專利名稱：：一種復合蒸餾膜及其制備方法和用途的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種膜技術，具體為一種經功能整理的紡織品作為支撐體的增強型平板式復合蒸餾膜及其制備方法和用途，國際專利主分類號擬為Int.C1.B01D71/00(2006.01)I。技術背景膜蒸餾是一種將蒸餾技術與膜技術相結合的膜分離過程，其傳質驅動力是微孔膜兩側的蒸汽壓差。膜蒸餾過程所用膜稱為蒸餾膜。蒸餾膜必須是疏水性的微孔膜，應具有良好的疏水性、多孔性、機械強度、熱穩定性和化學穩定性，特別是要求其在膜蒸餾過程中不能被所處理的液體浸潤，膜孔內無毛細管冷凝現象發生。在傳統的膜蒸餾過程中，疏水性微孔蒸餾膜與料液直接接觸，料液中的物質會在微孔蒸餾膜表面發生吸附、結晶和沉積等污染現象，導致蒸餾膜的微孔被堵塞，使膜通量降低；同時，在蒸餾膜表面沉積的污染物也會降低膜的疏水性，使蒸餾膜容易發生膜孔潤濕和料液透過的現象，導致膜分離的效率下降。這種膜污染問題是限制膜蒸餾技術工業化應用的主要原因之一。為提高膜的抗污染能力，對微孔膜進行表面改性是最常用的方法。但由于蒸餾膜的材料一般是聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯等強疏水性物質，反應性差，對這些材料所制的蒸餾膜進行表面改性的難度較大，甚至會降低蒸餾膜的疏水性，而且不易實現工業化生產。相轉化法是制備微孔膜的一種常用方法，但采用相轉化法制備的微孔蒸餾膜強度較低，容易破裂，實際應用受到限制。為提高相轉化法所制備的蒸餾膜的機械強度，目前一般是以非織造布為支撐體，采用雙面涂敷或雙面流延的方法，在非織造布兩側涂敷聚偏氟乙烯(PVDF)鑄膜液，制備增強型復合膜。這種復合膜的機械強度較好，但其兩側均為疏水性PVDF微孔膜，蒸餾膜的抗污染能力較差，而且不易進行抗污染改性處理；此外，在這種復合膜中非織造布僅起增強的作用，對提高蒸餾膜的抗污染性能沒有效果。
發明內容針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是提供一種復合蒸餾膜及其制備方法和用途。該蒸餾膜具有雙層結構，克服了單層微孔蒸餾膜強度低的缺點，同時提高了蒸餾膜的抗污染性能；該制備方法具有工藝簡單、適用性強等特點；該蒸餾膜特別適用于膜蒸餾過程，具有良好的抗污染性能，微孔膜不易被堵塞及潤濕，料液不易透過蒸餾膜，可提高膜蒸餾冷凝液的純度，延長蒸餾膜的工作時間。本發明解決所述蒸餾膜技術問題的技術方案是設計一種復合蒸餾膜，其特征在于該復合蒸餾膜為平板式膜，具有雙層結構，一層為經過功能整理的紡織品支撐體；另一層為在紡織品支撐體上涂層復合的疏水性聚合物微孔膜，厚度為5100陶；所述紡織品支撐體是指滌綸、錦綸、丙綸或粘膠等纖維的長絲機織物或非織造布中的一種，單重為30250g/m2;所述的功能整理為拒水整理、三防整理、殼聚糖整理、聚乙烯醇和檸檬酸整理中的至少一種；所述復合蒸餾膜的斷裂強度為400800N/5cm，剝離強度為1530cN/cm，透濕量為69kg/m2.24h。本發明解決所述制備方法技術問題的技術方案是設計一種復合蒸餾膜制備方法，其特征在于該制備方法為首先對本發明所述紡織品支撐體進行所述的功能整理，然后在經功能整理的紡織品支撐體的一面涂敷鑄膜液，再將涂敷鑄膜液的紡織品支撐體浸入凝固浴中，通過相轉化法在紡織品支撐體上獲得疏水性聚合物微孔膜層，即可制得所述的復合蒸餾膜。本發明解決所述膜用途技術問題的技術方案是設計一種本發明所述復合蒸餾膜的用途，其特征在于該復合蒸餾膜專用于膜蒸餾，并且在膜蒸餾過程中使其紡織品支撐體一面與被處理的料液相接觸。