一种环保型海水淡化膜材料及其制备方法与流程

本发明涉及海水淡化应用，特别涉及一种环保型海水淡化膜材料及其制备方法。

背景技术：

1、目前淡化海水主要采用三种方法，即蒸馏法、反渗透法和电渗析法。

2、1、蒸馏法：主要被用于特大型海水淡化设备上及热能丰富的地方。是将压缩功转化为饱和蒸汽的内能，使其温度升到成为过热蒸汽，在利用高温过热蒸汽做热源，加热饱和盐水使其部分蒸发，蒸汽生成淡水实现盐水分离。

3、2、反渗透膜法：反渗透法是以压力(一般操作压力为20～100千克力/厘米2)为推动力,用半透膜使水溶液中的水和溶质分离的方法。反渗透膜法首先是将海水提取上来，进行初步处理，降低海水浊度，防止细菌、藻类等微生物的生长，然后用特种高压泵增压，使海水进入反渗透膜，由于海水含盐量高，因此海水反渗透膜必须具有高脱盐率，耐腐蚀、耐高压、抗污染等特点，经过反渗透膜处理后的海水，其含盐量大大降低，tds含量从36000毫克/升降至200毫克/升左右。

4、3、电渗析法：渗析是属于一种自然发生的物理现象。如将两种不同含盐量的水，用一张渗透膜隔开，就会发生含盐量大的水的电介质离子穿过膜向含盐量小的水中扩散，这个现象就是渗析。这种渗析是由于含盐量浓度不同而引起的，称为浓差渗析。渗析过程与浓度差的大小有关，浓差越大，渗析的过程越快，否则就越慢。因为是以浓差作为推动力的，因此，扩散速度比较慢。如果在膜的两边施加一直流电场，就可以加快扩散速度。电解质离子在电场的作用下，会迅速地通过膜，进行迁移过程，这样，就形成了去除水中离子的淡水室和离子浓缩的浓水室，将浓水排放，淡水即为除盐水。

5、反渗透膜法海水淡化只能利用电能，蒸馏法适合有热源或电源的各种场合。目前应用较广的半渗透膜是醋酸纤维素膜，其次为芳香聚酰胺膜，中国普遍应用前者。醋酸纤维素膜是一种不对称膜，由表面致密层和支撑层组成。表面致密层起脱盐作用,厚约0.2～1.0微米,占膜总厚度的0.2～1.0％；支撑层是多孔结构，起支撑表层的作用并便于透水。芳香聚酰胺膜也是一种不对称膜。成膜材料主要为芳香聚酰胺、芳香聚酰胺-酰肼以及其他一些含氮芳香聚合物。此外还有聚苯砜对苯二甲酰胺膜、聚苯并咪唑膜、磺化聚苯醚膜、磺化聚砜膜、聚四氟乙烯接枝膜、无机的多孔玻璃膜和氧化石墨膜等等，以上半渗透膜在环保性上都有所不足，因此，生产一种环保型的半渗透膜是现阶段需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种环保型海水淡化膜材料及其制备方法，具有能够完全的生物降解性，更加环保的优点。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种环保型海水淡化膜材料及其制备方法，包括以下步骤，

4、s1：准备原料，所述原料包括改性淀粉80～91份、pva树脂9～20份、塑化改性剂20～28份、抗氧剂0.3～0.8份、热稳定剂5～10份、水基润滑剂5～10份、成核改性剂5～10份、去离子水6～12份；

5、s2：将上述质量份数的原料配好后置入高速混合机内，边搅拌边加热，在40℃～60℃的温度下做增塑处理，增塑处理的时间为60～120min，制得混合物，将混合物冷却放置48～72小时，混合物内的水分含量控制在16～18wt％；

6、s3：将混合物投入到双螺杆挤出机熔融塑化，挤出造粒，制得粒料，所述双螺杆挤出机内的加工温度控制在80℃～140℃；

7、s4：将粒料投入到专用吹膜机挤出吹膜，制成膜材料，吹膜时的加工温度控制在130℃～200℃，膜材料的厚度为1.0～1.3毫米，膜材料的拉伸强度>27mpa。

8、作为优选，所述改性淀粉包括氧化淀粉或者酸化淀粉，所述改性淀粉的粒径为45～150微米。

9、作为优选，所述pva树脂为pva2099h，所述pva树脂的粒径为45～150微米。

10、作为优选，所述塑化改性剂包括丙三醇、1,2-丙二醇、1-4丁二醇、三羟甲基丙烷和一缩二丙二醇，所述丙三醇、1,2-丙二醇、1-4丁二醇、三羟甲基丙烷、一缩二丙二醇的质量比为4～7：0.5～2：0.5～1.5：1～2：1。

11、作为优选，所述水基润滑剂包括二甲基硅油、油酸酰胺、芥酸酰胺和甲基丙烯酸甲酯，所述二甲基硅油、油酸酰胺、芥酸酰胺和甲基丙烯酸甲酯的质量比为2～5：2～5：1～2：1～2。

