一種抗污染高通量聚砜復(fù)合膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其原料按重量份包括：己內(nèi)酰胺改性聚砜50?80份、磺化聚砜10?20份、聚偏氟乙烯2?15份、聚二苯亞甲基丙烯聚氨酯5?15份、聚二苯亞甲基乙烯聚氨酯1?5份、全氟磺酸樹脂1?3份、溶劑35?80份、聚苯胺納米纖維1?4份、納米氧化鋯1?2份、納米氧化鑭0.1?0.5份、納米二氧化鈦1?2份、硅烷偶聯(lián)劑改性氮化硼0.2?1.5份、醋酸纖維素0.3?1.5份、聚苯乙烯?alt?順丁烯二酸酐共聚物0.5?3份、羧基甜菜堿甲基丙烯酸酯0.5?3份。本發(fā)明提出的抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其熱穩(wěn)定性能好，耐候性和抗污性能優(yōu)異，通量高。
【專利說明】
一種抗污染高通量聚砜復(fù)合膜
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及膜材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗污染高通量聚砜復(fù)合膜。
【背景技術(shù)】
[0002]聚砜類材料是一類應(yīng)用廣泛的膜材料，包括聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚砜等及其磺化或氯甲基化產(chǎn)物，它們具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、抗氧化性和優(yōu)良的機(jī)械性能以及突出的分離性能，目前已被廣泛應(yīng)用于商品化微濾、超濾及反滲透與納濾膜的支撐材料。由于聚砜的非親水性質(zhì)，與其它親水性材料相比，存在通量低、污染速度較快的缺陷，限制了聚砜類膜材料的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其熱穩(wěn)定性能好，耐候性和抗污性能優(yōu)異，通量高。
[0004]本發(fā)明提出的一種抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其原料按重量份包括:己內(nèi)酰胺改性聚砜50-80份、磺化聚砜10-20份、聚偏氟乙烯2-15份、聚二苯亞甲基丙烯聚氨酯5-15份、聚二苯亞甲基乙烯聚氨酯1-5份、全氟磺酸樹脂1-3份、溶劑35-80份、聚苯胺納米纖維1-4份、納米氧化鋯1-2份、納米氧化鑭0.1-0.5份、納米二氧化鈦1-2份、硅烷偶聯(lián)劑改性氮化硼
0.2-1.5份、醋酸纖維素0.3-1.5份、聚苯乙烯-alt-順丁烯二酸酐共聚物0.5_3份、羧基甜菜堿甲基丙烯酸酯0.5-3份。
[0005]優(yōu)選地，其原料中按重量份還包括2-10份的聚乙烯吡咯烷酮。
[0006]優(yōu)選地，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、N-甲基嗎啉N-氧化物水合物、二甲基乙酰胺、丙酮、乙醇中的一種或者多種的混合物。
[0007]優(yōu)選地，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N-甲基嗎啉N-氧化物水合物、丙酮、乙醇按重量比為2-5:1-5:2-6:1-5的混合物；以N-甲基吡咯烷酮、N-甲基嗎啉N-氧化物水合物、丙酮、乙醇配合作為溶劑，通過調(diào)節(jié)體系中溶劑的比例，使體系中聚合物鏈充分舒展，提高了所得膜的熱力學(xué)穩(wěn)定性。
[0008]優(yōu)選地，所述納米氧化鋯的平均粒徑為10-25nm;納米氧化鑭的平均粒徑為15-30nm;納米二氧化鈦的平均粒徑為18_40nm。
[0009]優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑改性氮化硼所采用的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550、硅烷偶聯(lián)劑KH-570、硅烷偶聯(lián)劑KH-560中的一種或者多種的混合物。
