一种用于过滤膜的支撑层材料及其制造方法及过滤膜技术

本发明专利技术提供一种用于过滤膜的支撑层材料及其制备方法，所述支撑层材料的定量为40-80g/m2，厚度为50-130μm，平均孔径为9-35μm，定量不均匀率≤3％，孔隙率≥80％。本发明专利技术还提供采用所述支撑层材料制备的过滤膜。本发明专利技术的支撑层材料具有较好的表面光洁性、致密性及整体均匀性，且抗张力强。

【技术实现步骤摘要】
一种用于过滤膜的支撑层材料及其制造方法及过滤膜
本专利技术属于过滤膜
，具体涉及一种用于过滤膜的支撑层材料及其制造方法。
技术介绍
过滤膜是一种具有特殊选择性分离功能的无机或高分子材料，它能把流体分隔成两个不相通的部分，使其中的一种或几种物质透过，而将其他物质分离出来。膜技术是环境保护和环境治理的首选技术，其在食品工业中也发挥着重要的作用。膜的孔径一般为微米级，依据膜孔径(或称为截留分子量)的不同，可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。根据材料的不同，可将膜分为无机膜和有机膜，无机膜主要为陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜主要由高分子材料制成，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等。过滤膜的工业应用十分广泛，已成为新型化工单元操作之一，其主要应用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中；另外也用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置；此外，在我国已成功利用超滤膜完成了中草药的浓缩提纯。通常有机膜的机械强度较差，为满足使用要求，必须使用多孔支撑层来增强机械强度。现有高分子过滤膜的支撑层材料主要为热粘合聚酯纤维无纺布，热粘合聚酯纤维无纺布一般选用普通的涤纶短纤和低熔点聚酯粘结纤维，经配料、混合、开松后由梳理机梳理成纤网，纤网进入轧辊，在一定的温度、压力和时间下进行热轧，纤维表面熔融而相互粘合成热粘合聚酯纤维的热轧无纺布。这种热粘合聚酯纤维无纺布已广泛应用于电机、电器、电缆中作为包扎绝缘材料，或与聚酯薄膜复合成柔软复合材料用于电机的槽间绝缘及变压器的层间绝缘材料，获得了很好的效果；其作为过滤膜的支撑层，具有不含任何粘合剂和杂质、孔隙率及强度高、耐溶剂、热稳定性好等特点，但其存在孔径分布范围较大，在向其表层涂超滤膜时会出现漏膜或者在超滤膜上会形成一些大的漏孔，并且这种热粘合聚酯纤维无纺布还存在表面光洁性差及厚度不均匀等缺点。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的主要目的在于提供一种用于过滤膜的支撑层材料，该支撑层材料的孔径分布范围较小，具有较好的表面光洁性、致密性及整体均匀性，且抗张力强。本专利技术的另一目的在于提供一种用于过滤膜的支撑层材料的制造方法。本专利技术的又一目的在于提供一种过滤膜。为达到上述目的，本专利技术提供一种用于过滤膜的支撑层材料，所述支撑层材料的定量为40-80g/m2，优选74-76g/m2，厚度为50-130μm，优选90-130μm，平均孔径为9-35μm，定量不均匀率≤3％，孔隙率≥80％，优选81-84％。如上所述的支撑层材料，其中，所述支撑层材料包含聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维，并进一步包含原纤化纤维或纳米纤维素纤维；优选地，所述双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维的低熔点组分的熔点为110℃，高熔点组分的熔点为260℃；优选地，所述过滤膜为反渗透膜。如上所述的支撑层材料，其中，所述支撑层材料为单层或三层复合结构；优选地，所述支撑层材料为单层结构，采用湿法造纸单层成形技术抄造；优选地，所述支撑层材料为三层复合结构，采用湿法造纸三层成形技术抄造。如上所述的支撑层材料，其中，所述支撑层材料为单层结构，所述支撑层材料包含10-80wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、5-60wt％的双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维及5-35wt％的原纤化纤维或纳米纤维素纤维；优选地，所述支撑层材料包含50-70wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、15wt％的双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维及15-35wt％的原纤化纤维或纳米纤维素纤维；优选地，所述支撑层材料包含50wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、15wt％的双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维及35wt％的原纤化纤维或纳米纤维素纤维；优选地，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的纤度为0.1-0.3dtex，长度为3-6mm，优选3mm；优选地，所述支撑层材料包含50wt％的纤度为0.3dtex，长度为3mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。如上所述的支撑层材料，其中，所述支撑层材料为三层复合结构，三层的重量比为1：1：1；优选地，所述支撑层材料的第一层含有10-80wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和5-60wt％的双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维；所述第二层含有60-90wt％的原纤化纤维或纳米纤维素纤维及10-50wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维；第三层含有10-80wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和5-60wt％的双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维；优选地，所述支撑层材料的第一层与第三层的材料组成相同；优选地，所述支撑层材料的第一层含有60wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和40wt％的双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维；所述第二层含有80wt％的原纤化纤维或纳米纤维素纤维及20wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维；第三层含有60wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和40wt％的双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维；优选地，所述支撑层材料的第一层中的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的纤度为0.1-0.5dtex，优选0.3dtex，长度为3-6mm，优选3mm；所述支撑层材料的第二层中的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的纤度为0.1-1.5dtex，优选0.1dtex，长度为3-6mm，优选3mm。如上所述的支撑层材料，其中，所述纳米纤维素纤维的直径为10-1000nm，优选10-500nm，更优选10-50nm；所述纳米纤维素纤维的长度为0.1-1mm，优选0.5-0.8mm，更优选0.4-0.6mm；优选地，所述纳米纤维素纤维选自天然植物纤维素纤维、芳纶纤维、聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)纤维或天丝纤维中的一种或多种；优选地，所述原纤化纤维的打浆度为40-90°SR，优选60-80°SR，直径为10-1000nm，优选300-500nm；优选地，所述原纤化纤维选自原纤化植物纤维素纤维、原纤化天丝纤维、原纤化芳纶纤维或原纤化聚对苯撑苯并二恶唑纤维中的一种或多种；所述原纤化芳纶纤维优选原纤化对位芳纶纤维；优选地，所述双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维为具有皮芯层结构的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维；优选地，所述双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维的纤度为0.5-2.0dtex，优选0.7dtex；长度为3-6mm，优选3mm。本专利技术进一步提供上述支撑层材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：步骤a：将原料与水混合，打浆，稀释，得到浆料；步骤b：将浆料装入斜网造纸机，一次抄造成形，得到支撑层材料；优选地，所述制备方法包括以下步骤：步骤a：将原料与水混合，打浆，稀释至0.005-0.1wt％，得到浆料；步骤b：将浆料装入斜网造纸机，一次抄造成形，得到湿纸页；将湿纸页经压榨、干燥及压光处理后，得到支撑层材料。如上所述的制备方法，其中，所述支撑层材料采用湿法造纸单层或三层成形技术抄造；优选地，所述支撑层材料采用湿法造纸三层成形技术抄造，所述制备方法包括以下步骤：步骤a：分别将第一层、第二层及第三层的原料与水混合，打浆，稀释至0.005-0.1wt％，得到第一层浆料、第二层浆料及第三层浆料；步骤b：将第一层浆料、第二层浆料及第三层浆料分别装入斜网造纸机的三个相邻流道，使三层浆料先后在同一区域层叠，一次抄造成形，得到湿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于过滤膜的支撑层材料，所述支撑层材料的定量为40‑80g/m2，优选74‑76g/m2，厚度为50‑130μm，优选90‑130μm，平均孔径为9‑35μm，定量不均匀率≤3％，孔隙率≥80％，优选81‑84％。

