一種耐堿液體過濾膜支撐體的制造方法技術

本發明專利技術提供了一種耐堿液體過濾膜支撐體的制造方法，其特征在于，具體步驟為：將主體纖維和粘合劑纖維分散在水中，加入水性聚丙烯酸酯乳液作為施膠劑，抄造成片材，熱壓成型，得到耐堿液體過濾膜支撐體。本發明專利技術解決了液體過濾膜支撐體在強堿性廢水過濾中所造成的強度下降快，使用壽命低的問題以及支撐體原材在熱壓時產生的向內收縮，造成支撐體不均勻，厚度不均一的問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種熱壓處理后不易收縮變形的耐堿液體過濾膜支撐體的制造方法，該液體過濾膜支撐體適用于pH=2?12的環境中。
技術介紹
近年來，膜產業蓬勃發展，膜分離技術越來越多地應用在純水生產、海水淡化、苦咸水淡化，電子工業、制藥和生物工程、環境保護、食品、化工、紡織等工業，高質量地解決了分離、濃縮和純化的問題，為循環經濟、清潔生產提供依托技術。膜分離技術是物理性分離方法，利用膜的選擇透過性對溶液進行分離和提純的技術，此技術具有高效、節能、投資少、無污染等特點。膜分離過程是以具有選擇透過性的無機或高分子材料作為分離層，以壓力差、濃度差、電位差、溫度差等中的一種或者幾種為推動力，使流體中各組分得以分離、分級或富集的一種方法。常見的液體分離膜有反滲透(reverse osmosis, R0)膜、納濾(nanofiltration, NF)膜、超濾(ultrafiltration, UF)膜和微濾(microfiltration, MF)膜。單純的膜結構很脆弱，無法承受較高的操作壓力，目前市場上銷售的平板超濾膜以及反滲透膜絕大多數都是以無紡布作為支撐體的。無紡布對膜起到增強作用，要求其有一定的拉伸強度和一定的孔徑及孔隙率。除此之外，因為支撐體的質量對膜的成品率有相當大的影響，要求支撐體有高度的連續性以及表面沒有缺陷，且要保持厚度的一致性，如跳絲、凸起、結頭和密度等，是影響膜成品率低的主要原因。為提高膜的成品率并穩定膜的性能，對成膜支撐體應進行預處理。經大量實驗證明，成膜材料和制膜液組成不同，成膜支撐體的預處理方法也不相同。一般要求有軋光、整平、熱定型、預涂層等工序。這樣處理后的支撐體，可以用于制備超濾膜和低鹽度的反滲透膜。對于海水淡化用膜的支撐體，必須進一步精細處理改進質量。對于液體過濾膜的支撐體一般采用聚酯纖維無紡布，因為聚酯無紡布的縮水率與膜凝膠收縮率一致，經凝膠和熱處理等工序后，與膜不分離，并能保持膜原有的反滲透性能。聚酯無紡布與膜成為一體后，膜的抗張強度增加，為膜分離裝置的大型化打下了堅實的基礎。近幾十年來，隨著工業的迅速發展，廢水種類和數量迅猛增加，對水體的污染也日趨廣泛和嚴重。而膜技術在冶金、化工、造紙、印染及食品等工業廢水處理中取得的重大突破，展現了膜集成工藝在工業廢水回用中的優勢地位。但是在一些特殊廢水的處理中，膜的耐用性也是一個值得思考的問題，如在印染廢水、紡織工業廢水、半纖維素堿液回收等中所使用膜工藝需要對膜材料、膜支撐體以及膜元件的耐堿性要求非常高。中國專利CN102626593A公開了一種耐酸堿、抗污染超濾膜片的配方及其制備方法，利用耐酸堿腐蝕特性突出的聚偏氟乙烯，結合納米纖維素晶體，通過物理共混的方法改善膜片的親水性，并在高強度無紡布支撐體上涂布制備出耐酸堿腐蝕，化學穩定性好，抗污染并且親水的超濾膜，延長了膜的使用壽命。但是此專利中并未提及其無紡布支撐體的耐酸堿性能。如上所述，絕大多數的液體過濾膜的支撐體采用聚酯無紡布，雖然聚酯纖維有較好的耐化學試劑穩定性，但是其只能耐弱酸與弱堿。在常溫下，濃堿或高溫度下，稀堿均對其有破壞作用。所以聚酯無紡布不適用于堿性較強的廢水過濾膜的支撐體。聚丙烯纖維是一類耐化學腐蝕性極優，可替代聚酯纖維，成為強堿性廢水過濾膜支撐體的材料。除了濃硝酸，濃的苛性鈉外，聚丙烯纖維對酸和堿抵抗性能良好。但是由于聚丙烯纖維的密度小于水，親水性不佳，使得濕法抄造的無紡布勻度差。此外聚丙烯無紡布易卷曲、強度差，也是限制其使用的原因。高分子材料在酸堿介質中的破壞過程是物理作用與化學作用的綜合結果。首先酸或堿介質與高分子材料接觸后，介質分子滲透、擴散進入材料內部，與大分子鏈段相互作用，破壞大分子的次價鍵，使材料溶脹、軟化，材料中的配合劑溶解、溶出，同時在酸堿性介質作用下，介質分子與大分子中的活性基團發生水解、氧化等化學反應，大分子主鏈發生破壞、裂解，使得高分子材料或制品顏色變深、表面發粘、模糊、軟化甚至斷裂、溶解，體積重量增減，力學性能下降以致喪失使用性能。在對濕法無紡布原材進行熱壓處理時，由于熱粘合劑纖維受熱收縮的特性，極易造成無紡布向內收縮，致使成品的勻度、薄厚均一性以及縱橫拉伸強度比受到影響，對后期涂膜產生不良后果。本專利中提出一種簡單有效的熱壓方法，結合漿內施膠制造出一種熱壓處理后不易收縮變形的耐堿液體過濾膜支撐體。
技術實現思路
本專利技術的目的在于解決液體過濾膜支撐體在強堿性廢水過濾中所造成的強度下降快，使用壽命低的問題以及支撐體原材在熱壓時產生的向內收縮，造成支撐體不均勻，厚度不均一的問題，提供一種熱壓處理后不易收縮變形的耐堿液體過濾膜支撐體的制造方法。為了達到上述目的，本專利技術提供了，其特征在于，具體步驟為:將主體纖維和粘合劑纖維分散在水中，將水性聚丙烯酸酯乳液作為施膠劑漿內施膠，抄造成片材，在含水率20%?70%時熱壓成型，得到耐堿液體過濾膜支撐體。優選地，所述的水性聚丙烯酸酯乳液的制備原料包括:可聚合乳化劑Iwt %?3wt %,去離子水63.5wt %?80.7wt %，環氧樹脂0.5wt %?2wt %,多官能度單體0.5wt %?2wt %,丙烯酸酯單體IOwt %?15wt %,乙烯基單體5wt %?8wt %,中和劑Iwt %?3wt %,引發劑0.3wt %?0.5wt %和酸胺類單體Iwt %?3wt %。更優選地，所述的水性聚丙烯酸酯乳液的制備原料還包括重量濃度為25wt % -28wt % 的氨水 0.5wt % ?Iwt %。更優選地，所述的水性聚丙烯酸酯乳液的制備方法為:第一步:按重量百分比稱取各原料，在三口燒瓶中加入可聚合乳化劑和2 / 5?3 / 5去離子水，攪拌溶解，升溫至40?50°C，將環氧樹脂和多官能度單體溶解在由丙烯酸酯單體和乙烯基單體組成的混合液中，并加入到三口燒瓶中，同時加入中和劑，進行預乳化l-2h，制得預乳液；第二步:用剩余去離子水配制引發劑水溶液和酰胺類單體水溶液，在四口燒瓶中加入I / 4?I / 3預乳液、I / 4?I / 3引發劑水溶液和I / 4?I / 3的酰胺類單體水溶液，溫度升至75?85°C，當體系變為藍色透明時，種子引發完畢，開始滴加剩余預乳液、酰胺類單體水溶液和引發劑水溶液，滴加4?8h，待滴加完畢，繼續保溫0.5-1.5h后，冷卻至室溫出料，過濾，用氨水調pH至7?8，即制備得到水性聚丙烯酸酯乳液。更優選地，所述的第二步中的氨水的重量濃度為25wt% -28wt%。更優選地，所述的第一步中的可聚合乳化劑為烯丙氧基羥丙基磺酸鈉。更優選地，所述的第一步中的環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂，選自牌號為E-44或E-51。更優選地，所述第一步中的多官能度單體為季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)或三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。更優選地，所述第一步中的丙烯酸酯單體為丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸。更優選地，所述第一步中的乙烯基單體為苯乙烯。更優選地，所述第二步中的引發劑為過硫酸鉀。更優選地，所述第一步中的中和劑為碳酸氫鈉。更優選地，所述第二步中的酰胺類單體為丙烯酰胺或N-羥甲基丙烯酰胺。優選地，所述的漿內施膠的施膠量為0.2%?0.5%。優選地，所述的片材的含水率為可以通過抄造時調節，也可通本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種耐堿液體過濾膜支撐體的制造方法，其特征在于，具體步驟為：將主體纖維和粘合劑纖維分散在水中，將水性聚丙烯酸酯乳液作為施膠劑漿內施膠，抄造成片材，在含水率20％～70％時熱壓成型，得到耐堿液體過濾膜支撐體。

