低压中空纤维纳滤膜的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种低压中空纤维纳滤膜，包括聚砜中空纤维基膜，所述基膜经干燥处理后，在以丙烯酸树脂、羧基型氯醋树脂、二苯基甲烷二异氰酸酯为溶质，乙酸丁酯和碳酸二甲酯为溶剂组成的成膜液中浸渍提拉上致密膜后制备得到低压中空纤维纳滤膜。本发明的低压中空纤维纳滤膜，不仅能有效的去除水中大部分二价离子和小部分一价离子，达到除盐净水效果的同时，能使人体补充到微量的矿物质；另外，本发明还能有效提高家用净水器的得水率和产水量，同时由于低压运行，家用净水器的运行成本和制造成本也大大的降低了。
【专利说明】低压中空纤维纳滤膜
【技术领域】
[0001] 本发明属于家用净水【技术领域】，具体地说是设及一种低压中空纤维纳滤膜。
【背景技术】
[0002] 随着国内水体污染的严重，人们对水质安全越来越重视，很多家庭都安装了家用 净水器，一般的家用净水器都是由PP棉、活性炭、超滤、反渗透、挪壳活性炭等过滤材料组 成。
[0003] 现有的家用净水器中，主要采用的是反渗透膜过滤，由于家用反渗透膜的特点，其 除盐率非常高，因此出水含盐量基本为零，同时家用反渗透膜需高压运行，一般的其运行压 力需0. 5MP?0. 7MP。现有的家用净水器由于家用反渗透膜的作用，其得水率一般为50%左 右，因此水资源浪费严重，且每台家用净水机每日的产水量只有50?100加仑。另外，家用 反渗透膜一般为卷式结构，其抗污染能力不强，且清洗工艺复杂，只能定期进行更换，增加 了使用成本。
[0004] 纳滤膜的出现弥补了反渗透与超滤之间的空白，纳滤膜又称疏松型反渗透膜。通 常情况，纳滤膜膜的截留相对分子质量界限为200?1000,与截留相对分子质量相对应的 膜孔径为1?3nm。目前，现有的纳滤膜都是卷式纳滤膜，卷式纳滤膜主要应用在物料分离 行业，其单位填充体积内产水率也很低，同时，因为卷式纳滤膜的生产工艺复杂，其生产成 本和使用成本都很高。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种适用于家用净水器的水质净化 除盐的低压中空纤维纳滤膜及其制备方法。
[0006] 一种低压中空纤维纳滤膜，包括聚讽中空纤维基膜，所述基膜经干燥处理后，在W 丙締酸树脂、駿基型氯醋树脂、二苯基甲烧二异氯酸醋为溶质，己酸了醋和碳酸二甲醋为溶 剂组成的成膜液中浸溃提拉上致密膜后制备得到低压中空纤维纳滤膜。
[0007] 作为优选，所述基膜由下述方法制得：将N，N-二甲基己酷胺和二甲基亚讽溶剂在 温度为60?100°C的揽拌罐内揽拌30?60min，然后加入聚己二醇400和聚维酬K25揽拌 30?60min，再加入纳米二氧化娃揽拌30?60min，最后加入聚讽揽拌180?600min，静置 脱泡600?SOOmin，准备好的铸膜液通过烙体累挤出，在25?55°C的水浴中成膜。
[000引作为优选，所述N，N-二甲基己酷胺100重量份、二甲基亚讽20?30重量份、聚 己二醇400 5?15重量份、聚维酬K25 5?10重量份、纳米二氧化娃0?2重量份、聚讽 15?20重量份。
[0009] 作为优选，所述致密膜由下述方法制得；基膜在25?55°C的清洗水槽中清洗后， 在干燥箱中干燥去水份，然后把基膜牵引入致密膜的成膜液中，使用浸溃提拉法，从成膜液 中提拉而出，在干燥管中干燥成膜，然后重复提拉、干燥多次，直至成膜厚度达到要求。
[0010] 作为优选，所述己酸了醋100重量份、碳酸二甲醋20?40重量份、丙締酸树脂 5?10重量份、駿基型氯醋树脂0?5重量份、二苯基甲烧二异氯酸醋0?1重量份。
[0011] 作为优选，所述基膜的内径为0. 2?0. 8mm，外径为0. 5?1. 4mm。
[001引作为优选，所述致密膜厚度为1?3um，致密膜孔径为1?3nm。本发明所产生的 致密膜孔径虽然比芳香聚酷胺致密层孔径偏大，降低了一价盐和二价盐的脱除率，但是在 特定的家用行业，能使人体补充到微量的矿物质；不仅满足了净水的要求，而且还能使人体 补充所需的微量的矿物盐分。
[0013] 作为优选，所述N，N-二甲基己酷胺100重量份、二甲基亚讽20重量份、聚己二醇 400 10重量份、聚维酬K25 5重量份、纳米二氧化娃1. 5重量份、聚讽18重量份。
[0014] 作为优选，所述己酸了醋100重量份、碳酸二甲醋20重量份、丙締酸树脂8重量 份、駿基型氯醋树脂3重量份、二苯基甲烧二异氯酸醋0. 4重量份。
