CN109107399B - 一种水分子渗透膜及其制备方法和应用 - Google Patents

一种水分子渗透膜及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水分子渗透膜及其制备方法和应用，该制备方法包括：将高分子膜的成膜物质和抗菌材料加入到溶剂中，混合均匀，经滤网过滤，得到涂布溶液，用网纹辊将涂布溶液涂布到疏水性多孔基膜，并干燥，在疏水性多孔基膜上形成亲水性高分子膜，得到水分子渗透膜。水分子渗透膜包括疏水性多孔基膜和涂布在所述疏水性多孔基膜上的亲水性高分子膜，本发明水分子渗透膜具有较高水分子透过率，可用于无水雾、无菌的水分子加湿器，应用风扇可将自来水以水分子的形式快速通过水分子渗透膜扩散到环境中，并具有节能、健康的优点。

Description

一种水分子渗透膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及水分子渗透膜技术领域，具体涉及一种水分子渗透膜及其制备方法和在水分子加湿器中的应用。
背景技术
空气湿度对人体的舒适性具有重要的影响。已有研究表明，人们在低于30％的相对湿度下容易出现口渴、干咳等症状，极易诱发咽喉炎等疾病。因此，在干燥地区和秋冬等干燥季节对环境进行适当的加湿有助于身体健康。
市场上已有的加湿器包括超声波加湿、喷雾加湿、湿膜加湿、蒸汽加湿等形式。申请号为201710966759.9(申请公布号为CN107575980A)的中国发明专利申请公开了一种节能超声波加湿器，通过集热管有效利用冰箱散热片的热量对其中的水进行预热，然后输送到超声波加湿器的水箱，再超利用声波加湿器的高频震荡对热水进行雾化以改善空气湿度，不仅降低了超声波加湿器的电能消耗，也对冰箱散热片进行了冷却。然而超声波加湿器通过水雾进行加湿，容易吸附灰尘和细菌，不利于人们的健康。同理，喷雾加湿器、湿膜加湿器也会产生水雾，尤其不利于老人、孩子等低抵抗力的人群。申请号为201621338728.6(授权公告号为CN 206300307U)的中国实用新型专利公开了一种干蒸汽加湿器，通过特殊的结构设计可以有效地避免冷凝水易进入喷嘴而影响加湿效率的情况，并具有更好的节约蒸汽的效果。但是蒸汽加湿器需要额外的电能对水分进行加热，能耗较高，增加二氧化碳排放。
本发明开发的水分子渗透膜具有较高的水分子透过率，可通过合理设计应用于加湿器，得到无水雾、无菌的水分子加湿器。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供一种水分子渗透膜及其制备方法和应用，该较高水分子透过率的渗透膜，可用于无水雾、无菌的水分子加湿器，并具有节能、健康的优点。
本发明采用如下技术方案：
一种水分子渗透膜的制备方法，包括以下步骤：
将高分子膜的成膜物质和抗菌材料加入到溶剂中，混合均匀，经滤网过滤，得到涂布溶液，用网纹辊将涂布溶液涂布到疏水性多孔基膜，并干燥，在疏水性多孔基膜上形成亲水性高分子膜，得到水分子渗透膜。
本发明中，水分子渗透膜包括疏水性多孔基膜和涂布在所述疏水性多孔基膜上的亲水性高分子膜，使得本发明水分子渗透膜具有较高水分子透过率，可用于无水雾、无菌的水分子加湿器，并具有节能、健康的优点。
所述的高分子膜的成膜物质为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，所述的溶剂为由环己烷和异丙醇组成的混合溶剂，所述的环己烷和异丙醇的质量比为60～80：20～40，进一步优选，所述的环己烷和异丙醇的质量比为65～75：25～35，最优选，所述的环己烷和异丙醇的质量比为70：30。所述的抗菌材料为苯扎氯胺。所述的高分子膜的成膜物质、抗菌材料、溶剂的质量比为10：0.0006～0.01：70～110；进一步优选为10：0.001～0.005：80～100，最优选为10：0.0026：90。所述的混合均匀的条件为：搅拌18h～30h，进一步优选，搅拌22h～26h，最优选，搅拌24h。采用特定的成膜物质、抗菌材料、溶剂以及特定含量的配比，得到水分子渗透膜，透湿量可达到16.4kg/(m224h)，具有较高水分子透过率，可用于无水雾、无菌的水分子加湿器。
