水处理多孔膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种水处理多孔膜，包括：高分子量聚乙烯、水溶性聚合物、成孔剂以及抗氧化剂，高分子量聚乙烯的平均分子量介于1.0×105~10.0×106之间、密度介于0.940g/cm3~0.976g/cm3之间；其中，按高分子量聚乙烯的重量为100份计，水溶性聚合物的重量介于5~50份之间；成孔剂的重量介于100~500份之间；抗氧化剂的重量介于0.1~10份之间。本发明专利技术制得的水处理多孔膜的厚度介于5μm~30μm之间，微孔孔径介于10nm~100nm之间，孔隙率介于20%~60%之间，表面接触角介于30°~95°之间。因此本发明专利技术的多孔膜耐久性好，制备工艺简单，膜厚较薄，孔径分布均匀且较小，具有良好的亲水性及过滤吸附效果。

Porous membrane for water treatment and preparation method thereof

The present invention provides a porous membrane for water treatment, including: high molecular weight polyethylene, water-soluble polymer, pore forming agent and antioxidant. The average molecular weight of high molecular weight polyethylene ranges from 1.0 x 105 to 10.0 x 106, and the density ranges from 0.940 g/cm 3 to 0.976 g/cm 3. Among them, the weight of high molecular weight polyethylene is 100 phr. The weight of water-soluble polymers ranged from 5 phr to 50 phr, pore-forming agents ranged from 100 phr to 500 phr, and antioxidants ranged from 0.1 phr to 10 phr. The water treatment porous membrane prepared by the invention has a thickness between 5 micron and 30 micron, a pore diameter between 10 and 100 nm, a porosity between 20% and 60%, and a surface contact angle between 30 and 95 degrees. Therefore, the porous membrane has good durability, simple preparation process, thin film thickness, uniform pore size distribution and small size, good hydrophilicity and filtration and adsorption effect.

