一种反渗透膜保湿剂后处理方法与流程

1.本发明涉及反渗透膜技术领域，尤其是涉及一种反渗透膜保湿剂后处理方法。


背景技术：

2.膜分离是在20世纪初出现，并在20世纪60年代后迅速崛起的一种分离技术。由于膜分离技术既具有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又具有高效、节能、环保、分子级过滤、过滤过程简单、易于控制等特征，因此，目前已被广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，已成为分离科学中最重要的手段之一。膜分离技术的核心就是分离膜。对于多孔膜来说，根据膜孔径的大小可以分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜以及反渗透膜。
3.反渗透膜因具有对有机小分子和无机盐离子的良好分离性能、安全、环保、易操作等优点而成为水处理的关键技术之一。反渗透膜是反渗透分离技术领域应用的膜片器材，能够截留各种无机离子、交替物质以及大分子溶质。目前，反渗透膜的主要应用在于海水及苦咸水淡化、硬水软化、中水回收、工业废水处理以及超纯水制备等领域。反渗透膜片生产过程中，界面聚合后的湿态膜直接进行热处理会导致支撑层的微孔结构发生收缩，膜片通量急剧衰减，且不可恢复，影响膜片性能，因此，需要进行后处理维持膜片的孔结构。
4.现有技术中，存在着众多对反渗透膜进行后处理的方法。其中，增塑剂，又称保湿剂，具有较强的亲水性，将其作为后处理溶液，可填充在膜孔中，减缓水分的蒸发速度，使膜片保持良好的韧性。
5.在膜片的实际生产应用中，膜片的化学溶出是一项重要指标，国家标准《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》(gb/t17219-1998)对反渗透膜片的化学溶出物有严格要求。但保湿剂的引入会影响膜片的化学溶出和气密性，保湿剂含量过低，会导致膜片气密性差，在进一步卷制元件时易发生漏胶等问题，后续保存过程中膜性能会变差；保湿剂含量过高，则会导致膜片中的化学物溶出。
6.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种反渗透膜后处理方法，该方法能够在保证反渗透膜的膜通量、脱盐率和气密性等性能的同时降低反渗透膜的化学物溶出。
8.本发明提供了一种反渗透膜后处理方法，包括如下步骤：
9.(a)将反渗透膜全部浸泡在含有保湿剂a的水溶液中；
10.(b)将浸泡后的所述反渗透膜的膜片表面涂覆含有保湿剂b的水溶液，所述膜片表面为脱盐层一侧的表面。
11.进一步地，步骤(a)中，所述含有保湿剂a的水溶液中，保湿剂a的质量百分数为3％～5％。
12.进一步地，步骤(a)中，所述保湿剂a包括丙三醇、二聚甘油、三聚甘油、丁二醇和丙
二醇中的至少一种。
13.进一步地，步骤(a)中，所述浸泡的时间为1～2min。
14.进一步地，步骤(b)中，所述含有保湿剂b的水溶液中，保湿剂b的质量百分数为8％～12％。
15.进一步地，步骤(b)中，所述保湿剂b包括聚乙二醇、peg-400、peg-6、peg-26中的至少一种。
16.进一步地，步骤(b)中，所述涂覆的方法为喷涂。
17.进一步地，步骤(b)中，所述涂覆包括将浸泡保湿剂a后的反渗透膜的膜片表面喷涂所述含有保湿剂b的水溶液后，进行压辊除液处理。
18.进一步地，步骤(b)中，还包括：将所述涂覆后的反渗透膜在60～80℃进行干燥。