所述的高分子膜的成膜物质为聚氨酯乳液和水性固化剂，所述的溶剂为水。所述的抗菌材料为纳米银。所述的聚氨酯乳液、水性固化剂、抗菌材料、溶剂的质量比为10：0.5～5：0.01～0.1：10～50，进一步优选为10：1～3：0.02～0.06：20～36，最优选为10：2：0.04：28。采用特定的成膜物质、抗菌材料、溶剂以及特定含量的配比，得到水分子渗透膜，透湿量可达到18.3kg/(m224h)，具有较高水分子透过率，可用于无水雾、无菌的水分子加湿器。
所述的高分子膜的成膜物质为磺化聚醚砜，所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，所述的抗菌材料为苯扎氯胺。所述的高分子膜的成膜物质、抗菌材料、溶剂的质量比为10：0.0001～0.005：70～110；进一步优选为10：0.0005～0.002：80～100，最优选为10：0.00085：90。所述的混合均匀的条件为：搅拌18h～30h，进一步优选，搅拌22h～26h，最优选，搅拌24h。采用特定的成膜物质、抗菌材料、溶剂以及特定含量的配比，得到水分子渗透膜，透湿量可达到21.5kg/(m224h)，具有较高水分子透过率，可用于无水雾、无菌的水分子加湿器。
所述的亲水性高分子膜的厚度为0.1-500μm，进一步优选，为0.1-10μm。
所述的抗菌材料为纳米银、氧化石墨烯/银复合物、苯扎氯胺、氧化锌、聚六亚甲基胍中的一种或两种以上(包括两种)。
所述的疏水性多孔基膜具有0.1-5μm的微孔，孔隙率为30-95％,，优选孔隙率为80-90％。
所述的疏水性多孔基膜的厚度为10-500μm，进一步优选，为10-350μm。
所述的疏水性多孔基膜的材料为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、尼龙、纤维素、聚醚砜中的一种或两种以上(包括两种)。
所述的疏水性多孔基膜为聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜或者聚偏氟乙烯微孔膜。
水分子渗透膜的亲水性高分子膜与自来水接触。
水分子渗透膜包括疏水性多孔基膜和涂布在所述疏水性多孔基膜上的亲水性高分子膜，使得本发明水分子渗透膜具有较高水分子透过率，可用于无水雾、无菌的水分子加湿器，并具有节能、健康的优点。水分子加湿器，应用风扇可将自来水以水分子的形式快速通过水分子渗透膜扩散到环境中，自来水先以自来水以水分子的形式快速通过亲水性高分子膜，再通过疏水性多孔基膜，之后扩散到环境中。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、疏水性多孔基膜具有高达30-95％的孔隙率，优选孔隙率为80-90％，高孔隙率能够使水分子快速扩散到环境中。疏水性多孔基膜的孔径为0.1-5μm，优选为0.1-0.45μm孔径，能有效阻止水雾的透过。多孔基膜的材质包括聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、尼龙、纤维素、聚醚砜等。基膜还能发挥支撑作用，简化加湿器的结构。
2、亲水性高分子膜能够加速水分子在多孔基膜中的扩散速度。