【技術特征摘要】
1.一種耐堿液體過濾膜支撐體的制造方法，其特征在于，具體步驟為:將主體纖維和粘合劑纖維分散在水中，將水性聚丙烯酸酯乳液作為施膠劑漿內施膠，抄造成片材，在含水率20%?70%時熱壓成型，得到耐堿液體過濾膜支撐體。2.如權利要求1所述的耐堿液體過濾膜支撐體的制造方法，其特征在于，所述的水性聚丙烯酸酯乳液的制備原料包括:可聚合乳化劑Iwt%?3wt%,去離子水63.5wt%?80.7wt %，環氧樹脂0.5wt %?2wt %,多官能度單體0.5wt %?2wt %,丙烯酸酯單體IOwt %?15wt %,乙烯基單體5wt %?8wt %,中和劑Iwt %?3wt %,引發劑0.3wt %?0.5wt%和酸胺類單體Iwt %?3wt%。3.如權利要求2所述的耐堿液體過濾膜支撐體的制造方法，其特征在于，所述的水性聚丙烯酸酯乳液的制備方法為: 第一步:按重量百分比稱取各原料，在三口燒瓶中加入可聚合乳化劑和2 / 5?3 /5去離子水，攪拌溶解，升溫至40?50°C，將環氧樹脂和多官能度單體溶解在由丙烯酸酯單體和乙烯基單體組成的混合液中，并加入到三口燒瓶中，同時加入中和劑，進行預乳化l-2h，制得預乳液； 第二步:用剩余去離子水配制引發劑水溶液和酰胺類單體水溶液，在四口燒瓶中加入I / 4?I / 3預乳液、I / 4?I / 3引發劑水溶液和I / 4?I / 3的酰胺類單體水溶液，溫度升至75?85°C，當體系變為藍色透明時，種子引發完畢，開始滴加剩余預乳...

【專利技術屬性】
技術研發人員：潘喆，陳宗明，劉攀，吳立群，
申請(專利權)人：中國海誠工程科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：