均匀，特别适于聚丙稀滤膜的涂覆改性。
[0024]2)将氢氧化铝胶体涂覆到聚丙烯滤膜表面的过程:
利用恒温水浴装置，将氢氧化铝胶体溶液控制在合适的涂覆温度之下；涂覆过程中温度控制在20-60 °C;
取表面活性剂溶液对待涂覆的聚丙烯滤膜进行表面预处理;所述表面活性剂为乙醇稀溶液或者娃烧偶联剂；
然后采用蒸馏水或去离子水对预处理后的聚丙烯滤膜表面清洗2-3次，以除掉残留的表面活性剂;将已清洗的滤膜，固定于涂覆容器中，如金属、玻璃、塑料等材质的容器中，使滤膜的待涂覆表面与氢氧化铝胶体流向平行；
将蠕动栗、带有待涂覆滤膜的涂覆容器、新配置的胶体溶液组成闭路循环系统，并将带有待涂覆滤膜的涂覆容器置于恒温水浴装置中；调节恒温水浴装置的温度，控制涂覆时间，通过水力循环的方式利用蠕动栗对滤膜进行氢氧化铝胶体涂覆，有效涂层的厚度为0.2-35ym，得到亲水改性的滤膜，涂覆时间的范围为5-40min，最佳的涂覆时间范围为10_30min。
[0025]本发明将Al(OH)3胶体应用于聚丙烯滤膜的亲水改性，本发明中所述的滤膜可以是聚丙烯中空纤维超滤膜、微滤膜，聚丙烯滤纸，聚丙烯平板膜等过滤膜。通过控制胶体溶液的浓度、PH、涂覆时间等参数，以控制滤膜表面纳米涂覆层的厚度，改善滤膜的亲水性，经Al (OH)3胶体涂覆的滤膜大幅降低了纯水接触角(15%-25%)。
[0026]亲水改性的影响因素具体为:涂覆过程的温度主要通过影响Al(OH)3胶体的溶解度来影响胶体体系的成分比例，由于接触角的测试是在涂覆之后，水分蒸发完全后进行的，因而接触角受涂覆温度的影响极为微弱；而温度主要是与胶体浓度一同对接触角产生影响。真正影响涂覆效果的是浓度、pH值，涂覆时间三个因素，如图1所示是浓度为0.05mol/L的Al(OH)3的涂覆时间与接触角的关系，可以看出随涂覆时间的延长，纯水接触角度呈下降趋势，涂覆时间超过20min后，纯水接触角度稳定在80°左右。
[0027]实施例1
以如下方法制备亲水改性的聚丙烯中空纤维超滤膜:
1)选取膜丝平均外径为0.4μπι、内径0.3μπι、膜孔径为0.Uim的聚丙烯中空纤维超滤膜，首先利用乙醇浸泡lOmin，然后利用去离子水清洗3次，去除聚丙烯中空纤维超滤膜表面杂质，并起到对超滤膜表面预处理的作用；
2)配制浓度为0.05mol/L，pH为8.5的Al(OH)3胶体溶液，盛放于烧杯中；
3)将预处理后的聚丙烯中空纤维超滤膜置于玻璃管中，与氢氧化铝胶体流向平行布置;利用蠕动栗与玻璃管、大烧杯及橡胶管组成的闭路循环系统进行涂覆，控制涂覆温度为60°C，时间为15min，得到亲水改性的聚丙烯中空纤维超滤膜，超滤膜表面的微观形貌如图2所示。
[0028]经测量，涂覆之前超滤膜表面与纯水的接触角约为110°，涂覆之后超滤膜表面与纯水的接触角为81.5°，润湿性能提高25.9%。
[0029]
实施例2
以如下方法制备亲水改性的聚丙烯滤纸:
1)选取Φ47mm，厚度为0.45mm，膜孔尺度为0.22的聚丙稀滤纸进行涂覆实验，首先利用乙醇浸泡5min，然后利用去离子水清洗2次，对超滤膜表面预处理；
2)配制浓度为0.04mol/L，pH为7.5的Al(OH)3胶体溶液，盛放于烧杯中；
3)将预处理后的聚丙烯滤纸置于玻璃管中，与氢氧化铝胶体流向平行布置;利用蠕动栗与玻璃管、大烧杯及橡胶管组成的闭路循环系统进行涂覆，控制涂覆温度为20°C，时间为5min，得到亲水改性的聚丙烯滤纸，滤纸表面的微观形貌如图3所示。
[0030]经测量，涂覆之前滤纸表面与纯水的接触角约为110°，涂覆之后滤纸表面与纯水的接触角为92.7° (如图4)，润湿性能提高15.7%。
[0031]
实施例3
以如下方法制备亲水改性的聚丙烯滤纸:
1)选取Φ47mm，厚度为0.45mm，膜孔尺度为0.22的聚丙稀滤纸进行涂覆实验，首先利用乙醇浸泡5min，对超滤膜表面预处理，然后利用去离子水清洗2次，对超滤膜表面预处理，确保聚丙烯滤纸表面清洁；