12、作为优选，所述热稳定剂包括硬脂酸锌、硬酯酸钙和硬脂酸镁，所述硬脂酸锌、硬酯酸钙和硬脂酸镁的质量比为2～4：3～4：3～4。

13、作为优选，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂246和抗氧剂h10，所述抗氧剂1010、抗氧剂246和抗氧剂h10的质量比为4～6：2～4：1～2。

14、作为优选，所述成核改性剂包括纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和滑石粉，所述纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和滑石粉的质量比为1.5～4：1.5～4：2～7。

15、作为优选，所述原料包括改性淀粉87～91份、pva树脂10～13份、塑化改性剂23～25份、抗氧剂0.5～0.8份、热稳定剂6～8份、水基润滑剂6～8份、成核改性剂6～8份、去离子水7～10份。

16、本发明的有益效果为：该膜材料能使水分子透过，但能阻隔水中的盐分氯化钠(naci)，利用这种膜对naci的阻隔作用，可以达到海水淡化的目的。

17、该膜材料具有以下特性：1、优异的水蒸气透过率，水蒸气透过量>960(g/m2·24h)；2、优异的naci阻隔性，对各种盐分的阻隔性能＞99％；3、该膜材料具有优异的强度，其拉伸强度>27mpa；4、生物降解性：实验室测试(iso14855-1：2012)180天生物分解率达到70％以上。

18、基于以上特性，该膜材料可用于海水淡化领域，利用其透水性和氯化钠阻隔性对海水中的盐分进行隔离，得到净化的淡水。这种膜材料在废弃后可实现生物降解，转化为二氧化碳和水，是真正的环保型海水淡化膜材料。

技术特征：

1.一种环保型海水淡化膜材料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的一种环保型海水淡化膜材料及其制备方法，其特征在于，所述改性淀粉包括氧化淀粉或者酸化淀粉，所述改性淀粉的粒径为45～150微米。

3.根据权利要求1所述的一种环保型海水淡化膜材料及其制备方法，其特征在于，所述pva树脂为pva2099h，所述pva树脂的粒径为45～150微米。

4.根据权利要求1所述的一种环保型海水淡化膜材料及其制备方法，其特征在于，所述塑化改性剂包括丙三醇、1,2-丙二醇、1-4丁二醇、三羟甲基丙烷和一缩二丙二醇，所述丙三醇、1,2-丙二醇、1-4丁二醇、三羟甲基丙烷、一缩二丙二醇的质量比为4～7：0.5～2：0.5～1.5：1～2：1。

5.根据权利要求1所述的一种环保型海水淡化膜材料及其制备方法，其特征在于，所述水基润滑剂包括二甲基硅油、油酸酰胺、芥酸酰胺和甲基丙烯酸甲酯，所述二甲基硅油、油酸酰胺、芥酸酰胺和甲基丙烯酸甲酯的质量比为2～5：2～5：1～2：1～2。

6.根据权利要求1所述的一种环保型海水淡化膜材料及其制备方法，其特征在于，所述热稳定剂包括硬脂酸锌、硬酯酸钙和硬脂酸镁，所述硬脂酸锌、硬酯酸钙和硬脂酸镁的质量比为2～4：3～4：3～4。

7.根据权利要求1所述的一种环保型海水淡化膜材料及其制备方法，其特征在于，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂246和抗氧剂h10，所述抗氧剂1010、抗氧剂246和抗氧剂h10的质量比为4～6：2～4：1～2。

8.根据权利要求1所述的一种环保型海水淡化膜材料及其制备方法，其特征在于，所述成核改性剂包括纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和滑石粉，所述纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和滑石粉的质量比为1.5～4：1.5～4：2～7。

9.根据权利要求1所述的一种环保型海水淡化膜材料及其制备方法，其特征在于，所述原料包括改性淀粉87～91份、pva树脂10～13份、塑化改性剂23～25份、抗氧剂0.5～0.8份、热稳定剂6～8份、水基润滑剂6～8份、成核改性剂6～8份、去离子水7～10份。

技术总结
本发明公开了一种环保型海水淡化膜材料及其制备方法，包括以下步骤，准备原料，原料包括改性淀粉80～91份、PVA树脂9～20份、塑化改性剂20～28份、抗氧剂0.3～0.8份、热稳定剂5～10份、水基润滑剂5～10份、成核改性剂5～10份、去离子水6～12份；将上述质量份数的原料配好后置入高速混合机内，边搅拌边加热，在60℃/120min状态下做增塑处理，制得混合物，将混合物冷却放置48～72小时，混合物内的水分含量控制在16～18wt％；将混合物投入到双螺杆挤出机熔融塑化，挤出造粒，制得粒料；将粒料投入到专用吹膜机挤出吹膜，制成膜材料，吹膜时的加工温度控制在130℃～200℃，本发明的膜材料能使水分子透过，但能阻隔水中的盐分氯化钠，利用这种膜对NaCI的阻隔作用，达到海水淡化的目的。

技术研发人员：孙文奇,李宪强,张兆洋,张亿虎,李芳丽,张万虎
受保护的技术使用者：绍兴兆丽新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12