3、亲水性高分子膜的成膜物质包括丙烯酸共聚物、聚氨酯、聚酯弹性体、马来酸酐-苯乙烯共聚物、磺化聚苯乙烯-丁二烯共聚物、磺化聚苯醚、磺化聚醚砜、磺化聚酰亚胺、氨基树脂、聚乙烯醋酸乙烯共聚物等，利用高极性的羟基、羧基、羰基、磺酸基、氨基、酰胺等官能团提高材料的透湿性。
4、亲水性高分子膜含有10-1000ppm的纳米银、氧化石墨烯/银复合物、苯扎氯胺、氧化锌、聚六亚甲基胍等抗菌材料，具有良好的抗菌防霉效果。
5、本发明的水分子渗透膜在30度、50％相对湿度下每平米具有高达10-40kg/24h的透湿量，加湿效果显著。
附图说明
图1为本发明水分子渗透膜的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
室温25℃下将10g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(美国陶氏杜邦，40L-03)和2.6mg苯扎氯胺(枣庄市凯瑞化工有限公司)加入到90g的质量百分数70％环己烷和质量百分数30％异丙醇组成的混合溶剂中，搅拌24h至完全溶解。经800目的滤网过滤，得到涂布溶液，用网纹辊将10μm厚的涂布溶液涂布到聚乙烯微孔膜(美国陶氏杜邦，特卫强1056，孔隙率为80％)上，并在50℃下干燥，得到水分子渗透膜。
实施例2
室温25℃下将10g聚氨酯乳液(万华化学集团，
Figure BDA0001747947680000041
1651)、2g水性固化剂
Figure BDA0001747947680000042
161和40mg纳米银抗菌剂(晋大纳米科技(厦门)有限公司，JDTKS-001)加入到28g的去离子水中，搅拌至分散均匀。经200目的滤网过滤，得到涂布溶液，用网纹辊将10μm厚的涂布溶液涂布到聚丙烯微孔膜(芜湖华美微孔滤膜厂，孔隙率为85％)上，并在80℃下干燥，得到水分子渗透膜。
实施例3
室温25℃下将10g磺化聚醚砜(常州市科特化工有限公司)和0.85mg苯扎氯胺(枣庄市凯瑞化工有限公司，JDTKS-001)加入到90g的N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌24h至充分溶解。经800目的滤网过滤，得到涂布溶液，用网纹辊将10μm厚的涂布溶液涂布到聚偏氟乙烯微孔膜(江苏蓝天沛尔膜业有限公司，孔隙率为90％)上，并在180℃下干燥，得到水分子渗透膜。
对比例1
采用聚丙烯微孔膜(芜湖华美微孔滤膜厂)。
对比例2
室温25℃下将10g苯乙烯-丁二烯共聚物(巴陵石化YH-503)和40mg纳米银抗菌剂(晋大纳米科技(厦门)有限公司，JDTKS-001)加入到90g的甲苯中，搅拌24h至充分溶解。经800目的滤网过滤，用网纹辊将10μm厚的溶液涂布到聚丙烯微孔膜(芜湖华美微孔滤膜厂，孔隙率为85％)上，并在120℃下干燥，得到复合膜。
实施例1～3的原料及参数如表1所示。
表1
Figure BDA0001747947680000051
透湿量测试方法：在23±2℃、50±2％相对湿度下，参照《GBT12704.2-2009纺织品织物透湿性试验方法第2部分：蒸发法》的方法B，期具体结果如表2所示：
表2
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
透湿量kg/(m<sup>2</sup>24h) 16.4 18.3 21.5 13.5 6.6
因此，本发明制备的水分子渗透膜具有较高的透湿量，应用该水分子渗透膜能够获得无水雾、无菌的水分子加湿器，具有良好的应用前景。如图1所示，水分子渗透膜包括疏水性多孔基膜3和涂布在疏水性多孔基膜3上的亲水性高分子膜2，可用于水分子加湿器，应用风扇可将自来水1以水分子的形式快速通过水分子渗透膜扩散到环境中，自来水1先以自来水以水分子的形式快速通过亲水性高分子膜2，再通过疏水性多孔基膜3，之后扩散到环境中。

