致密分離膜進行滲透汽化優選透醇性能測試。測試條件為:進料溫度為60°C的1wt.%乙醇/水體系，膜有效面積為50.24cm2，膜下游壓力 200Pa。
[0193]測得滲透汽化膜性能為:滲透通量266.13g/m2h,透過液中乙醇含量42.44wt.%，分咼因子6.64。
[0194]實施例14
[0195]采用多孔基膜為聚砜(PSf)平板式超濾膜，截留分子量20000，選用的液態低聚物為聚酯多元醇(黏度為300mPa -s)，選取的交聯劑為六亞甲基二異氰酸酯，高溫烤燈選取浴霸取暖燈。
[0196]制備方法及步驟:
[0197]I)將液態的聚酯多元醇直接置于容器中待用，不添加任何有機溶劑；將六亞甲基二異氰酸酯直接置于另一容器中待用，不用任何溶劑溶解；
[0198]2)將預處理后的PSf基膜剪成直徑為20cm的圓片后固定于垂直放置的載膜臺上，并以10rpm的速度勻速旋轉，同時使PSf基膜始終處于浴霸取暖燈的烘烤下；
[0199]3)在環境濕度為20%條件下，用兩個壓力噴槍分別將液態的聚酯多元醇及六亞甲基二異氰酸酯以高度霧化的方式交替噴涂至勻速旋轉的PSf基膜表面；噴槍與基膜間的距離為50cm，噴涂一次液態的聚酯多元醇時間為2s，噴涂一次六亞甲基二異氰酸酯的時間為5s，噴涂面積大于150cm2，循環噴涂次數為2次，每循環一次中間間隔時間為30s，所有噴槍的噴速均為2-3ml/s，壓力0.3MPa。
[0200]4)在噴涂的同時，PSf基膜表面的液態端乙烯基PDMS在80 V的浴霸取暖燈烘烤下與PMHS發生原位化學交聯反應，交聯時間即噴涂時間(44s)，進而形成致密的聚氨酯(PU)/PSf分離膜。
[0201]SEM照片顯示(圖3)，端乙烯基的PDMS-PMHS分離層致密無缺陷(圖3_1);端乙烯基的PDMS-PMHS分離層厚度為5 μπι (圖3-2)
[0202]將所制備的端乙烯基的HJ/PSf致密分離膜進行滲透汽化性能測試，回收水溶液中小分子有機物。測試條件為:進料溫度分別為60°C的3wt.%乙醇/水體系、3wt.%正丁醇/水體系、3wt.%異丁醇/水體系、3wt.%乙酸乙酯/水體系，膜有效面積為50.24cm2，膜下游側壓力為200Pa。
[0203]測得滲透汽化膜性能為:3wt.%乙醇/水體系滲透通量為944.7g/m2h,透過液中乙醇含量21.20wt.%，分離因子8.70 ；3wt.%正丁醇/水體系滲透通量為1267.42g/m2h，透過液中正丁醇含量38.91wt.%，分離因子2059 ；3wt.%異丁醇/水體系滲透通量為1607.58g/m2h，透過液中異丁醇含量44.04wt.%，分離因子25.45 ；3wt.%乙酸乙酯/水體系滲透通量為1100g/m2h，透過液中乙酸乙酯含量53.50wt.%，分離因子37.20 ;
[0204]實施例15
[0205]采用多孔基膜為聚砜(PSf)平板式超濾膜，截留分子量20000，選用的液態低聚物為不飽和聚酯(黏度為300mPa.s)，選取的固化劑為過氧化甲乙酮，高溫烤燈為浴霸取暖燈。
[0206]制備方法及步驟:
[0207]I)將液態的不飽和聚酯直接置于容器中待用，不添加任何有機溶劑；將過氧化甲乙酮直接置于另一容器中待用，不用任何溶劑溶解；
[0208]2)將預處理后的PSf基膜剪成直徑為20cm的圓片后固定于垂直放置的載膜臺上，并以10rpm的速度勻速旋轉，同時使PSf基膜始終處于浴霸取暖燈的烘烤下；
[0209]3)在環境濕度為20%條件下，用兩個壓力噴槍分別將液態的不飽和聚酯和過氧化甲乙酮以高度霧化的方式交替噴涂至勻速旋轉的PSf基膜表面；噴槍與基膜間的距離為50cm，噴涂一次液態的不飽和聚酯時間為2s，噴涂一次過氧化甲乙酮的時間為5s，噴涂面積大于150cm2，循環噴涂次數為2次，每循環一次中間間隔時間為30s，所有噴槍的噴速均為 2_3ml/s，壓力 0.3MPa0
[0210]4)在噴涂的同時，PSf基膜表面的液態不飽和聚氨酯在80°C的浴霸取暖燈烘烤下發生原位化學交聯反應，交聯時間即噴涂時間(44s)，進而形成致密的不飽和聚酯樹脂(UPR)/PSf 分離膜。