2)配制浓度为0.025mol/L，pH为8的Al(OH)3胶体溶液，盛放于烧杯中； 3)将预处理后的聚丙烯滤纸置于玻璃管中，与氢氧化铝胶体流向平行布置;利用蠕动栗与玻璃管、大烧杯及橡胶管组成的闭路循环系统进行涂覆，控制涂覆温度为40°C，时间为30min，得到亲水改性的聚丙稀滤纸。
[0032]经测量，涂覆之前滤纸表面与纯水的接触角约为110°，涂覆之后滤纸表面与纯水的接触角为85.7° (如图5)，润湿性能提高22.1%。
[0033]以上实施例仅是本发明若干种优选实施方式中的几种，应当指出，本发明不限于上述实施例;对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种利用氢氧化铝胶体对聚丙烯滤膜亲水改性的方法，其特征在于，取表面活性剂溶液对聚丙烯滤膜进行表面预处理，然后用水对滤膜表面进行清洗，将清洗后的滤膜固定于涂覆容器中，使滤膜的待涂覆表面与氢氧化铝胶体流向平行，对所述涂覆容器保持恒温，控制涂覆温度;利用水力循环的方式将氢氧化铝胶体涂覆在滤膜表面，得到亲水改性的聚丙烯滤膜。2.根据权利要求1所述的一种利用氢氧化铝胶体对聚丙烯滤膜亲水改性的方法，其特征在于，所述氢氧化铝胶体的制备方法为:分别配制可溶性铝盐水溶液及碱性水溶液，向可溶性铝盐水溶液中逐滴加入碱性水溶液，控制pH值，获得不同浓度的纳米结构的氢氧化铝胶体。3.根据权利要求2所述的一种利用氢氧化铝胶体对聚丙烯滤膜亲水改性的方法，其特征在于，所述可溶性铝盐水溶液中Al3+浓度为0.01-0.1 mol/L;所述碱性水溶液的浓度为0.01-0.lmol/Lo4.根据权利要求2所述的一种利用氢氧化铝胶体对聚丙烯滤膜亲水改性的方法，其特征在于，所述可溶性铝盐是三氯化铝、硫酸铝、硫酸铝氨、硝酸铝、硫酸氢铝、硫酸钠铝、偏铝酸钠、或其水合物;所述碱性物质是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水、或其水合物。5.根据权利要求1所述的一种利用氢氧化铝胶体对聚丙烯滤膜亲水改性的方法，其特征在于，所述氢氧化铝胶体的pH为6.7-8.7，氢氧化铝胶体溶液中Al3+的浓度为0.01-0.07mol/L06.根据权利要求1所述的一种利用氢氧化铝胶体对聚丙烯滤膜亲水改性的方法，其特征在于，所述涂覆温度为20-60°C，涂覆时间为5-40min。7.根据权利要求6所述的一种利用氢氧化铝胶体对聚丙烯滤膜亲水改性的方法，其特征在于，所述涂覆时间为10-30min。8.根据权利要求1所述的一种利用氢氧化铝胶体对聚丙烯滤膜亲水改性的方法，其特征在于，亲水改性滤膜表面有效涂层的厚度为0.2-35μπι。9.根据权利要求1所述的一种利用氢氧化铝胶体对聚丙烯滤膜亲水改性的方法，其特征在于，所述表面活性剂为乙醇溶液或者硅烷偶联剂。
【专利摘要】本发明公开了一种利用氢氧化铝胶体进行聚丙烯滤膜亲水改性的方法，取表面活性剂溶液对滤膜进行表面预处理，然后用水对滤膜表面进行清洗，将清洗后的滤膜固定于涂覆容器中，使滤膜的待涂覆表面与氢氧化铝胶体流向平行，对所述涂覆容器保持恒温，控制涂覆温度；利用水力循环的方式将氢氧化铝胶体涂覆在滤膜表面，得到表面具有纳米结构的亲水改性的滤膜。本发明有效降低了滤膜表面与纯水的接触角，提高润湿性能，提高其抗污染性能的方法。
【IPC分类】B01D67/00, B01D71/26
【公开号】CN105617883
【申请号】CN201610002400
【发明人】郭风祥, 牟华, 胡祎萌, 臧鹤超, 王起维, 王鑫, 张照文, 袁健, 周忠海
【申请人】山东省科学院海洋仪器仪表研究所
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月6日