與現有技術相比，本發明的復合蒸餾膜以紡織品材料為支撐體，并對紡織品支撐體進行功能整理，以單面涂層和相轉化的方法在紡織品支撐體上獲得微孔膜，該復合蒸餾膜兼具較高的機械強度和良好的抗污染性；本發明所述蒸餾膜的制備方法簡單，無需特殊設備，容易進行工業化生產加工，特別適于制備大面積、高強度、抗污染性能好的蒸餾膜；本發明復合蒸餾膜特別適用于膜蒸餾，在膜蒸餾過程中，以該復合蒸餾膜的紡織品支撐體一側接觸料液的方式進行膜蒸餾，其膜孔的抗潤濕性能好，料液不易透過蒸餾膜，可提高膜蒸餾冷凝液的純度，膜蒸餾的工作時間可延長50%，甚至更高，且具有良好的抗污染性能。具體實施方式以下結合實施例及其附圖進一步敘述本發明本發明設計的復合蒸餾膜(簡稱蒸熘膜)，其特征在于該蒸餾膜為平板式膜，具有雙層結構，一層為經過功能整理的紡織品支撐體；另一層為在紡織品支撐體上涂層復合的疏水性聚合物微孔膜，微孔膜的厚度為5100Mm;所述的紡織品支撐體是指滌綸、錦綸、丙綸或粘膠等纖維的長絲機織物或非織造布中的一種，單重為30250g/m2;所述的功能整理為拒水整理、三防整理、殼聚糖整理、聚乙烯醇和檸檬酸整理等中的至少一種；所述復合蒸餾膜的斷裂強度400800N/5cm，剝離強度為1530cN/cm，透濕量為69kg/m2'24h(38°C，相對濕度90%下)。本發明所述復合蒸餾膜的機械強度明顯大于現有技術的非織造布增強復合膜。本發明設計的所述復合蒸餾膜的制備方法，其特征在于該制備方法為-首先對本發明所述紡織品支撐體進行所述功能整理，然后在經功能整理的紡織品支撐體的一側進行單面涂層，涂敷鑄膜液后，再將涂敷鑄膜液的紡織品支撐體浸入凝固浴中，使鑄膜液發生相分離，通過相轉化法在紡織品支撐體上獲得具有分離作用的疏水性聚合物微孔膜層，即可制得所述的復合蒸餾膜。所述微孔膜的厚度要求5100Mm，通過調節涂層設備的刮刀間距，即可獲得所要求的微孔膜層厚度。本發明制備方法由于首先對本發明所述紡織品支撐體進行了所述的功能整理，因而可提高紡織品支撐體對鑄膜液的防滲性能和對膜蒸餾料液的抗污染性能，避免單面涂層時鑄膜液透過紡織品支撐體，同時有利于提高蒸餾膜的抗污染性能。本發明所述的相轉化法技術本身為現有技術，所述的涂層方法本身也為現有技術。本發明制備方法的進一步特征是，所述的功能整理還可包括織物表面的陽離子化或陰離子化改性整理、拒油整理、防污整理和抗菌整理中的至少一種。這些整理本身均為現有技術，可根據蒸餾膜設計需要實施。經這樣的進一步整理后，可使紡織品支撐體或者蒸餾膜具有某種或幾種相應的表面性能，以適用于不同性質料液的膜蒸餾。經檢驗，本發明蒸餾膜紡織品支撐體層與微孔膜層之間的剝離強度可達1630cN/cm，斷裂強度為400800N/5cm，透濕量為69kg/m2'24h(38°C，相對濕度卯％下)。這些物理指標與紡織品支撐體的種類、結構和性能以及鑄膜液的黏度等因素有關。本發明蒸餾膜特別適用于或者專用于膜蒸餾。在膜蒸餾過程中，使本發明蒸餾膜的紡織品支撐體一面或一側與被處理的料液相接觸。本發明蒸餾膜的工作原理和過程如下利用所述的紡織品支撐體層將被處理的料液與微孔膜層隔離開，并利用該紡織品支撐體層的防護作用，降低被處理料液中的物質在微孔膜層表面的吸附和沉積，減少微孔膜層的堵塞，提高膜孔的抗潤濕能力，從而實現良好的抗污染目的。本發明蒸餾膜可用于包括直接接觸式膜蒸餾、氣隙式膜蒸餾、減壓式膜蒸餾、氣掃式膜蒸餾等多種形式的膜蒸餾過程，適用性廣，使用方便，有利于實際推廣應用。本發明未述及之處適用于現有技術。以下給出本發明具體實施例，但其不限制本發明的權利要求。實施例1蒸餾膜的紡織品支撐體采用滌綸長絲塔夫綢織物，克重79g/m2。鈁織品支撐體采用拒水拒油整理劑FK510進行整理，整理劑用量在O.13g/L，工藝流程為浸軋—烘干—焙烘。涂膜所用聚合物為聚偏氟乙烯(0.9Pa.s，0.1g/mLDMAC)，鑄膜液的配方為聚偏氟乙烯12%、二甲基甲酰胺85%、LiC13%。本實施例蒸餾膜的制備采用單面涂層的方法，在經上述功能整理后的紡織品支撐體的一側均勻涂敷一層鑄膜液，然后將涂敷有鑄膜液的紡織品支撐體浸入凝固浴中，使鑄膜液發生相分離而成膜，從而在支撐體上獲得具有分離作用的聚合物微孔膜層。