Claims (2)

1.一种水分子渗透膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将高分子膜的成膜物质和抗菌材料加入到溶剂中，混合均匀，经滤网过滤，得到涂布溶液，用网纹辊将涂布溶液涂布到疏水性多孔基膜，并干燥，在疏水性多孔基膜上形成亲水性高分子膜，得到水分子渗透膜；
所述的高分子膜的成膜物质为磺化聚醚砜，所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，所述的抗菌材料为苯扎氯胺，所述的高分子膜的成膜物质、抗菌材料、溶剂的质量比为10：0.0001～0.005：70～110；
所述的水分子渗透膜包括疏水性多孔基膜和涂布在所述疏水性多孔基膜上的亲水性高分子膜；
所述的亲水性高分子膜的厚度为0.1-10μm；
所述的疏水性多孔基膜具有0.1-5μm的微孔，孔隙率为80-90％；
所述的疏水性多孔基膜的厚度为10-350μm；
所述的疏水性多孔基膜为聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜或者聚偏氟乙烯微孔膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法制备的水分子渗透膜在制备水分子加湿器中的应用，其特征在于，水以水分子的形式先通过亲水性高分子膜，再通过疏水性多孔基膜，之后扩散到环境中。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109692573A (zh) * 2019-02-26 2019-04-30 深圳市诚荣环保科技有限公司 一种tpu/sma共混超滤膜材料
CN110420556B (zh) * 2019-07-26 2022-02-22 绍兴百立盛新材料科技有限公司 一种除甲醛全热交换膜及其制备方法
CN110749014B (zh) * 2019-11-27 2023-09-29 广东美的制冷设备有限公司 用于空气调节设备的加湿膜及制备方法、空气调节设备
CN111849001A (zh) * 2020-07-09 2020-10-30 绍兴百立盛新材料科技有限公司 一种耐水全热交换纸的制备方法
CN113817218A (zh) * 2020-12-25 2021-12-21 北京蔚蓝天纳科技有限公司 一种生物聚合物复合膜及其制备方法
CN115651457B (zh) * 2022-10-25 2023-10-31 东华大学 一种具有三维纳米网络结构的块状体材料及其制备方法
CN117138592A (zh) * 2023-06-30 2023-12-01 广东摩多未来科技有限公司 一种改性氨基树脂除湿膜制备方法、除湿膜及其应用
CN117799197A (zh) * 2023-12-26 2024-04-02 绍兴百立盛新材料科技有限公司 一种大面积电致变色器件及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102458625A (zh) * 2009-05-18 2012-05-16 迪博因特技术公司 用于全热交换和其它应用的涂层膜
CN105848766A (zh) * 2013-12-27 2016-08-10 日东电工株式会社 透湿性滤材
CN106492654A (zh) * 2015-09-07 2017-03-15 中山市创思泰新材料科技股份有限公司 一种多功能石墨烯/高分子复合材料透水膜及其制备方法和用途

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5837365A (en) * 1996-04-08 1998-11-17 The Penn State Research Foundation Hydrophilic polypropylene membranes
US9393529B2 (en) * 2008-06-30 2016-07-19 3M Innovative Properties Company Method of forming a hydrophilic membrane
US8091868B2 (en) * 2008-07-23 2012-01-10 GM Global Technology Operations LLC WVT design for reduced mass and improved sealing reliability
JP2012206062A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Nihon Gore Kk 複合膜

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102458625A (zh) * 2009-05-18 2012-05-16 迪博因特技术公司 用于全热交换和其它应用的涂层膜
CN105848766A (zh) * 2013-12-27 2016-08-10 日东电工株式会社 透湿性滤材
CN106492654A (zh) * 2015-09-07 2017-03-15 中山市创思泰新材料科技股份有限公司 一种多功能石墨烯/高分子复合材料透水膜及其制备方法和用途

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