【技术特征摘要】
1.一种用于过滤膜的支撑层材料，所述支撑层材料的定量为40-80g/m2，厚度为50-130μm，平均孔径为9-35μm，定量不均匀率≤3％，孔隙率≥80％；其中，所述支撑层材料包含聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维，并进一步包含原纤化纤维或纳米纤维素纤维。2.根据权利要求1所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料的定量为74-76g/m2。3.根据权利要求1或2所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料的厚度为90-130μm。4.根据权利要求1或2所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料的孔隙率为81-84％。5.根据权利要求1或2所述的支撑层材料，其特征在于，所述双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维的低熔点组分的熔点为110℃，高熔点组分的熔点为260℃。6.根据权利要求1或2所述的支撑层材料，其特征在于，所述过滤膜为反渗透膜。7.根据权利要求1或2所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料为单层或三层复合结构。8.根据权利要求1或2所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料为单层结构，采用湿法造纸单层成形技术抄造。9.根据权利要求1或2所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料为三层复合结构，采用湿法造纸三层成形技术抄造。10.根据权利要求1或2所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料为单层结构，所述支撑层材料包含10-80wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、5-60wt％的双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维及5-35wt％的原纤化纤维或纳米纤维素纤维。11.根据权利要求10所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料包含50-70wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、15wt％的双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维及15-35wt％的原纤化纤维或纳米纤维素纤维。12.根据权利要求10所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料包含50wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、15wt％的双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维及35wt％的原纤化纤维或纳米纤维素纤维。13.根据权利要求1或2所述的支撑层材料，其特征在于，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的纤度为0.1-0.3dtex，长度为3-6mm。14.根据权利要求13所述的支撑层材料，其特征在于，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的长度为3mm。15.根据权利要求1或2所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料包含50wt％的纤度为0.3dtex，长度为3mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。16.根据权利要求7所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料为三层复合结构，三层的重量比为1：1：1。17.根据权利要求7所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料的第一层含有10-80wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和20-90wt％的双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维；所述第二层含有60-90wt％的原纤化纤维或纳米纤维素纤维及10-40wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维；第三层含有10-80wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和20-90wt％的双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维。18.根据权利要求7所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料的第一层与第三层的材料组成相同。19.根据权利要求7所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料的第一层含有60wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和40wt％的双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维；所述第二层含有80wt％的原纤化纤维或纳米纤维素纤维及20wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维；第三层含有60wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和40wt％的双熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯复合纤维。20.根据权利要求7所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料的第一层中的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的纤度为0.1-1.5dtex，长度为3-6mm；所述支撑层材料的第二层中的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的纤度为0.1-1.5dtex，长度为3-6mm。21.根据权利要求20所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料的第一层中的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的纤度为0.3dtex。22.根据权利要求20所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材料的第一层中的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的长度为3mm。23.根据权利要求20所述的支撑层材料，其特征在于，所述支撑层材...

【专利技术属性】
技术研发人员：王习文，龙金，张晓婷，井澄妍，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44