一种过滤PM2.5颗粒物的微滤膜及其制备方法技术

?????一种过滤PM2.5颗粒物的微滤膜，包括由分离层和支撑层通过高温热压形成的复合层；所述分离层为聚四氟乙烯（PTFE）基带经加热和拉伸形成的聚四氟乙烯多孔膜，呈三维立体交叉状结构，其中聚四氟乙烯基带由聚四氟乙烯细粉和润滑剂为石油醚混合成糊状并经模具挤出而成；所述支撑层为聚乙烯材料制成，呈网状结构。本发明专利技术最大孔径为0.3?m，纤维粗细均匀，厚度均匀，孔隙率在80%~90%之间，气体通量：经测量，在0.1bar的压差下，气体通量可以达到18000L/m2·min，过滤效果比较明显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种过滤膜，具体涉及一种过滤PM2.5颗粒物的微滤膜及其制备方法。
技术介绍
由于环境遭到破坏，使我国经济付出的代价占了国内生产总值中的5%~12%。环境污染已经成为阻碍中国崛起为世界经济强国的负面因素，而空气污染是环境污染的一个重要方面。2012年2月，国务院同意发布新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。虽然PM2.5 粒径小，但它比表面积很大，更易吸附有毒害的物质。由于体积微小，PM2.5具有很强的穿透力，可以抵达细支气管壁，并干扰肺内的气体交换。所以，对人体健康和空气质量的影响巨大。PM2.5产生的主要来源，是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物，大多含有重金属等有毒物质。1976年， R.W.Core首先披露了商品名称为CoreTex? 的PTFE多孔膜的制造过程。 首先，将聚四氟乙烯细粉料和润滑剂混合成糊状，然后将糊状树脂经过模具挤出制成聚四氟乙烯基带，在排除润滑剂升高温度后（低于熔点），进行单向或双向拉伸，拉伸后的长度为原长度的50余倍。但这一材料孔径分布不均。不适合PM2.5颗粒物的过滤。此外，美国专利（U.S. Pat. No. 4,902,423）公开的PTFE多孔膜则由于孔径过大，也不适合PM2.5颗粒物过滤。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效过滤PM2.5颗粒物的高分子微滤膜及其制备方法。本专利技术实现上述技术问题采用的技术方案：<br>一种过滤PM2.5颗粒物的微滤膜，包括由分离层和支撑层通过高温热压形成的复合层；所述分离层为聚四氟乙烯（PTFE）基带经加热和拉伸形成的聚四氟乙烯多孔膜，呈三维立体交叉状结构，其中聚四氟乙烯基带由聚四氟乙烯细粉和润滑剂为石油醚混合成糊状并经模具挤出而成；所述支撑层为聚乙烯材料制成，呈网状结构。作为优化：所述分离层的孔径为0.2μm-0.3μm，纤维直径为100-200nm且粗细均匀，孔隙率为80%-90%。本专利技术还提供一种过滤PM2.5颗粒物的微滤膜的制备方法，包括以下步骤：a：将PTFE粉料 和润滑剂按照质量比10:2至10:3.5的比例混合均匀，将混合后的糊状混合物经模具挤出制成PTFE基带；b:加热PTFE基带至250oC并持续5分钟，将润滑剂脱出；c:加热PTFE基带至330oC-340oC并保持40-50秒以获得0.3-0.5烧结度的连续的半烧结膜；d:降温至310oC-320oC，以100％/s的速率双向同时或连续的拉伸薄膜，横向拉伸倍数在1.5倍至5倍之间，纵向拉伸倍数在6倍至15倍之间；e：将拉伸后的PTEE薄膜在350oC下保持3分钟进行热定型；f：最后将PTFE薄膜和支撑层进行高温热压复合。作为优化：步骤a中的PTFE粉料和润滑剂按照质量比10:3混合。作为优化：步骤a中PTFE基带的厚度为100μm。作为优化：步骤a中润滑剂为石油醚。本专利技术的有益效果：1、孔径大小: 通过使用泡点法对膜的最大孔径进行测量，我们所制造的高分子微滤膜最大孔径为0.3 μm，所以可以有效阻隔0.3 μm以上的颗粒物。2、纤维粗细均匀：分离层呈三维立体交叉状结构，纤维直径在100~200 nm之间，且纤维粗细均匀，避免了粗细纤维所产生的孔径分布不均。3、厚度均匀：膜厚度均匀，厚度在75 μm左右，避免了厚度不均造成的过滤效果不一致。4、孔隙率：聚四氟乙烯分离层的孔隙率在80%~90%之间，这充分保证了膜具有较高的气体通量。5、气体通量：经测量，在0.1bar的压差下，气体通量可以达到18000L/m2·min。6、过滤效率：高分子微滤膜对于直径在0.3 μm以上颗粒物的过滤效率可达到95%。这是因为膜的最大孔径只有0.3微米，所以可以有效阻隔大于0.3微米的颗粒物。