申请日2021.07.23
公开日期2021.11.26
IPC分类C08L81/06;C08K3/26;C08L27/16;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/34
摘要
本发明涉及水处理技术领域，具体公开了一种管式膜用复合材料及其制备方法和应用，所述管式膜用复合材料是基于聚偏氟乙烯树脂以及聚醚砜作为主体材料，并通过合理添加改性锂辉石与改性碳酸钙等粉料进行制备获得，可以在保证超滤效果的同时提高进水浊度，而且具有良好的抗拉强度，适用于管式膜产品的制备，解决了现有管式膜用复合材料大多存在进水浊度不高的问题，不适应用于高浊度的恶劣运行状况。而提供的制备方法简单，制备的管式膜用复合材料与传统的膜材料相比，外压可耐受不小于1000NTU的进水浊度，适用于高浊度的恶劣运行状况，应用前景广阔。
权利要求
1.一种管式膜用复合材料，其特征在于，所述管式膜用复合材料的原料按照重量份包括：主体材料80-102份、粉料12-22份、稀释剂68-92份；其中，所述主体材料选自聚偏氟乙烯树脂与聚醚砜中的任意一种或多种；所述粉料是改性锂辉石与改性碳酸钙按照质量比是5-10:3的比例混合而成。
2.根据权利要求1所述的管式膜用复合材料，其特征在于，所述改性碳酸钙是以碳酸钙纳米粉为原料通过加入碘丙炔醇丁基氨甲酸酯、氨甲基丙醇、乙醇以及偶联剂进行混合改性制得。
3.根据权利要求2所述的管式膜用复合材料，其特征在于，在所述改性碳酸钙的原料中，按照重量份包括：碳酸钙纳米粉40-60份、碘丙炔醇丁基氨甲酸酯1-3份、氨甲基丙醇2-7份、乙醇5-8份以及偶联剂0.1-1份。
4.根据权利要求1所述的管式膜用复合材料，其特征在于，所述改性锂辉石粉的制备方法是以粉碎至微米级的锂辉石粉末为原料并加水超声分散制成浆液，然后在抽真空后滴入改性剂并在75℃进行反应，反应后进行洗涤、干燥，得到所述改性锂辉石粉；其中，所述改性剂是甘油、三氯氢硅、氯化氢、钛酸丁酯按照质量比是16:5:1:3的比例混合而成。
5.根据权利要求4所述的管式膜用复合材料，其特征在于，在所述改性锂辉石粉的原料中，按照重量份包括：锂辉石粉末8-16份、改性剂1-5份。
6.根据权利要求1所述的管式膜用复合材料，其特征在于，在所述主体材料中，聚偏氟乙烯树脂与聚醚砜的质量比是5-10:1。
7.根据权利要求1所述的管式膜用复合材料，其特征在于，所述管式膜用复合材料的原料按照重量份包括：主体材料90份、粉料18份、稀释剂77份。
8.一种如权利要求1-7任一所述的管式膜用复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将改性锂辉石与改性碳酸钙进行混合均匀，然后按照比例加入主体材料以及稀释剂，在70-80℃下混合成均匀物料，得到混合料；
2)将所述混合料进行混炼，混炼温度200-300℃，得到所述管式膜用复合材料。
9.根据权利要求8所述的管式膜用复合材料的制备方法，其特征在于，在所述的管式膜用复合材料的制备方法中，还包括：在混炼后再进行挤出、牵引成型，冷却，得到所述管式膜用复合材料；其中，牵引成型时处于氮气环境，然后在氮气环境下冷却。
10.一种如权利要求1-7任一所述的管式膜用复合材料在海水淡化以及污水处理中的应用。
说明书
一种管式膜用复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体是一种管式膜用复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
水资源在人类生存中具有重要地位。但是，随着人类生活的进行，会产生各种类型的废水，需要通过水处理来使其达到成品水(生活用水、生产用水或可排放废水)的水质要求。
目前，管式膜作为一种常见的滤膜产品，在水处理领域具有广泛应用前景，对于环境保护、维护生态平衡具有重要意义。由于管式膜是基于管式膜用复合材料(膜材料)通过支撑体流延而成的圆柱体或类圆柱体的膜，可以通过错流过滤或横流过滤来实现水质的改善。
通常，现有的膜材料大多是聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚苯乙烯(Polystyrene，缩写PS)、聚酰胺(PA)等材料，尤其是聚偏氟乙烯，可以在海水淡化、高品质饮用水制备以及污水处理再生水回用等领域占有较大的市场。
但是，现有管式膜用复合材料(膜材料)在用于处理发酵液、活性污泥等高悬浮物体系，存在一定的缺陷，一般在外压下可耐受300NTU(nephelometric turbidity unit，简称NTU，散射浊度单位)左右的进水浊度，不适应用于高浊度的恶劣运行状况。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种管式膜用复合材料，以解决上述背景技术中提出的现有管式膜用复合材料大多存在进水浊度不高的问题，不适应用于高浊度的恶劣运行状况。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种管式膜用复合材料，具体是一种基于聚偏氟乙烯树脂以及聚醚砜作为主体材料，并通过合理添加其他材料进行制备获得的反渗透膜专用材料；其中，所述管式膜用复合材料的原料按照重量份包括：主体材料80-102份、粉料12-22份、稀释剂68-92份。所述粉料是改性锂辉石与改性碳酸钙按照质量比是5-10:3的比例混合而成。
作为本发明的进一步方案：所述改性碳酸钙是以碳酸钙纳米粉为原料来加入碘丙炔醇丁基氨甲酸酯、氨甲基丙醇、乙醇以及偶联剂进行混合改性，得到改性碳酸钙。
作为本发明的再进一步方案：所述改性锂辉石粉是以粉碎至微米级的锂辉石粉末为原料并加水超声分散制成浆液，然后在抽真空后滴入改性剂并在75℃进行反应，反应后进行洗涤、干燥，得到所述改性锂辉石粉；其中，所述改性剂是甘油、三氯氢硅、氯化氢、钛酸丁酯按照质量比是16:5:1:3的比例混合而成。
本发明实施例的另一目的在于提供一种管式膜用复合材料的制备方法，所述的管式膜用复合材料的制备方法包括以下步骤：
1)常温下，将改性锂辉石与改性碳酸钙进行混合均匀，然后按照比例加入主体材料(选自聚偏氟乙烯树脂与聚醚砜中的任意一种或多种，优选的是聚偏氟乙烯树脂与聚醚砜共同使用)以及稀释剂，在70-80℃下混合成均匀物料，得到混合料；
2)将所述混合料进行混炼，混炼温度200-300℃，得到所述管式膜用复合材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明实施例提供的管式膜用复合材料是一种基于聚偏氟乙烯树脂以及聚醚砜作为主体材料，并通过合理添加其他材料进行制备获得的反渗透膜专用材料，通过配合改性锂辉石与改性碳酸钙的使用，可以在保证超滤效果的同时提高进水浊度，而且具有良好的抗拉强度，适用于管式膜产品的制备，解决了现有管式膜用复合材料大多存在进水浊度不高的问题，不适应用于高浊度的恶劣运行状况。而提供的制备方法简单，制备的管式膜用复合材料与传统的膜材料相比，外压可耐受不小于1000NTU的进水浊度，同时具有良好的抗拉强度，适用于高浊度的恶劣运行状况，应用前景广阔。