[0015] 作为优选，所述提拉速度控制在5?20cm/min，干燥管中干燥温度控制在35? 45 °C。
[0016] 本发明选用聚讽（PS)作为基膜成膜材料，其比PVDF、PP等材料更亲水，能更有效 的提高低压中空纤维膜的产水率，W纳米二氧化娃作为成孔剂，减小了基膜表面微孔孔径， 增加基膜强度了；本发明在致密膜的成膜液中，选用丙締酸树脂比一般的卷式纳滤膜中的 芳香聚酷胺有更好的耐氯性，不仅能提高产品的寿命，更能在某些特定净水工艺中减少工 艺段，选用二苯基甲烧二异氯酸醋为交联助剂，改变其用量可改变致密层成膜微孔孔径，从 而改变低压中空纤维纳滤膜的产水通量和截留率。
[0017] 本发明所生产的低压中空纤维纳滤膜产水量能达到100?2(K)L/(m2. h)，同时其 单位填充体积内的产水量远远大于家用反渗透膜。本发明所生产的低压中空纤维纳滤膜运 行压力在0. 2?0. 3MP，远远低于家用反渗透膜0. 5?0. 7MP的运行压力，在家用净水设备 中，能去除高压累该个动力源，减少了家用净水设备制造成本和运行成本。本发明所生产的 低压中空纤维纳滤膜得水率可达到90% W上，提高了水资源的利用率。
[0018] 本发明的低压中空纤维纳滤膜，不仅能有效的去除水中大部分二价离子和小部分 一价离子，达到除盐净水效果的同时，能使人体补充到微量的矿物质；另外，本发明还能有 效提高家用净水器的得水率和产水量，同时由于低压运行，家用净水器的运行成本和制造 成本也大大的降低了。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是本发明低压中空纤维纳滤膜的制备流程图； 图2是本发明低压中空纤维纳滤膜的电镜图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限 于此。
[0021] 参照图1，图2,一种低压中空纤维纳滤膜，包括聚讽中空纤维基膜，所述基膜经干 燥处理后，在W丙締酸树脂、駿基型氯醋树脂、二苯基甲烧二异氯酸醋为溶质，己酸了醋和 碳酸二甲醋为溶剂组成的成膜液中浸溃提拉上致密膜后制备得到低压中空纤维纳滤膜。 [002引所述基膜由下述方法制得；W聚讽（PS)为膜材料，N，N-二甲基己酷胺（DMAC)、二 甲基亚讽（DMSO)为溶剂，聚己二醇400 (阳G400)、聚维酬K25、纳米二氧化娃（Si化）为成孔 剂，采用相转化法制备聚讽中空纤维基膜；具体为；所述基膜由下述方法制得；将N，N-二甲 基己酷胺和二甲基亚讽溶剂在温度为60?100°C的揽拌罐1内揽拌30?60min，然后加入 聚己二醇400和聚维酬K25揽拌30?60min，再加入纳米二氧化娃揽拌30?60min，最后 加入聚讽揽拌180?600min，静置脱泡600?SOOmin，准备好的铸膜液通过烙体累挤出，落 入水槽2中，在25?55°C的水浴中成膜，然后在25?55°C的清洗水槽3中清洗。
[0023] 所述致密膜由下述方法制得：基膜经干燥处理后，在W丙締酸树脂、駿基型氯醋树 月旨、二苯基甲烧二异氯酸醋为溶质，己酸了醋和碳酸二甲醋（DMC)为溶剂的有机溶液中浸溃 提拉上致密膜后制备得到低压中空纤维纳滤膜；具体为：基膜在在干燥箱4中干燥去水份， 然后把基膜牵引入装有准备好的致密膜的成膜液的料液池5中，使用浸溃提拉法，从成膜 液中提拉而出，在干燥管6中干燥成膜，然后重复提拉、干燥多次，直至成膜厚度达到要求 后，经收卷机7收卷。
[0024] 其中，所述N，N-二甲基己酷胺100份、二甲基亚讽20?30份、聚己二醇400 5? 15份、聚维酬K25 5?10份、纳米二氧化娃0?2份、聚讽15?20份；所述致密膜由下述 重量份的组份组成；己酸了醋100份、碳酸二甲醋20?40份、丙締酸树脂5?10份、駿基 型氯醋树脂0?5份、二苯基甲烧二异氯酸醋0?1份。所述己酸了醋100重量份、碳酸 二甲醋20?40重量份、丙締酸树脂5?10重量份、駿基型氯醋树脂0?5重量份、二苯 基甲烧二异氯酸醋0?1重量份。
[00巧]实施例1 一种低压中空纤维纳滤膜，所述低压中空纤维纳滤膜包括聚讽中空纤维基膜及基膜上 的致密膜，所述基膜制备过程中；N，N-二甲基己酷胺100份、二甲基亚讽20份、聚己二醇 400 10份、聚维酬K25 5份、纳米二氧化娃1.5份、聚讽18份；所述致密膜由下述重量份的 组份组成：己酸了醋100份、碳酸二甲醋20份、丙締酸树脂8份、駿基型氯醋树脂3份、二 苯基甲烧二异氯酸醋0.4份。
