申请日2015.12.31
公开(公告)日2017.10.10
IPC分类号B01D69/12; B01D71/50; B01D67/00; C02F1/44
摘要
本发明涉及一种在工业用水处理中使用的改性聚氨酯平板超滤膜，包括入水面层和出水面层，入水面层包括以下原料：聚碳酸酯型聚氨酯树脂，氯丁二烯，聚丙烯酸酯，聚氨基甲酸酯，三乙醇胺，邻苯二甲酸二丁酯，剑麻纤维，醋酸乙酯，硼酸。出水面层包括以下原料：聚碳酸酯型聚氨酯树脂，硝化纤维，马来酸，端羟基热塑性聚酯，蒙托土，聚乙二醇，三异丙醇胺，聚乙二醇月桂酸双酯，醋酸丁酯。本发明制备得到的改性聚氨酯平板超滤膜提高了对大分子有机物的截留率，使污水的COD去除率大幅提高，改变了膜表面的静电作用，阻止了膜表面对污染物的吸附，增加了膜层的微孔数量以及连通性，使得平板超滤膜的纯水通量大幅提升，提高膜的弹性，这种结构的高弹性膜具能适应大流量的水流冲击。
权利要求书
1.一种在工业用水处理中使用的改性聚氨酯平板超滤膜，包括入水面层和出水面层，其特征在于：
所述的入水面层包括以下重量份的原料：
聚碳酸酯型聚氨酯树脂 60-80，
氯丁二烯 2-4，
聚丙烯酸酯 3-8，
聚氨基甲酸酯 1-2，
三乙醇胺 2-5，
邻苯二甲酸二丁酯 0.5-4，
剑麻纤维 2-5，
醋酸乙酯 6-10，
硼酸 4-8;
所述的出水面层包括以下重量份的原料：
聚碳酸酯型聚氨酯树脂 60-80，
硝化纤维 1-2，
马来酸 3-6，
端羟基热塑性聚酯 1-2，
蒙托土 5-10，
聚乙二醇 6-12，
三异丙醇胺 3-6，
聚乙二醇月桂酸双酯 2-10
醋酸丁酯 5-10。
说明书
一种在工业用水处理中使用的改性聚氨酯平板超滤膜
技术领域
本发明涉及一种平板超滤膜，具体涉及一种工业用水处理中使用的改性聚氨酯平板超滤膜，属于水处理领域。
背景技术
膜分离技术是一种广泛应用于溶液或气体物质分离、浓缩和提纯的分离技术。膜壁微孔密布，原液在一定压力下通过膜的一侧，溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液，而大分子溶质被膜截留，达到物质分离及浓缩的目的。膜分离过程为动态过滤过程，大分子溶质被膜壁阻隔，随浓缩液流出，可连续长期使用。过滤过程可在常温、低压下运行，无相态变化，高效节能。
超滤膜是额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜，其在工业用水处理中的的应十分广泛。按照材质可分为无机膜和有机膜，其中无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，有机膜由高分子材料制成，如醋酸纤维素、聚醚砜、芳香族聚酰胺、聚氨酯等。根据膜的形状不同可分为平板膜、管式膜、毛细管膜和中空纤维膜。其中聚氨酯材料具有性能的多样性和可控性、良好的生物相容性和化学稳定性、耐水性，是一种日益受到重视的新型膜材料之一。
但是现有的聚氨酯平板超滤膜主要存在以下缺点：
1、在分离原水过程中，表面会沉积大量杂质和颗粒，随着杂质颗粒的累积，膜的有效面积逐渐变小，膜通量降低，过滤效率变差;
2、膜的弹性差，很难用于大流量水体的净化处理;
3、传统的聚丙烯中空纤维超滤膜清洗方法是采用气体或液体反冲洗，这样操作需要引入外部设备，并且过滤过程必须停止，提高了运行成本，而且容易造成膜的损伤。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种工业用水处理中使用的改性聚氨酯平板超滤膜，包括入水面层和出水面层。
所述的入水面层包括以下重量份的原料：
聚碳酸酯型聚氨酯树脂 60-80，
氯丁二烯 2-4，
聚丙烯酸酯 3-8，
聚氨基甲酸酯 1-2，
三乙醇胺 2-5，
邻苯二甲酸二丁酯 0.5-4，
剑麻纤维 2-5;
醋酸乙酯 6-10，
硼酸 4-8;
所述的出水面层包括以下重量份的原料：
聚碳酸酯型聚氨酯树脂 60-80，
硝化纤维 1-2，
马来酸 3-6，
端羟基热塑性聚酯 1-2，
蒙托土 5-10，
聚乙二醇 6-12，
三异丙醇胺 3-6，
聚乙二醇月桂酸双酯 2-10
醋酸丁酯 5-10。
优选的，将蒙脱土、硝化纤维按照5:1的重量混合后研磨至60-100目，再加入聚乙二醇、硅烷偶联剂KH550，在80℃、500r/min条件下搅拌30min，干燥后研磨至约600目，再加入柠檬酸和橄榄油等，在约160℃转速500r/min下搅拌5-10h，冷却后即可作为出水面层所用原料。
优选的，将剑麻纤维研磨至60-100目，再加入聚乙二醇、硅烷偶联剂KH550，在80℃、500r/min条件下搅拌30min，干燥后研磨至约600目，再加入柠檬酸和橄榄油等，在约160℃转速500r/min下搅拌5-10h，冷却后即可作为入水面层所用原料品。
本发明具有以下优点：
(1) 聚碳酸酯型聚氨酯树脂涂层具有很高的弹性，而且在聚碳酸酯型聚氨酯树脂内添加聚丙烯酸酯、聚氨基甲酸酯、聚乙二醇月桂酸双酯、端羟基热塑性聚酯等改性助剂可以进一步提高膜的弹性，这种结构的高弹性膜具能适应大流量的水流冲击，提高膜的强度和使用寿命。
(2) 在聚氨酯膜层中添加硝化纤维、剑麻纤维、蒙托土组分增加了膜层的微孔数量以及连通性，并且微孔的分布更加分散均匀，使得平板超滤膜的纯水通量大幅提升。
(3) 氯丁二烯、聚丙烯酸酯、醋酸乙酯、硼酸和马来酸这五种物质复配产生协同作用，提高了膜对大分子有机物的截留率，使污水的COD去除率大幅提高。
(4) 三异丙醇胺、三乙醇胺、聚乙二醇改变了膜表面的静电作用，阻止了膜表面对污染物的吸附