19.进一步地，所述反渗透膜包括聚酰胺复合反渗透膜。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
21.本发明提供了一种反渗透膜后处理方法，包括如下步骤：将反渗透膜的膜片双面浸涂浓度为3wt％～5wt％的含有保湿剂a的水溶液，然后在反渗透膜的膜片正面喷涂浓度为8wt％～12wt％的含有保湿剂b的水溶液；本发明通过调整保湿剂的配比和涂覆方式，采用浸涂和喷涂的方法依次将低浓度的含有保湿剂a的水溶液和高浓度的含有保湿剂b的水溶液涂覆于反渗透膜的膜片表面；解决了现有技术中，由于引入保湿剂导致的反渗透膜的膜片气密性较差、脱盐率降低和化学物溶出等问题，能够在保证反渗透膜的膜通量、脱盐率和气密性等性能的同时降低反渗透产水中的化学溶出物的含量。
具体实施方式
22.下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
23.下面对本发明实施例的一种反渗透膜保湿剂后处理方法进行具体说明。
24.在本发明的一些实施方式中提供了一种反渗透膜保湿剂后处理方法，包括如下步骤：
25.(a)将反渗透膜全部浸泡在含有保湿剂a的水溶液中；
26.(b)将浸泡后的反渗透膜的膜片表面涂覆含有保湿剂b的水溶液，膜片表面为脱盐层一侧的表面。
27.本发明首选将反渗透膜浸入含有保湿剂a的水溶液中双面浸泡，然后在反渗透膜的膜片正面，即脱盐层一面，涂覆含有保湿剂b的水溶液，通过上述的步骤对反渗透膜进行保湿剂后处理，能够在保证反渗透膜的膜通量、脱盐性能、气密性等性能的基础上，降低反渗透膜的化学溶出。
28.本发明的反渗透膜后处理方法中，首先将反渗透膜的膜片双面涂覆保湿剂a，主要是为了使保湿剂充分进入膜片的复合结构中，维持膜孔内湿度，避免膜孔结构在后续热处
理后收缩；取出后，再对反渗透膜的膜片正面喷涂保湿剂b，主要是为了进一步对膜片脱盐层一面进行保湿剂加固处理，保证膜片气密，同时避免重复增加无纺布侧保湿剂含量，造成化学溶出过高。
29.在本发明的一些具体的实施方式中，步骤(b)中，将浸泡保湿剂a后的反渗透膜的脱盐层表面涂覆含有保湿剂b的水溶液。
30.在本发明的一些实施方式中，降低反渗透膜化学溶出的保湿剂后处理方法，包括如下步骤：
31.(a)将反渗透膜全部浸泡在含有保湿剂a的水溶液中；
32.(b)将浸泡后的反渗透膜的膜片表面涂覆含有保湿剂b的水溶液，膜片表面为脱盐层一侧的表面。
33.在本发明的一些实施方式中，步骤(a)中，含有保湿剂a的水溶液中，保湿剂a的质量百分数为3％～5％；典型但非限制性的，例如，含有保湿剂a的水溶液中，保湿剂a的质量百分数为3％、4％或者5％等等。
34.在本发明的一些实施方式中，步骤(a)中，保湿剂a包括丙三醇、二聚甘油、三聚甘油、丁二醇和丙二醇中的至少一种；典型但非限制性的，例如，保湿剂a可以为丙三醇、二聚甘油、三聚甘油、丁二醇和丙二醇中的任意一种或者其中两种或者两种以上的组合。
35.在本发明的一些实施方式中，步骤(a)中，浸泡的时间为1～2min；典型但非限制性的，例如，浸泡的时间为1min、1.5min或者2min等等。
36.在本发明的一些具体实施方式中，步骤(a)中，浸泡的时间为1min。
37.在本发明的一些具体实施方式中，步骤(a)中，含有保湿剂a的水溶液的温度为15～35℃。
38.在本发明的一些实施方式中，步骤(b)中，含有保湿剂b的水溶液中，保湿剂b的质量百分数为8％～12％；典型但非限制性的，例如，含有保湿剂b的水溶液中，保湿剂b的质量百分数为8％、9％、10％、11％或者12％等等。
