本发明属于液体过滤材料与分离制造，尤其涉及一种抗金属无锑反渗透膜支撑体及其制备工艺。
背景技术：
1、反渗透是一项近几十年发展起来的高效液体膜分离技术，该技术具有净化率高、成本低等优点，目前已经被广泛应用于海水淡化、废水处理、硬水软化、饮用水纯化等领域。一般来说反渗透膜由无纺布层、多孔性支撑层和膜组成。支撑体是反渗透膜的基础部分，具有机械强度高、孔径和孔隙率大等特点。反渗透支撑体必须具备构成的纤维分布均匀，良好的微孔均匀分布结构，较高的纵横向抗拉强度，热收缩率低，较高透气性，涂布面光滑不起毛、孔隙率高，厚度均匀一致等要求。
2、在反渗透膜中，无纺布支撑层的制备格外关键，现有技术中已有的制备方法制备的无纺布支撑层也存在着各种各样的问题：如采用纺粘法制备得到的支撑层，虽然连续纤维成型的纤网强度高，不易起毛，但是由于纤维过长、表面孔径较大，导致支撑层厚度变大，不能满足反渗透膜薄型化的要求；另外纺粘法制备的无纺布支撑层还容易产生严重的渗漏问题，进行高分子聚合物溶液流延时会产生有些地方过度渗透而透印，污染制膜装备；而采用湿法制备过程中，为了获得匀度较好的材料，需要将纤维直径和纤维长度的比例设定在一定的范围内，这样必须将纤维长度缩短，纤维缩短会引起无纺布的强度降低，同时还存在纤网表面起毛、平滑度降低、产生纤维缠绕分散性差的现象。因而，上述方法制备得到的支撑材料，其性能已不能够满足反渗透膜薄层化和高功能性的综合要求，发明一种抗金属无锑反渗透膜支撑体的制备工艺具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种抗金属无锑反渗透膜支撑体的制备工艺，克服现有技术的不足，提供一种厚度薄、涂覆面光滑、平整度高、孔分布均匀、孔隙率高、过滤效果好的抗金属无锑反渗透膜支撑体的制备方法。通过在无纺布支撑层上依次设置有聚砜基膜层和活性层，可使饮用水中的金属和杂质不能够通过该膜，从而将其分离出来，过滤效果好，且本生产工艺可使聚砜基膜层和活性层快速固定在无纺布支撑层上，无需人工过多的操作，生产效率高。
2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、本发明提供了一种抗金属无锑反渗透膜支撑体的制备工艺，所述反渗透膜滤网支撑材料由自上而下依次设置的上层纤网、中间纤网和下层纤网经热压处理制得；所述上层纤网和下层纤网为纺粘非织造材料层；所述纺粘非织造材料层采用热塑性聚合物纺粘长丝制成；所述中间纤网为聚合物纳米纤维膜。
4、所述上层纤网由重量百分含量为70％-80％的细径聚合物配以20％-30％热熔纤维，其定量为25g/m2-35g/m2；
5、所述下层纤网由重量百分含量为60％-80％的粗径聚合物配以20％-40％的热熔纤维构成，其定量为35g/m2-45g/m2；
6、优选的，粗径聚合物直径在在14μm-24pm之间，细径聚酯纤维直径在8μm-19μm之间中，分散剂是聚丙烯酰胺。
7、优选的，聚合物包括聚酰胺、聚酯、聚丙烯、聚乳酸、聚苯乙烯中的一种或多种；所述热熔纤维包括纤维熔点为120℃-155℃的低熔点聚醋/聚醋复合纤维、聚乙烯纤维、或聚乙烯/聚丙烯的es复合纤维。
8、所述中间纤网的组分为：聚酰胺12-16％、无水甲酸60-70％、钛系化合物6-12％、钛系催化剂3-6％。
9、所述聚酰胺为聚酰胺6、聚酰胺66的混合物或其中一种。
10、所述无水甲酸纯度为99.99％。
11、所述钛系化合物为二氧化钛。
12、所述钛系催化剂以钛酸异丙酯为原料，通过硅烷偶联剂改性后制备得到一种高活性tio2聚酯催化剂，相较于未改性在色泽上有明显提升，且催化剂水解速率降低。
13、优选的，钛系化合物二氧化钛，引入聚乙烯吡咯烷酮(pvp)配体改变钛原子周围化学环境来控制催化剂活性，可使钛系催化剂活性高且用量较低，色泽优异。
14、优选的，催化剂还包括聚乙烯吡咯烷酮，熔点低，一般加热到130℃就可以融化，主体纤维可以保持原来的形态。
15、本发明提供了上述技术方案所述抗金属无锑反渗透膜滤网支撑体的制备方法，包括如下步骤：
16、s1：将上述热塑性聚合物采用熔融纺丝技术纺丝，得到纺粘长丝，将纺粘长丝进行分丝铺网，得到纺粘非织造材料层作为下层纤网；
17、s2：采用溶液喷射纺丝的方法在下层纤网的表面进行聚合物纳米纤维膜的纺织作为中层纤网；
18、s3：将热塑性聚合物采用熔融纺丝技术纺丝，得到纺粘长丝，将纺粘长丝在中层纤网表面进行分丝铺网，得到纺粘非织造材料层作为中层纤网，得到层状材料；
19、s4：利用热压机对得到层状材料进行热压得到胚布；将热压后的胚布置于浸轧装置中浸轧整理液；
