng)烘箱中干燥3min即可制得納濾膜片。實(shí)施例8本發(fā)明公開一種蒸汽輔助的濕法納濾膜制膜方法，按如下步驟實(shí)現(xiàn)：(1)制備超濾聚砜基膜將以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)固含量為13％的聚砜dmf溶液均勻的涂敷在無紡布基材上，然后迅速將無紡布浸入純水中，靜置1min后取出，再放入70℃水中1min，取出放入純水中待用；(2)將聚砜超濾膜浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％的哌嗪溶液中3min，取出利用風(fēng)刀除去多余水相，再使用狹縫涂布機(jī)在表面涂敷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.09％的均苯三甲酰氯的isopare溶液；涂敷厚度為80μm；(3)將上述涂敷過的聚砜超濾膜送入溫度為80℃，絕對濕度(以露點(diǎn)計(jì))為5度，風(fēng)量為1000m3/h的鼓風(fēng)烘箱中干燥3min即可制得納濾膜片。本發(fā)明的有益效果在于：提供了一種可控的調(diào)節(jié)納濾膜脫鹽率的納濾膜合成方法，本方法操作簡單成本低，對于納濾膜的預(yù)定脫鹽率重復(fù)性高，在烘干有機(jī)異構(gòu)烷烴溶劑的過程中使用了水蒸氣，可以在保證有機(jī)異構(gòu)烷烴干燥的情況下，聚砜基膜還處于一個(gè)濕潤的狀態(tài)，從而可以更好的維持水通量。為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的有益效果，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)對實(shí)施例1-6的產(chǎn)品進(jìn)行了檢測，檢測條件如下：測試壓力150psi(1.03mpa)，nacl濃度1500ppm，mgso4濃度2500ppm,檢測溫度25℃，溶液ph＝8。表1實(shí)施例產(chǎn)品性能檢測表產(chǎn)品組別通量(lmh)氯化鈉脫鹽率(％)硫酸鎂脫鹽率(％)實(shí)施例1549299.5實(shí)施例2638699實(shí)施例3778298.2實(shí)施例4875399.5實(shí)施例5983299.3實(shí)施例61201199.2實(shí)施例7130898.9實(shí)施例8657899.6以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁12