一种耐摩擦的聚醚嵌段酰胺复合膜其制备方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种耐摩擦的聚醚嵌段酰胺复合膜其制备方法及应用，属于复合膜技 术领域。
【背景技术】
[0002] 膜分离技术是一种新型的分离技术，与其他方法相比具有操作灵活、占地面积小、 运行稳定、投资少、能耗低等特点。由分离层和支撑层组成的复合膜渗透性能高、适应性强， 已广泛应用于纳滤、反渗透、气体分离和渗透气化膜等方面。
[0003] 复合膜由底膜和分离层组成，首先将一定比例的分离层溶液倒入储槽中，底膜在 一系列滚轮的导引下浸入储槽并随滚轮导引而导出，在底膜的表面形成涂层后放入烘箱中 加热干燥，分离层固化形成，最后在收集辊上收卷存放。然而底膜的背面是聚酯无纺布，聚 酯无纺布表面往往比较粗糙，在收卷时复合膜的分离层不可避免地要跟无纺布产生摩擦， 如果分离层的材料本身不耐摩擦，如聚醚嵌段酰胺材料，在收卷过程中膜表面的完整性就 会受到破坏，分离层表面形成缺陷，进而使复合膜的分离性能急剧下降，因此传统聚醚嵌段 酰胺复合膜的配方和制备方法，无法得到无缺陷的膜。
【发明内容】
[0004] 本发明通过在复合膜的分离层中加入润滑剂，可改善分离层的表皮光滑度，有效 提高复合膜的耐摩擦性能，保护复合膜分离层的完整性，同时润滑剂本身对膜的分离性能 无影响，解决了上述问题。
[0005] 本发明提供了一种耐摩擦的聚醚嵌段酰胺复合膜，所述复合膜从上到下依次为聚 醚嵌段酰胺分离层、过渡层和底膜，所述聚醚嵌段酰胺分离层含有润滑剂。
[0006] 本发明所述润滑剂优选为聚醚改性硅油。
[0007] 本发明所述聚醚嵌段酰胺分离层优选为包括聚醚嵌段酰胺和润滑剂。
[0008] 本发明所述聚醚嵌段酰胺和润滑剂的质量比优选为1?120 :1，进一步优选为 2 ?80 :1〇
[0009] 本发明所述聚醚嵌段酰胺分离层的厚度优选为0. 05?5 μ m，进一步优选为0. 1? 2 μ m〇
[0010] 本发明所述过渡层优选为含硅高聚物，进一步优选为聚二甲基硅氧烷、聚三甲基 硅丙炔和氨基硅油中的至少一种，所述过渡层作用为对底膜堵孔。
[0011] 本发明所述过渡层的厚度优选为0. 5?5 μ??，进一步优选为0. 5?2 μπι。
[0012] 本发明所述底膜优选为平板超滤膜、平板微滤膜、中空纤维超滤膜或中空纤维微 滤膜。
[0013] 本发明所述底膜的材料优选为聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚醚酰亚胺、聚偏氟乙烯、 聚酰亚胺和聚碳酸酯中的至少一种。
[0014] 本发明所述底膜表皮的孔径优选为10?2000nm，进一步优选为10?100nm，最优 选为10?40nm。
[0015] 本发明所述底膜的厚度优选为50?200 μ m。
[0016] 本发明另一方面的目的在于提供上述本发明所述耐摩擦的聚醚嵌段酰胺复合膜 的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0017] ①将底膜浸渍在硅橡胶溶液中5s?30min，室温阴干20?240min后40?120°C 干燥5?240min ;
[0018] ②将步骤①所得产品浸渍在聚醚嵌段酰胺溶液与润滑剂溶液的混合液中5s? 30min，室温阴干2?120min后40?120°C干燥5?240min。
[0019] 本发明所述底膜优选为浸渍前，用去离子水清洗底膜的表面后晾干。
[0020] 本发明所述聚醚嵌段酰胺溶液与润滑剂溶液的质量比优选为0. 5?12000 :1，进 一步优选为10?60 :1。
[0021] 本发明所述聚醚嵌段酰胺溶液的浓度优选为0. 5?10wt%，进一步优选为1? 4wt%，所述润滑剂溶液的浓度优选为5?50wt%，进一步优选为10?20wt%。
[0022] 本发明所述聚醚嵌段酰胺溶液的溶剂优选为乙醇-丁醇-水、丙醇-丁醇、丁醇和 乙醇-水中的一种，所述润滑剂溶液的溶剂优选为水或乙醇-水。
[0023] 本发明又一方面的目的在于提供上述本发明所述耐摩擦的聚醚嵌段酰胺复合膜 在化工分离过程上的应用。
[0024] 本发明所述复合膜可用于气体分离、渗透汽化过程，包括co2/n2、co 2/h2、h2o/ch4、 so2/n2、h2s/ch4等极性气体与非极性气体分离；甲醇、乙醇蒸气和丙烷、丙烯等有机蒸气回 收；从稀水溶液中分离芳香及挥发性有机物，如丙酮、吡啶、甲苯、苯酚等。
[0025] 本发明有益效果为：