[0010]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:己內(nèi)酰胺改性聚砜65份、磺化聚砜13份、聚偏氟乙烯10份、聚二苯亞甲基丙烯聚氨酯12份、聚二苯亞甲基乙烯聚氨酯3.8份、全氟磺酸樹脂2.6份、N-甲基吡咯烷酮10份、N-甲基嗎啉N-氧化物水合物5份、丙酮10份、乙醇25份、聚苯胺納米纖維3.2份、納米氧化錯(cuò)1.8份、納米氧化鑭0.32份、納米二氧化鈦1.56份、娃燒偶聯(lián)劑改性氮化硼I份、醋酸纖維素1.2份、聚苯乙烯-alt-順丁烯二酸酐共聚物2.6份、羧基甜菜堿甲基丙烯酸酯2.8份、聚乙烯吡咯烷酮6.8份。
[0011]本發(fā)明所述己內(nèi)酰胺改性聚砜按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將100-200份己內(nèi)酰胺加入反應(yīng)容器中，加熱到110-130 °C后加入0.5-2份氫氧化鈉，然后加入0.5-2份乙烯基三乙氧基硅烷，減壓抽真空后保溫50-120min，停止抽真空，加入30-50份真空干燥后的聚砜，然后調(diào)節(jié)溫度至130-150°C，攪拌至均勻分散，加入3-10份納米氧化鋅和1-10份氧化石墨烯，抽真空后升溫至155-165°C，加入2-5份二苯甲烷二異氰酸酯攪拌均勻，并在155-1650C下保溫反應(yīng)20-45min，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻至室溫得到所述己內(nèi)酰胺改性聚砜;在己內(nèi)酰胺改性聚砜的制備過程中，首先加入了乙烯基三乙氧基硅烷，使其參與了己內(nèi)酰胺的聚合，之后加入聚砜，聚砜溶解在了己內(nèi)酰胺的熔體中，提高了兩者的相容性，之后加入納米氧化鋅和氧化石墨烯，參與聚合的乙烯基三乙氧基硅烷對(duì)納米氧化鋅和氧化石墨烯進(jìn)行了修飾，之后加入的二苯甲烷二異氰酸酯進(jìn)一步對(duì)納米氧化鋅和氧化石墨烯進(jìn)行了修飾，提高了納米氧化鋅和氧化石墨烯在體系中的分散性，得到了均勻的己內(nèi)酰胺改性聚砜，將其用作復(fù)合膜的主料，得到的復(fù)合膜具有高的親水性，同時(shí)因均勻分散了納米氧化鋅和氧化石墨烯，賦予復(fù)合膜優(yōu)異的抗菌性和耐熱性。
[0012]本發(fā)明所述抗污染高通量聚砜復(fù)合膜按照以下工藝進(jìn)行制備:將己內(nèi)酰胺改性聚砜、磺化聚砜、聚偏氟乙烯、聚二苯亞甲基丙烯聚氨酯、聚二苯亞甲基乙烯聚氨酯、全氟磺酸樹脂加入溶劑中，攪拌均勻后加入剩余原料，攪拌均勻后得到鑄膜液，將鑄膜液用無紡布過濾后脫泡，然后涂敷在玻璃板上，在空氣中揮發(fā)后浸入水浴中凝膠成膜，浸泡后取出得到所述抗污染高通量聚砜復(fù)合膜。
[0013]本發(fā)明抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其原料中，以己內(nèi)酰胺改性聚砜為主料，其中在己內(nèi)酰胺改性聚砜中，聚砜主鏈與極性的己內(nèi)酰胺產(chǎn)生氫鍵作用，從而能夠在己內(nèi)酰胺熔體中溶解并均勻地分散在己內(nèi)酰胺熔體中，改善了所得復(fù)合膜的親水性，提高了復(fù)合膜的透水性能，并加入了磺化聚砜、聚偏氟乙烯、聚二苯亞甲基丙烯聚氨酯、聚二苯亞甲基乙烯聚氨酯、全氟磺酸樹脂與己內(nèi)酰胺改性聚砜配合，使六者的性能協(xié)同，形成典型的類指狀通孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)使膜顯示出最高的路易斯酸-堿相互作用，提高了膜表面和水間的相互作用，不但提高了親水性，也加快了膜制備過程的沉析率和分散率，導(dǎo)致膜孔隙率提高，其中，加入的聚苯乙烯-alt-順丁烯二酸酐共聚物，其中的順丁烯二酸酐可以迀移到膜表面部分水解成-COOH基團(tuán)，從而提高膜的親水性，但是其在體系成膜的過程中，很易與體系中的高分子鏈纏繞，配合加入了納米二氧化鈦，其中納米二氧化鈦一方面通過雙齒結(jié)合到Ti4+陽離子上與羧基基團(tuán)的兩個(gè)氧原子鍵合，另一方面，羰基和納米二氧化鈦表面羥基間形成H-鍵，從而納米二氧化鈦粒子聚集在共混膜表面，防止了聚苯乙烯-alt-順丁烯二酸酐共聚物與體系中聚合物的纏繞，同時(shí)使膜表面高親水，提高了膜的透水性恢復(fù)率;聚苯胺納米纖維加入體系中，聚苯胺納米纖維分子鏈上增加了溶劑化的對(duì)陰離子，一方面增大了納米纖維的自由體積，另一方面也會(huì)占據(jù)部分共混復(fù)合膜內(nèi)部的通道，從而降低了膜的滲透性能，提高了膜的選擇性能，且膜水洗后通量恢復(fù)率較高，污染阻力小，抗污染性能提高，與納米氧化鋯、納米氧化鑭、硅烷偶聯(lián)劑改性氮化硼、羧基甜菜堿甲基丙烯酸酯配合后，提高了膜的抗污染性能、抗化學(xué)腐蝕和微生物侵蝕能力，同時(shí)改善了膜的耐候性，并在提高膜的截留率的同時(shí)有效提高了膜的通量，使膜的水通量達(dá)到19.56L/(m2.h)以上，截留率達(dá)到94.98%以上，孔隙率達(dá)到64.25%以上，賦予復(fù)合膜良好的綜合性能。