7、过滤效果：采用颗粒直径在2微米的碳粉颗粒对高分子微滤膜进行过滤效果实验，然后在扫描电子显微镜下，观察试验后的高分子微滤膜，可以清晰观察到碳粉颗粒被有效阻隔 。 附图说明图1：本专利技术的结构示意图；图2：扫描电子显微镜下高分子微滤膜分离层结构；图3：扫描电子显微镜下高分子微滤膜支撑层结构；图4：扫描电子显微镜下高分子微滤膜的横截面结构；图5：扫描电子显微镜下PM2.5颗粒被阻隔图像。具体实施方式如图1所示，一种过滤PM2.5颗粒物的微滤膜，包括由分离层1和支撑层2通过高温热压形成的复合层；所述分离层1为聚四氟乙烯（PTFE）基带经加热和拉伸形成的聚四氟乙烯多孔膜，呈三维立体交叉状结构，其中聚四氟乙烯基带由聚四氟乙烯细粉和润滑剂为石油醚混合成糊状并经模具挤出而成；所述支撑层2为聚乙烯材料制成，呈网状结构，所述分离层1的孔径为0.2μm-0.3μm，纤维直径为100-200nm且粗细均匀，孔隙率为80%-90%。实施例1：将PTFE粉料和石油醚按照质量比10:3的比例混合均匀，将混合后的糊状混合物经模具挤出制成PTFE基带；加热PTFE基带至250oC并持续5分钟，将润滑剂脱出；加热PTFE基带至335oC并保持45秒以获得0.4烧结度的连续的半烧结膜；降温至315oC，以100％/s的速率双向同时或连续的拉伸薄膜，横向拉伸倍数5倍，纵向拉伸倍数6倍；将拉伸后的PTEE薄膜在350oC下保持3分钟进行热定型；最后将PTFE薄膜和支撑层进行高温热压复合。实施例2：将PTFE粉料和石油醚按照质量比10:2的比例混合均匀，将混合后的糊状混合物经模具挤出制成PTFE基带；加热PTFE基带至250oC并持续5分钟，将润滑剂脱出；加热PTFE基带至330oC并保持50秒以获得0.5烧结度的连续的半烧结膜；降温至320oC，以100％/s的速率双向同时或连续的拉伸薄膜，横向拉伸倍数1.5倍，纵向拉伸倍数15倍；将拉伸后的PTEE薄膜在350oC下保持3分钟进行热定型；最后将PTFE薄膜和支撑层进行高温热压复合。实施例3：将PTFE粉料和石油醚按照质量比10:3.5的比例混合均匀，将混合后的糊状混合物经模具挤出制成PTFE基带；加热PTFE基带至250oC并持续5分钟，将润滑剂脱出；加热PTFE基带至340oC并保持40秒以获得0.4烧结度的连续的半烧结膜；降温至310oC，以100％/s的速率双向同时或连续的拉伸薄膜，横向拉伸倍数3倍，纵向拉伸倍数10倍；将拉伸后的PTEE薄膜在350oC下保持3分钟进行热定型；最后将PTFE薄膜和支撑层进行高温热压复合。制备出的膜的主要技术指标为：1.  孔径大小: 通过使用泡点法对膜的最大孔径进行测量，我们所制造的高分子微滤膜最大孔径为0.3 μm，所以可以有效阻隔0.3 μm以上的颗粒物。2.  纤维粗细均匀      通过扫描电子显微镜对聚四氟乙烯分离层进行观察（如图2所示），本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过滤PM2.5颗粒物的微滤膜，其特征在于：包括由分离层和支撑层通过高温热压形成的复合层；所述分离层为聚四氟乙烯（PTFE）基带经加热和拉伸形成的聚四氟乙烯多孔膜，呈三维立体交叉状结构，其中聚四氟乙烯基带由聚四氟乙烯细粉和润滑剂为石油醚混合成糊状并经模具挤出而成；所述支撑层为聚乙烯材料制成，呈网状结构。

【技术特征摘要】
1.一种过滤PM2.5颗粒物的微滤膜，其特征在于：包括由分离层和支撑层通过高温热压形成的复合层；所述分离层为聚四氟乙烯（PTFE）基带经加热和拉伸形成的聚四氟乙烯多孔膜，呈三维立体交叉状结构，其中聚四氟乙烯基带由聚四氟乙烯细粉和润滑剂为石油醚混合成糊状并经模具挤出而成；所述支撑层为聚乙烯材料制成，呈网状结构。
2.根据权利要求1所述的一种过滤PM2.5颗粒物的微滤膜，其特征在于：所述分离层的孔径为0.2μm-0.3μm，纤维直径为100-200nm且粗细均匀，孔隙率为80%-90%。
3.权利要求1所述的一种过滤PM2.5颗粒物的微滤膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a：将PTFE粉料和润滑剂按照质量比10:2至10:3.5的比例混合均匀，将混合后的糊状混合物经模具挤出制成PTFE基带；
b:加热PTFE基带至250oC并持续5分钟，将润滑剂脱出...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡涛，
申请(专利权)人：安徽纳微环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：