[0026] 本发明所述复合膜在分离层中加入润滑剂，在不改变分离层性能的基础上，还可 改善分离层的表皮光滑度，有效提高复合膜的耐摩擦性能，保护复合膜分离层的完整性。
[0027] 本发明所述复合膜的制备方法简单、易于控制，可用于气体分离、渗透汽化过程， 具有广泛的应用前景。
【附图说明】
[0028] 本发明附图2幅，
[0029] 图1为本发明所述复合膜的结构示意图；
[0030]图2为本发明测试复合膜渗透和分离性能装置的结构示意图；
[0031] 其中，1、底膜，2、过渡层，3、聚醚嵌段酰胺分离层，4、N2气瓶，5、CO 2气瓶，6、减压 阀，7、压力表，8、膜评价池，9、截止阀，10、皂泡流量计。
【具体实施方式】
[0032] 下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以 任何方式限制本发明。
[0033] 下述实施例和对比例中，如无特殊说明，所使用的实验方法均为常规方法，所用试 剂等均可从化学试剂公司购买，所用试剂均为分析纯。
[0034] 下述实施例和对比例制备的复合膜的渗透和分离性能采用纯0)2和N2的渗透速率 J和0)2/队分离系数α C02/N2表征。
[0035] 表征方法：将裁剪后的圆形膜片放入膜评价池8中，紧固密封，开启N2气瓶4通入 N2，同时开启截止阀9对膜进料侧进行N2吹扫，2min后关闭截止阀9,调节减压阀6,使压力 表7为6atm，系统稳定Ih后用秒表测试与膜渗透侧连接的皂泡流量计10中的肥皂泡到达 5mL所用时间并记录。开启CO 2气瓶5,进行复合膜对CO2渗透和分离性能测试，测试方法同 N20
[0036] 0)2和N2的渗透速率J由式I计算得：
【主权项】
1. 一种耐摩擦的聚醚嵌段酰胺复合膜，其特征在于：所述复合膜从上到下依次为聚醚 嵌段酰胺分离层、过渡层和底膜，所述聚醚嵌段酰胺分离层含有润滑剂。
2. 根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于：所述润滑剂为聚醚改性硅油。
3. 根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于：所述聚醚嵌段酰胺分离层包括聚醚嵌 段酰胺和润滑剂。
4. 根据权利要求3所述的复合膜，其特征在于：所述聚醚嵌段酰胺和润滑剂的质量比 为 1 ?120 :1〇
5. 根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于：所述聚醚嵌段酰胺分离层的厚度为 0. 05 ?5 μ mD
6. 权利要求1所述耐摩擦的聚醚嵌段酰胺复合膜的制备方法，其特征在于：所述制备 方法包括如下步骤： ① 将底膜浸渍在过渡层溶液中5s?30min，室温阴干20?240min后40?120°C干燥 5 ?240min ; ② 将步骤①所得产品浸渍在聚醚嵌段酰胺溶液与润滑剂溶液的混合液中5s?30min， 室温阴干2?120min后40?120°C干燥5?240min。
7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述聚醚嵌段酰胺溶液与润滑剂溶 液的质量比为〇. 5?12000 :1。
8. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述聚醚嵌段酰胺溶液的浓度为 0. 5 ?IOwt %。
9. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述润滑剂溶液的浓度为5? 50wt%。
10. 权利要求1所述的耐摩擦的聚醚嵌段酰胺复合膜在化工分离过程上的应用。
【专利摘要】本发明涉及一种耐摩擦的聚醚嵌段酰胺复合膜其制备方法及应用，属于复合膜技术领域，所述复合膜从上到下依次为聚醚嵌段酰胺分离层、过渡层和底膜，所述聚醚嵌段酰胺分离层含有润滑剂，本发明有益效果为复合膜在分离层中加入润滑剂，在不改变分离层性能的基础上，还可改善分离层的表皮光滑度，有效提高复合膜的耐摩擦性能，保护复合膜分离层的完整性。
【IPC分类】B01D71-80, B01D69-12, B01D67-00, B01D53-22, B01D61-36
【公开号】CN104587854
【申请号】CN201410842992
【发明人】王连军, 耿平, 季鹏飞, 王忠强, 曲韵翔, 王颖, 李恕广, 杜国栋, 栗广勇
【申请人】大连欧科膜技术工程有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月30日