39.在本发明的一些实施方式中，步骤(b)中，保湿剂b包括聚乙二醇、peg-400、peg-6和peg-26中的至少一种；典型但非限制性的，例如，保湿剂b可以为聚乙二醇、peg-400、peg-6和peg-26中任一种或者其中两种或者两种以上的组合。
40.在本发明的一些实施方式中，步骤(b)中，涂覆的方法为喷涂；采用喷涂的方式有利于溶液的均匀涂覆。
41.在本发明的一些实施方式中，步骤(b)中，涂覆包括将浸泡保湿剂a后的反渗透膜的膜片表面喷涂含有保湿剂b的水溶液后，进行压辊除液处理；压辊除液处理能够去除反渗透膜的膜片表面多余的保湿剂水溶液。
42.本发明的反渗透膜后处理方法中，采用低浓度的含有保湿剂a的水溶液与高浓度的含有保湿剂b的水溶液依次对反渗透膜的膜片进行涂覆，有利于在维持反渗透膜的膜片性能不变的情况下，降低反渗透膜的膜片的化学溶出。
43.在本发明的反渗透膜后处理方法中，保湿剂a的涂覆方式为浸泡，即浸涂，保湿剂b的涂覆方式为喷涂；本发明通过采用不同的涂覆方式分别涂覆保湿剂a和保湿剂b，有利于提高反渗透膜的性能，使其性能更加优异。
44.在本发明的一些具体实施方式中，上述反渗透膜后处理方法，步骤(b)中，还包括：
将涂覆后的反渗透膜在60～80℃进行干燥。
45.在本发明的一些具体实施方式中，干燥的方法包括烘干；优选地，烘干的温度为65～75℃，烘干的时间为2～3min；更优选地，烘干的温度为70℃，烘干的时间为2min。
46.在本发明的一些实施方式中，反渗透膜包括聚酰胺复合反渗透膜。
47.本发明对反渗透膜的种类不作严格的限制，可以选择商业反渗透膜或者自制的反渗透膜。
48.在本发明的一些具体实施方式中，上述反渗透膜后处理方法，步骤(a)中，还包括：对浸泡前的反渗透膜进行漂洗。
49.在本发明的一些具体实施方式中，步骤(a)中，漂洗的漂洗液为纯水；漂洗能够去除反渗透膜的膜片表面残留的单体。
50.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
51.实施例1
52.本实施例提供的反渗透膜保湿剂后处理方法，包括如下步骤：
53.(a)将聚酰胺复合反渗透膜的膜片全部浸泡在含有保湿剂a的水溶液中；保湿剂a为甘油，含有保湿剂a的水溶液中，保湿剂a的质量百分数为3％，浸泡的时间为1min。
54.(b)将浸泡后的膜片表面(脱盐层面)喷涂含有保湿剂b的水溶液后，采用挤压辊去除膜片表面多余的水溶液，然后，将上述膜片在70℃下烘干2min；其中，保湿剂b为peg-400，含有保湿剂b的水溶液中，保湿剂b的质量百分数为8％。
55.实施例2
56.本实施例提供的反渗透膜保湿剂后处理方法，包括如下步骤：
57.(a)将聚酰胺复合反渗透膜的膜片全部浸泡在含有保湿剂a的水溶液中；保湿剂a为甘油，含有保湿剂a的水溶液中，保湿剂a的质量百分数为5％，浸泡的时间为1min。
58.(b)将浸泡后的膜片表面(脱盐层面)喷涂含有保湿剂b的水溶液后，采用挤压辊去除膜片表面多余的水溶液，然后，将上述膜片在70℃下烘干2min；其中，保湿剂b为peg-400，含有保湿剂b的水溶液中，保湿剂b的质量百分数为12％。
59.实施例3
60.本实施例提供的反渗透膜保湿剂后处理方法，包括如下步骤：
61.(a)将聚酰胺复合反渗透膜的膜片全部浸泡在含有保湿剂a的水溶液中；保湿剂a为甘油，含有保湿剂a的水溶液中，保湿剂a的质量百分数为4％，浸泡的时间为1min。