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面，通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015]實(shí)施例1
[0016]本發(fā)明提出的一種抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其原料按重量份包括:己內(nèi)酰胺改性聚砜80份、磺化聚砜10份、聚偏氟乙烯15份、聚二苯亞甲基丙烯聚氨酯5份、聚二苯亞甲基乙烯聚氨酯5份、全氟磺酸樹脂I份、溶劑80份、聚苯胺納米纖維I份、納米氧化鋯2份、納米氧化鑭0.1份、納米二氧化鈦2份、硅烷偶聯(lián)劑改性氮化硼0.2份、醋酸纖維素1.5份、聚苯乙烯-alt-順丁烯二酸酐共聚物0.5份、羧基甜菜堿甲基丙烯酸酯3份。
[0017]實(shí)施例2
[0018]本發(fā)明提出的一種抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其原料按重量份包括:己內(nèi)酰胺改性聚砜50份、磺化聚砜20份、聚偏氟乙烯2份、聚二苯亞甲基丙烯聚氨酯15份、聚二苯亞甲基乙烯聚氨酯I份、全氟磺酸樹脂3份、N-甲基吡咯烷酮35份、聚苯胺納米纖維4份、納米氧化鋯I份、納米氧化鑭0.5份、納米二氧化鈦I份、娃烷偶聯(lián)劑改性氮化硼1.5份、醋酸纖維素0.3份、聚苯乙烯-alt-順丁烯二酸酐共聚物3份、羧基甜菜堿甲基丙烯酸酯0.5份。
[0019]實(shí)施例3
[0020]本發(fā)明提出的一種抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其原料按重量份包括:己內(nèi)酰胺改性聚砜56份、磺化聚砜15份、聚偏氟乙烯8份、聚二苯亞甲基丙烯聚氨酯13份、聚二苯亞甲基乙烯聚氨酯3份、全氟磺酸樹脂3份、溶劑48份、聚苯胺納米纖維3.5份、納米氧化鋯1.3份、納米氧化鑭0.35份、納米二氧化鈦1.5份、硅烷偶聯(lián)劑改性氮化硼1.3份、醋酸纖維素0.9份、聚苯乙烯-alt-順丁烯二酸酐共聚物2.8份、羧基甜菜堿甲基丙烯酸酯2.5份、聚乙烯吡咯烷酮1份；
[0021]其中，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N-甲基嗎啉N-氧化物水合物、丙酮、乙醇按重量比為2:5:2:5的混合物；
[0022]所述納米氧化錯(cuò)的平均粒徑為1nm;納米氧化鑭的平均粒徑為30nm;納米二氧化鈦的平均粒徑為18nm;
[0023]所述硅烷偶聯(lián)劑改性氮化硼所采用的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-570、硅烷偶聯(lián)劑KH-560按重量比為2:3的混合物。
[0024]實(shí)施例4
[0025]本發(fā)明提出的一種抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其原料按重量份包括:己內(nèi)酰胺改性聚砜70份、磺化聚砜12份、聚偏氟乙烯12份、聚二苯亞甲基丙烯聚氨酯10份、聚二苯亞甲基乙烯聚氨酯4份、全氟磺酸樹脂2份、溶劑60份、聚苯胺納米纖維2.5份、納米氧化鋯1.8份、納米氧化鑭0.28份、納米二氧化鈦1.8份、硅烷偶聯(lián)劑改性氮化硼0.8份、醋酸纖維素1.3份、聚苯乙烯-alt-順丁烯二酸酐共聚物2.2份、羧基甜菜堿甲基丙烯酸酯3份、聚乙烯吡咯烷酮2份；
[0026]其中，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N-甲基嗎啉N-氧化物水合物、丙酮、乙醇按重量比為5:1:6:1的混合物；
[0027]所述納米氧化錯(cuò)的平均粒徑為25nm;納米氧化鑭的平均粒徑為15nm;納米二氧化鈦的平均粒徑為40nm;
[0028]所述硅烷偶聯(lián)劑改性氮化硼所采用的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550。