[0026] 实施例2 一种低压中空纤维纳滤膜，所述低压中空纤维纳滤膜包括聚讽中空纤维基膜及基膜上 的致密膜，所述基膜制备过程中；N，N-二甲基己酷胺100份、二甲基亚讽20份、聚己二醇 400 10份、聚维酬K25 5份、聚讽18份；所述致密膜由下述重量份的组份组成：己酸了醋 100份、碳酸二甲醋20份、丙締酸树脂8份、駿基型氯醋树脂3份、二苯基甲烧二异氯酸醋 0. 4 份。
[0027] 实施例3 一种低压中空纤维纳滤膜，所述低压中空纤维纳滤膜包括聚讽中空纤维基膜及基膜上 的致密膜，所述基膜制备过程中；N，N-二甲基己酷胺100份、二甲基亚讽30份、聚己二醇 400 10份、聚维酬K25 5份、聚讽18份；所述致密膜由下述重量份的组份组成：己酸了醋 100份、碳酸二甲醋20份、丙締酸树脂8份、駿基型氯醋树脂3份、二苯基甲烧二异氯酸醋 0. 4 份。
[002引实施例4 一种低压中空纤维纳滤膜，所述低压中空纤维纳滤膜包括聚讽中空纤维基膜及基膜上 的致密膜，所述基膜制备过程中；N，N-二甲基己酷胺100份、二甲基亚讽30份、聚己二醇 400 10份、聚维酬K25 5份、纳米二氧化娃1. 5份、聚讽18份；所述致密膜由下述重量份的 组份组成：己酸了醋100份、碳酸二甲醋20份、丙締酸树脂8份、駿基型氯醋树脂3份、二 苯基甲烧二异氯酸醋0.4份。
[0029] 实施例1?4各组分组成及其性能如表1所示： 表1
【权利要求】
1. 一种低压中空纤维纳滤膜，包括聚砜中空纤维基膜，其特征在于：所述基膜经干燥 处理后，在以丙烯酸树脂、羧基型氯醋树脂、二苯基甲烷二异氰酸酯为溶质，乙酸丁酯和碳 酸二甲酯为溶剂组成的成膜液中浸渍提拉上致密膜后制备得到低压中空纤维纳滤膜。
2. 根据权利要求1所述的低压中空纤维纳滤膜，其特征在于：所述基膜由下述方法制 得：将N，N-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜溶剂在温度为60?100°C的搅拌罐内搅拌30? 60min，然后加入聚乙二醇400和聚维酮K25搅拌30?60min，再加入纳米二氧化硅搅拌 30?60min，最后加入聚砜搅拌180?600min，静置脱泡600?800min，准备好的铸膜液通 过熔体泵挤出，在25?55°C的水浴中成膜。
3. 根据权利要求2所述的低压中空纤维纳滤膜，其特征在于：所述N，N-二甲基乙酰胺 100重量份、二甲基亚砜20?30重量份、聚乙二醇400 5?15重量份、聚维酮K25 5?10 重量份、纳米二氧化硅〇?2重量份、聚砜15?20重量份。
4. 根据权利要求1所述的低压中空纤维纳滤膜，其特征在于：所述致密膜由下述方法 制得：基膜在25?55°C的清洗水槽中清洗后，在干燥箱中干燥去水份，然后把基膜牵引入 致密膜的成膜液中，使用浸渍提拉法，从成膜液中提拉而出，在干燥管中干燥成膜，然后重 复提拉、干燥多次，直至成膜厚度达到要求。
5. 根据权利要求1或4所述的低压中空纤维纳滤膜，其特征在于：所述乙酸丁酯100重 量份、碳酸二甲酯20?40重量份、丙烯酸树脂5?10重量份、羧基型氯醋树脂0?5重 量份、二苯基甲烧二异氰酸酯〇?1重量份。
6. 根据权利要求1所述的低压中空纤维纳滤膜，其特征在于：所述基膜的内径为 0? 2 ?0? 8mm，外径为 0? 5 ?1. 4mm。
7. 根据权利要求1所述的低压中空纤维纳滤膜，其特征在于：所述致密膜厚度为1? 3um，致密膜孔径为1?3nm。
8. 根据权利要求3所述的低压中空纤维纳滤膜，其特征在于：所述N，N-二甲基乙酰胺 100重量份、二甲基亚砜20重量份、聚乙二醇400 10重量份、聚维酮K25 5重量份、纳米二 氧化硅1.5重量份、聚砜18重量份。
9. 根据权利要求5所述的低压中空纤维纳滤膜，其特征在于：所述乙酸丁酯100重量 份、碳酸二甲酯20重量份、丙烯酸树脂8重量份、羧基型氯醋树脂3重量份、二苯基甲烷二 异氰酸酯0.4重量份。
10. 根据权利要求4所述的低压中空纤维纳滤膜，其特征在于：所述提拉速度控制在 5?20cm/min，干燥管中干燥温度控制在35?45°C。
【文档编号】B01D69/08GK104437105SQ201410641402
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】朱欣峰, 陈梦泽 申请人:宁波摩尔森膜环保科技有限公司