62.(b)将浸泡后的膜片表面(脱盐层面)喷涂含有保湿剂b的水溶液后，采用挤压辊去除膜片表面多余的水溶液，然后，将上述膜片在70℃下烘干2min；其中，保湿剂b为peg-26，含有保湿剂b的水溶液中，保湿剂b的质量百分数为10％。
63.实施例4
64.本实施例提供的反渗透膜保湿剂后处理方法，包括如下步骤：
65.(a)将聚酰胺复合反渗透膜的膜片全部浸泡在含有保湿剂a的水溶液中；保湿剂a为二聚甘油，含有保湿剂a的水溶液中，保湿剂a的质量百分数为3％，浸泡的时间为1min。
66.(b)将浸泡后的膜片表面(脱盐层面)喷涂含有保湿剂b的水溶液后，采用挤压辊去除膜片表面多余的水溶液，然后，将上述膜片在70℃下烘干2min；其中，保湿剂b为peg-6，含有保湿剂b的水溶液中，保湿剂b的质量百分数为9％。
67.对比例1
68.本对比例提供的反渗透膜保湿剂后处理方法，包括如下步骤：
69.将聚酰胺复合反渗透膜的膜片全部浸泡在含有保湿剂a的水溶液中，浸泡1min后，采用挤压辊去除膜片表面多余的水溶液，然后，将上述膜片在70℃烘干2min；其中，保湿剂a为甘油，含有保湿剂a的水溶液中，保湿剂a的质量百分数为3％。
70.对比例2
71.本对比例提供的反渗透膜保湿剂后处理方法，包括如下步骤：
72.将聚酰胺复合反渗透膜的膜片全部浸泡在含有保湿剂a的水溶液中，浸泡1min后，采用挤压辊去除膜片的膜片表面多余的水溶液，然后，将上述膜片在70℃烘干2min；其中，保湿剂a为甘油，含有保湿剂a的水溶液中，保湿剂a的质量百分数为12％。
73.对比例3
74.本对比例提供的反渗透膜保湿剂后处理方法，包括如下步骤：
75.将聚酰胺复合反渗透膜片反渗透膜的膜片单面(脱盐层面)喷涂含有保湿剂b的水溶液后，采用挤压辊去除膜片表面多余的水溶液，然后，将上述膜片在70℃烘干2min；其中，保湿剂b为peg-400，含有保湿剂b的水溶液中，保湿剂b的质量百分数为12％。
76.试验例1
77.对未经保湿剂后处理的聚酰胺复合反渗透膜以及分别采用实施例1～4和对比例1～3的后处理方法进行后处理制得的聚酰胺复合反渗透膜的膜片性能进行测试，膜片性能包括膜通量、脱盐率、气密性和化学溶出物含量，其结果如表1所示。
78.膜片性能测试条件为500ppm的nacl水溶液，压力为0.5mpa，温度25℃，ph范围6～7，运行时间30min。膜通量为单位时间透过单位膜面积的水体积，单位为l/m2·
h(lmh)；脱盐率为进水与产水的盐浓度差除以进水盐浓度；气密性是膜片在气密测试台1min通过膜片的气泡数，通过气密测试台进行测试，将密封圈、膜片依次装入膜池中，膜片脱盐层朝下，膜有效面积36.34cm2，拧紧螺丝，通过增大真空泵压力，将压缩空气鼓入膜池，压力为0.4mpa，将膜池上端所连管道通入水中；膜片化学溶出物为单位膜面积保湿剂的含量，单位g/m2。
79.表1
80.[0081][0082]
从表1可以看出，未经保湿剂处理的反渗透膜片性能较差，选用单一保湿剂浸涂时，低浓度保湿剂处理的膜片化学溶出物含量较低，但膜片性能较差；高浓度的保湿剂处理的膜片性能较好，但化学溶出物含量较高。采用低浓度保湿剂a和高浓度保湿剂b对反渗透膜片进行后处理，膜片通量在40lmh左右，脱盐率均大于99％，膜片脱盐性能良好，且膜片气密性较好，溶出基本在2～4g/m2，在维持膜片性能合格的情况下，可以明显降低膜片溶出。
[0083]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。