[0211]SEM照片顯示(圖4)，UPR分離層致密無缺陷(圖4-1) ;UPR分離層厚度為4 μπι(圖4-2)
[0212]將所制備的UPR/PSf致密分離膜進行滲透汽化性能測試，分離甲苯/正庚烷混合物。測試條件為:進料溫度為40°C的50wt.%苯/正庚烷體系，膜有效面積為50.24cm2，膜下游側壓力為200Pa。
[0213]測得滲透汽化膜性能為:滲透通量106.06g/m2h，透過液中甲苯含量80.53wt.分離因子4.14。
[0214]實施例16
[0215]采用多孔基膜為聚砜(PSf)平板式超濾膜，截留分子量20000，選用的液態低聚物為不飽和聚酯(黏度為300mPa*s)，選取的固化劑為過氧化甲乙酮，選取的高溫烤燈為浴霸取暖燈。
[0216]制備方法及步驟:
[0217]I)將液態的不飽和聚酯直接置于容器中待用，不添加任何有機溶劑；將過氧化甲乙酮直接置于另一容器中待用，不用任何溶劑溶解；
[0218]2)將預處理后的PSf基膜剪成直徑為20cm的圓片后固定于垂直放置的載膜臺上，并以10rpm的速度勻速旋轉，同時使PSf基膜始終處于浴霸取暖燈的烘烤下；
[0219]3)在環境濕度為20%條件下，用兩個壓力噴槍分別將液態的不飽和聚酯和過氧化甲乙酮以高度霧化的方式交替噴涂至勻速旋轉的PSf基膜表面；噴槍與基膜間的距離為50cm，噴涂一次液態的不飽和聚酯時間為2s，噴涂一次過氧化甲乙酮的時間為5s，噴涂面積大于150cm2，循環噴涂次數為I次，所有噴槍的噴速均為2-3ml/s，壓力0.3MPa。
[0220]4)在噴涂的同時，PSf基膜表面的液態不飽和聚酯在80°C的浴霸取暖燈烘烤下發生原位化學交聯反應，交聯時間即噴涂時間(7s)，進而形成致密的不飽和聚酯樹脂(UPR)/PSf分離膜。
[0221]將所制備的UPR/PSf致密分離膜進行滲透汽化性能測試，分離甲苯/正庚烷混合物。測試條件為:進料溫度為40°C的50wt.%苯/正庚烷體系，膜有效面積為50.24cm2，膜下游側壓力為200Pa。
[0222]測得滲透汽化膜性能為:滲透通量151.52g/m2h，透過液中甲苯含量75.33wt.%，分咼因子3.05。
[0223]實施例17
[0224]采用多孔基膜為聚砜(PSf)平板式超濾膜，截留分子量20000，選用的液態低聚物為不飽和聚酯(黏度為300mPa -s)，選取的固化劑為過氧化甲乙酮，高溫烤燈選取浴霸取暖燈。
[0225]制備方法及步驟:
[0226]I)將液態的不飽和聚酯直接置于容器中待用；將過氧化甲乙酮直接置于另一容器中待用，不用任何溶劑溶解；
[0227]2)將預處理后的PSf基膜剪成直徑為20cm的圓片后固定于垂直放置的載膜臺上，并以10rpm的速度勻速旋轉，同時使PSf基膜始終處于浴霸取暖燈的烘烤下；
[0228]3)在環境濕度為20%條件下，用兩個壓力噴槍分別將液態的不飽和聚酯和過氧化甲乙酮以高度霧化的方式交替噴涂至勻速旋轉的PSf基膜表面；噴槍與基膜間的距離為50cm，噴涂一次液態的不飽和聚酯時間為2s，噴涂一次過氧化甲乙酮的時間為5s，噴涂面積大于150cm2，循環噴涂次數為3次，每循環一次中間間隔時間為30s，所有噴槍的噴速均為 2_3ml/s，壓力 0.3MPa0
[0229]4)在噴涂的同時，PSf基膜表面的液態不飽和聚酯在80°C的浴霸取暖燈烘烤下發生原位化學交聯反應，交聯時間即噴涂時間(81s)，進而形成致密的不飽和聚酯樹脂(UPR)/PSf 分離膜。
[0230]將所制備的UPR/PSf致密分離膜進行滲透汽化性能測試，分離甲苯/正庚烷混合物。測試條件為:進料溫度為40°C的50wt.%苯/正庚烷體系，膜有效面積為50.24cm2，膜下游側壓力為200Pa。
[0231]測得滲透汽化膜性能為:滲透通量75.76g/m2h，透過液中甲苯含量81wt.%，分離因子4.26。