[0029]實(shí)施例5
[0030]本發(fā)明提出的一種抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其原料按重量份包括:己內(nèi)酰胺改性聚砜65份、磺化聚砜13份、聚偏氟乙烯10份、聚二苯亞甲基丙烯聚氨酯12份、聚二苯亞甲基乙烯聚氨酯3.8份、全氟磺酸樹脂2.6份、N-甲基吡咯烷酮10份、N-甲基嗎啉N-氧化物水合物5份、丙酮10份、乙醇25份、聚苯胺納米纖維3.2份、納米氧化鋯1.8份、納米氧化鑭0.32份、納米二氧化鈦1.56份、硅烷偶聯(lián)劑改性氮化硼I份、醋酸纖維素1.2份、聚苯乙烯-alt-順丁烯二酸酐共聚物2.6份、羧基甜菜堿甲基丙烯酸酯2.8份、聚乙烯吡咯烷酮6.8份；
[°031 ] 其中，所述納米氧化錯(cuò)的平均粒徑為20nm;納米氧化鑭的平均粒徑為25nm;納米二氧化鈦的平均粒徑為3 5nm;
[0032]所述硅烷偶聯(lián)劑改性氮化硼所采用的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550、硅烷偶聯(lián)劑KH-570、硅烷偶聯(lián)劑KH-560按重量比為3:3:4的混合物。
[0033]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其特征在于，其原料按重量份包括:己內(nèi)酰胺改性聚砜50-80份、磺化聚砜10-20份、聚偏氟乙烯2-15份、聚二苯亞甲基丙烯聚氨酯5-15份、聚二苯亞甲基乙烯聚氨酯1-5份、全氟磺酸樹脂1-3份、溶劑35-80份、聚苯胺納米纖維1-4份、納米氧化鋯1-2份、納米氧化鑭0.1-0.5份、納米二氧化鈦1-2份、硅烷偶聯(lián)劑改性氮化硼0.2-1.5份、醋酸纖維素0.3-1.5份、聚苯乙烯-alt-順丁烯二酸酐共聚物0.5-3份、羧基甜菜堿甲基丙烯酸酯0.5-3份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其特征在于，其原料中按重量份還包括2-10份的聚乙烯吡咯烷酮。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其特征在于，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、N-甲基嗎啉N-氧化物水合物、二甲基乙酰胺、丙酮、乙醇中的一種或者多種的混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其特征在于，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N-甲基嗎啉N-氧化物水合物、丙酮、乙醇按重量比為2-5:1-5: 2-6:1_5的混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其特征在于，所述納米氧化鋯的平均粒徑為10-25nm;納米氧化鑭的平均粒徑為15-30nm;納米二氧化鈦的平均粒徑為18_40nm。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑改性氮化硼所采用的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550、硅烷偶聯(lián)劑KH-570、硅烷偶聯(lián)劑KH-560中的一種或者多種的混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述抗污染高通量聚砜復(fù)合膜，其特征在于，其原料按重量份包括:己內(nèi)酰胺改性聚砜65份、磺化聚砜13份、聚偏氟乙烯10份、聚二苯亞甲基丙烯聚氨酯12份、聚二苯亞甲基乙烯聚氨酯3.8份、全氟磺酸樹脂2.6份、N-甲基吡咯烷酮10份、N-甲基嗎啉N-氧化物水合物5份、丙酮10份、乙醇25份、聚苯胺納米纖維3.2份、納米氧化鋯1.8份、納米氧化鑭0.32份、納米二氧化鈦1.56份、硅烷偶聯(lián)劑改性氮化硼I份、醋酸纖維素1.2份、聚苯乙烯-alt-順丁烯二酸酐共聚物2.6份、羧基甜菜堿甲基丙烯酸酯2.8份、聚乙烯吡咯烷酮6.8份。
【文檔編號(hào)】B01D71/68GK105854650SQ201610430194
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】魏松
【申請人】安慶市天虹新型材料科技有限公司