20、s5：预烘，温度为100-130℃，时间为1-3min；烘培，温度为140-150℃，时间为3-6min；水洗，冷水洗3-5min后热水洗2-4min；烘干，温度为80-100℃，得到反渗透膜过滤支撑体；
21、s6：通过涂布机将铸膜液均匀涂在支撑层的表面，然后置于凝固浴中进行凝胶成膜，得到聚砜基膜层；
22、s7：通过涂布机将涂液均匀涂在聚砜基膜层的表面，并将其烘干，得到成品膜，即为抗金属饮用水用反渗透膜；
23、s8：打包打码：将反渗透膜过滤支撑体卷绕到纸质材料制成的辊筒上，并打码编号，得到成品卷；记录：对成品卷记录后入库。
24、所述步骤s5中的整理液按重量份计由以下组分组成：聚醋酸乙烯酯20-30％、水性环氧固化剂10-15％、聚乙烯醇8-12％和水15-25％。
25、所述步骤s6中的铸膜液按重量份计由以下组分组成：：聚砜6-12％、聚苯砜5-8％、有机造孔剂10-20％和二甲基乙酰胺45-70％。
26、所述步骤s7中的涂液的按重量份计由以下组分组成：溶剂16-25％、活性剂2-4％、离型剂1-2.5％、交联剂0.2-0.6％、固化剂0.1-0.3％、抗静电剂0.4-0.8％和抗菌剂0.6-1.6％。
27、所述步骤s2中的溶液喷射纺丝，具体制备步骤为：
28、(1)按比例称取适量原料聚酰胺、钛系化合物；将按照比例称取的原料粉末混合，将其投入粉碎搅拌罐中，持续粉碎搅拌半个小时，取出混合后的原料；
29、(3)将粉碎搅拌完的混合粉末溶于适量无水甲酸中，并加适量钛系催化剂；
30、(4)将制备的溶液倒入热熔搅拌机中加热搅拌，温度为250℃，搅拌至原料完全融化混匀，静置至常温，取出放入双辊碾压机中反复揉捻，挤出气泡；
31、(5)喷丝制备，将混合均匀的原料溶液放入储液罐中，高温加热拉丝，由喷丝头喷射出，形成纳米纤维；
32、(6)纱线成型，通过收集装置使纳米纤维形成具有取向结构的漏斗状的纳米纤维网，通过卷绕辊的牵拉作用，以及旋转轴和接收圆盘的加捻作用使纤维在漏斗的顶部逐渐缠绕并收缩成纳米纤维纱线。
33、连续制备纳米纤维纱线的溶液喷射纺丝装置的工作原理为：
34、聚合物纺丝液在供料泵的作用下由输液管流动到喷丝头，在溶液挤出压力和常温高速气流的作用下从喷丝头喷出形成聚合物细流，在高速气流的牵伸风作用下，溶液喷射细流进一步被拉伸、细化，进入高温的纺丝箱体；箱体的高温环境促使溶剂迅速挥发，溶液细流固化形成纳米纤维，通过抽吸风的作用下落在接收网上，得到非织造纳米纤维毡。在纺纱开始时，一根引纱一头系在卷绕棍上，另一头穿过导纱管悬挂在接收圆盘上约10cm的距离。溶液喷射生成的纳米纤维首先被接收在引纱与接收圆盘之间，随着接收圆盘的旋转，在圆盘与引纱之间的纤维越来越多，某一时刻，按照卷绕棍，旋转轴顺序开启，这样在卷绕棍的牵引力和旋转轴带动导纱管的加捻力下，纤维被逐渐集束加捻成一根连续的纱线。
35、一种无锑低熔点反渗透膜滤网支撑体的溶液喷射纺丝装置，其包括储液罐1、供料泵2、输液管3、喷丝头4、热风板5、纺丝箱6、接收网7、常温风8、分配网9、储气罐10、热风11、加热器12、风机13。
36、所述储液罐1与所述的供料泵2的一端连接，所述供料泵2的另一端与所述输液管3一端连接，所以输液管3另一端与所述喷丝头4一端连接，所述热风板5置于所述喷丝头4的下方，所述纺丝箱6的置于所述热风板5下方并与热风板5紧密贴合，所述接收网7置于所述纺丝箱6内部下方，所述的常温风8一端与所述喷丝头4另一端连接，所述分配网9一端与所述常温风8另一端连接，所述储气罐10与所述分配网9的另一端连接。
37、本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
38、1、本发明的一种抗金属无锑反渗透膜支撑体的制备工艺，通过采用环保无锑材料替代催化剂中的含金属锑材料，解决了重金属锑的化合物对人体健康有害，且含锑元素的废水也污染生态环境的问题。
39、2、本发明的一种抗金属无锑反渗透膜支撑体的制备工艺，克服现有技术的不足，提供一种厚度薄、涂覆面光滑、平整度高、强度高、孔分布均匀的无锑低熔点反渗透膜滤网支撑体的制备方法。
40、3、本发明的一种抗金属无锑反渗透膜支撑体的制备工艺，可获得连续的纳米纤维纱线，不仅可以获得传统意义上的纱线，而且还可以通过尝试对纺丝溶液或者纺丝过程的掺杂实现最终产品多功能化，获得多功能的纳米纱线。
41、4、本发明的一种抗金属无锑反渗透膜支撑体的制备工艺，通过在无纺布支撑层上依次设置有聚砜基膜层和活性层，可使饮用水中的金属和杂质不能够通过该膜，从而将其分离出来，过滤效果好，且本生产工艺可使聚砜基膜层和活性层快速固定在无纺布支撑层上，无需人工过多的操作，生产效率高。