[0232]以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種快速環保制備致密分離膜的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟a、將多孔基膜固定于旋轉的載膜臺上，并使所述多孔基膜的膜面溫度為60-200。。。 步驟b、分別將液態低聚物和固化劑溶液以霧化方式噴涂在所述多孔基膜表面，使所述液態低聚物在所述多孔基膜表面發生原位交聯反應，得到致密分離膜； 所述固化劑溶液用于使所述液態低聚物發生所述原位交聯反應。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述固化劑溶液為用于使所述液態低聚物發生所述原位交聯反應的交聯劑、交聯劑與催化劑的混合物或用于引發所述液態低聚物進行所述原位交聯反應的引發劑；所述固化劑溶液中，所述交聯劑和所述催化劑質量濃度分別為 1% -30%和 0.1% -5%03.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述交聯劑選自正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、硅酸丁酯、二乙氧基硅烷、含氫聚硅氧烷、二甲基硅烷、六亞甲基二異氰酸酯中的至少一種； 所述催化劑選自二月桂酸二丁基錫、單丁基氧化錫、二丁基氧化錫、三丙基氧化錫、二丙基氧化錫、氯鉑酸中的至少一種； 所述引發劑選自過氧化苯酰和/或過氧化甲乙酮。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括:在進行所述步驟a之前，對所述多孔基膜進行堵孔預處理，使所述多孔基膜的內部孔道充滿去離子水，且表面保持干燥狀態。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔基膜選自有機聚合物膜、無機膜或有機/無機雜化膜，且平均孔徑為0.001-100 μ mo6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述液態低聚物選自硅油、環氧樹脂、不飽和聚酯、低分子量聚醚、聚脲、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯多元醇、苯乙烯中的至少一種。7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述固化劑溶液采用環境友好型溶劑，所述環境友好型溶劑選自去離子水和/或乙醇。8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟b中，在相對濕度低于60%的環境中，通過采用壓力噴槍分別將所述液態低聚物和所述固化劑溶液噴涂在所述多孔基膜表面； 所述液態低聚物的常溫黏度低于500mPa.S。9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，控制噴涂速度為2-3ml/s，噴涂壓力為0.2—0.4MPa010.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述液態低聚物和所述固化劑溶液的噴涂次數均為1-10次；每次的噴涂時間均為1-1Os;每循環一次噴涂過程的時間間隔為0-120s ； 所述壓力噴槍的噴嘴與所述多孔基膜的中心對應設置；控制所述噴嘴與所述多孔基膜中心之間的距離為20-80cm ； 所述載膜臺的旋轉速度大于等于60rpm。
【專利摘要】一種快速環保制備致密分離膜的方法，屬于膜分離技術領域。所述方法包括：將多孔基膜固定于旋轉的載膜臺上，并使多孔基膜的膜面溫度為60-200℃；分別將液態低聚物和固化劑溶液以霧化方式噴涂在多孔基膜表面，使液態低聚物在多孔基膜表面發生原位交聯反應，得到致密、無缺陷的分離膜。本發明提供的方法操作簡便、極大地縮短了成膜時間，提高了制膜效率；且綠色、環保，具有普適性，易于規模化制備和應用。
【IPC分類】B01D67/00, C08J3/24, B01D69/00
【公開號】CN105169959
【申請號】
【發明人】張國俊, 范紅瑋
【申請人】北京工業大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月20日