經檢驗，該蒸餾膜的斷裂強度為680N/5cm，剝離強度為26cN/cm，透濕量為6.7kg/m2'24h(38°C，相對濕度90%下)。采用該蒸餾膜對苦咸水進行氣隙式膜蒸餾脫鹽處理時，分別以蒸餾膜的紡織品支撐體一側和PVDF微孔膜一側接觸料液的方式進行膜蒸餾，隨著料液的濃縮，相對膜通量J/Jo(Jo為初始膜通量)及冷凝液的電導率如表l所示:表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>應用結果表明，以本實施例蒸餾膜的紡織品支撐體側接觸料液的方式進行膜蒸餾時，冷凝液的純度高，說明料液很少透過蒸餾膜，蒸餾膜的抗污染性能明顯優于以PVDF膜側接觸料液的方式。實施例2蒸餾膜的紡織品支撐體的功能整理采用聚乙烯醇和檸檬酸整理，整理液組成如下聚乙烯醇40g/L、乙二醛2g/L、檸檬酸2g/L，工藝流程為..浸軋—烘干—焙烘。其余同實施例l。經檢驗，該蒸餾膜的斷裂強度為685N/5cm，剝離強度為25cN/cm，透濕量為6.5kg/m2'24hG8。C，相對濕度90%)。采用該蒸餾膜對腐植酸的堿性飽和溶液進行氣隙式膜蒸餾時，分別以本實施例蒸餾膜的紡織品支撐體一側和PVDF微孔膜一側接觸料液的方式進行膜蒸餾，隨著料液的濃縮，相對膜通量J/Jo(Jo為初始膜通量)及冷凝液的電導率如表2所示表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>應用結果表明，以本實施例蒸餾膜的紡織品支撐體側接觸料液的方式進行膜蒸餾時，冷凝液的純度高，說明料液很少透過蒸餾膜，蒸餾膜的抗污染性能明顯優于以PVDF膜側接觸料液的方式。權利要求1.一種復合蒸餾膜，其特征在于該復合蒸餾膜為平板式膜，具有雙層結構，一層為經過功能整理的紡織品支撐體；另一層為在紡織品支撐體上涂層復合的疏水性聚合物微孔膜，厚度為5～100μm；所述紡織品支撐體是指滌綸、錦綸、丙綸或粘膠等纖維的長絲機織物或非織造布中的一種，單重為30～250g/m2；所述的功能整理為拒水整理、三防整理、殼聚糖整理、聚乙烯醇和檸檬酸整理中的至少一種；所述復合蒸餾膜的斷裂強度為400～800N/5cm，剝離強度為15～30cN/cm，透濕量為6～9kg/m2·24h。2.根據權利要求1所述的復合蒸餾膜，其特征在于所述的功能整理還包括織物表面的陽離子化或陰離子化改性整理、拒油整理、防污整理和抗菌整理中的至少一種。3.—種權利要求1所述復合蒸餾膜的制備方法，其特征在于該制備方法為首先對所述紡織品支撐體進行功能整理，然后在經功能整理的紡織品支撐體的一面涂敷鑄膜液，再將涂敷鑄膜液的紡織品支撐體浸入凝固浴中，通過相轉化法在紡織品支撐體上獲得疏水性聚合物微孔膜層，即可制得所述的復合蒸餾膜。4.一種權利要求1所述復合蒸餾膜的用途，其特征在于該復合蒸餾膜專用于膜蒸餾，并且在膜蒸餾過程中使其紡織品支撐體一面與被處理的料液相接觸，所述的膜蒸餾包括直接接觸式膜蒸餾、氣隙式膜蒸餾、減壓式膜蒸餾和氣掃式膜蒸餾過程。全文摘要本發明涉及一種復合蒸餾膜及其制備方法和用途，其特征在于該復合蒸餾膜為平板式膜，具有雙層結構，一層為經過功能整理的紡織品支撐體；另一層為在紡織品支撐體上涂層復合的疏水性聚合物微孔膜，厚度為5～100μm；所述紡織品支撐體是指滌綸、錦綸、丙綸或粘膠等纖維的長絲機織物或非織造布中的一種，單重為30～250g/m<sup>2</sup>；所述的功能整理為拒水整理、三防整理、殼聚糖整理、聚乙烯醇和檸檬酸整理中的至少一種；所述復合蒸餾膜的斷裂強度為400～800N/5cm，剝離強度為15～30cN/cm，透濕量為6～9kg/m<sup>2</sup>·24h。在膜蒸餾過程中，本發明復合蒸餾膜以其紡織品支撐體一面與料液接觸，具有較好的抗污染能力，適用于各種膜蒸餾過程。文檔編號B01D69/00GK101249388SQ200810052760公開日2008年8月27日申請日期2008年4月16日優先權日2008年4月16日發明者霍瑞亭,顧振亞申請人:天津工業大學