【技术实现步骤摘要】
水处理多孔膜及其制备方法
本专利技术涉及高分子多孔膜技术，特别是涉及一种水处理多孔膜及其制备方法。
技术介绍
多孔膜作为一种含有细小微孔分布的特殊薄膜，通常用在空气过滤及净化，水处理及净化，或作为特殊隔层用于电池等等。制备多孔膜通常采用单向拉伸、双向拉伸或相转化等方法，膜体上通常具有穿透膜体的孔隙，从而形成多孔膜。多孔膜过滤吸附过程的作用机理可用筛分理论解释，粒径小于膜孔的聚集体颗粒或分子可透过膜孔，粒径等于膜孔的聚集体颗粒或分子可堵塞膜孔，粒径大于膜孔的聚集体颗粒或分子被膜体截留。此外，带电离子在膜表面及膜孔中的吸附截留，小于孔径的颗粒在孔口处的架桥截留，也具有一定的截留作用。所以，多孔膜的孔径大小，孔隙率直接决定了过滤吸附作用的最终效果。除此之外，越薄的膜，透过性越好，过滤吸附的效率也越高。对于用于水处理的多孔薄膜，特别需要其表面拥有良好的亲水性，便于水与膜表面及孔内部的润湿，增强水的通透性。常规的水处理多孔膜，为了增强其亲水性，通常是在膜表面涂覆一些亲水涂层，该亲水涂层一般厚度较薄，耐久性较差，且工艺复杂，需要经常置换，所以使用持久性较差，另外通过涂覆亲水涂层的多孔膜较厚，孔径分布均匀度低，孔径较大，亲水效果较差，降低了多孔膜的性能。因此，有必要提出一种水处理多孔膜及其制备方法，以克服现有技术中的水处理多孔膜耐久性较差、且制备工艺复杂，同时具有很薄的厚度，良好的孔径分布及孔隙大小，且有良好的亲水性。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种水处理多孔膜及其制备方法，用于解决现有技术中的水处理多孔膜使用持久性较差、制备工艺复杂、膜的厚度较厚、孔径较大、亲水性较差的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种水处理多孔膜，所述水处理多孔膜至少包括：高分子量聚乙烯、水溶性聚合物、成孔剂以及抗氧化剂，所述高分子量聚乙烯的平均分子量介于1.0×105～10.0×106之间、密度介于0.940g/cm3～0.976g/cm3之间；其中，按所述高分子量聚乙烯的重量为100份计，所述水溶性聚合物的重量介于5～50份之间；所述成孔剂的重量介于100～500份之间；所述抗氧化剂的重量介于0.1～10份之间。优选地，所述水处理多孔膜的厚度介于5μm～30μm之间，微孔孔径介于10nm～100nm之间，孔隙率介于20％～60％之间，表面接触角介于30°～95°之间。优选地，所述水溶性聚合物包含由羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺、乙基纤维素、聚马来酸酐、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇及聚氧化乙烯构成的群组中的一种或多种的组合物。优选地，所述成孔剂包含由天然矿物油、C6-15烷烃、C8-15脂族羧酸、C8-15脂族羧酸C1-4烷酯、C2-6卤代烷烃、邻苯二甲酸酯、偏苯三酸酯、己二酸酯、癸二酸酯、马来酸酯、苯甲酸酯、环氧植物油、苯磺酰胺、磷酸三酯、二元醇醚、乙酰单酸甘油乙酯、柠檬酸酯及环己烷-1,2-二羧酸二异壬酯构成的群组中的一种或多种的组合物。优选地，所述成孔剂的40℃运动粘度介于10mm2/s～100mm2/s之间，所述成孔剂的初馏点在110℃以上。优选地，所述抗氧化剂包含由4,4-硫代双(6-叔丁基间甲酚)、二丁基羟基甲苯、亚磷酸酯、特丁基对苯二酚、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4羟基-5-叔丁苯基)丁烷、2-特丁基-6-甲基苯酚、N，N’-二-β-萘基对苯二胺、硫代二丙酸双月桂酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯及亚磷酸三苯酯构成的群组中的一种或多种的组合物。本专利技术还提供一种水处理多孔膜的制备方法，使用该方法可制备本专利技术提供的所述水处理多孔膜，所述制备方法至少包括：1)将高分子量聚乙烯、水溶性聚合物、成孔剂以及抗氧化剂混合，并搅拌均匀形成混合物，其中，所述高分子量聚乙烯的平均分子量介于1.0×105～10.0×106之间、密度介于0.940g/cm3～0.976g/cm3之间；2)采用双螺杆挤出工艺，在一定温度下，使所述高分子量聚乙烯、抗氧化剂以及水溶性聚合物溶解于所述成孔剂中，形成混合物，然后挤出所述混合物；3)将所述混合物流延成带状物；4)萃取除去所述带状物中的所述成孔剂，再将所述带状物拉伸形成薄膜，并对所述薄膜进行二次萃取，然后进行清洗；5)对所述薄膜进行热定型以及收卷步骤，获得所述水处理多孔膜。优选地，所述步骤1)中，将至少一种所述高分子量聚乙烯、水溶性聚合物、成孔剂以及抗氧化剂加入连续配料加料釜中进行混合，并以45转/分～55转/分的速度搅拌均匀形成混合物。优选地，所述步骤2)中，在170℃～230℃的温度下，使所述高分子量聚乙烯、抗氧化剂以及水溶性聚合物溶解于所述成孔剂中，形成混合物，然后以150转/分～250转/分的速度连续挤出所述混合物。优选地，所述步骤3)中，将所述混合物流延成带状物的步骤包括：首先，将所述步骤2)挤出的所述混合物连续进入到一狭缝模头内，然后通过所述狭缝模头将挤出的所述混合物挤出到流延冷却辊，在70℃～90℃的温度条件下流延成带状物。优选地，所述步骤4)中，采用二氯甲烷作为萃取液萃取除去所述带状物中的所述成孔剂，再在115℃～125℃的温度条件下，将所述带状物通过双向拉伸机拉伸形成薄膜，并采用二氯甲烷对所述薄膜进行二次萃取，然后采用去离子水进行清洗。优选地，所述步骤5)中，在115℃～125℃的温度条件下对所述薄膜热定型15分钟～20分钟，然后将所述薄膜以20米/分～50米/分的速度收卷，获得所述水处理多孔膜。优选地，所述水溶性聚合物包含由羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺、乙基纤维素、聚马来酸酐、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇及聚氧化乙烯构成的群组中的一种或多种的组合物。优选地，所述成孔剂包含由天然矿物油、C6-15烷烃、C8-15脂族羧酸、C8-15脂族羧酸C1-4烷酯、C2-6卤代烷烃、邻苯二甲酸酯、偏苯三酸酯、己二酸酯、癸二酸酯、马来酸酯、苯甲酸酯、环氧植物油、苯磺酰胺、磷酸三酯、二元醇醚、乙酰单酸甘油乙酯、柠檬酸酯及环己烷-1,2-二羧酸二异壬酯构成的群组中的一种或多种的组合物。优选地，所述抗氧化剂包含由4,4-硫代双(6-叔丁基间甲酚)、二丁基羟基甲苯、亚磷酸酯、特丁基对苯二酚、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4羟基-5-叔丁苯基)丁烷、2-特丁基-6-甲基苯酚、N，N’-二-β-萘基对苯二胺、硫代二丙酸双月桂酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯及亚磷酸三苯酯构成的群组中的一种或多种的组合物。优选地，所述成孔剂的40℃运动粘度介于10mm2/s～100mm2/s之间，所述成孔剂的初馏点在110℃以上。如上所述，本专利技术的水处理多孔膜及其制备方法，具有以下有益效果：1、本专利技术通过加入水溶性聚合物制备多孔膜，可明显降低制备多孔膜的工艺复杂度，降低制造成本。2、本专利技术提供的水处理多孔膜，通过将水溶性聚合物直接混入多孔膜中，不需要在多孔膜上再涂覆亲水涂层，明显提高了多孔膜的使用持久性，减小了多孔膜的厚度；另外，多孔膜表面接触角较小，明显提高了多孔膜的亲水性能，多孔膜的孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水处理多孔膜，其特征在于，所述水处理多孔膜至少包括：高分子量聚乙烯、水溶性聚合物、成孔剂以及抗氧化剂，所述高分子量聚乙烯的平均分子量介于1.0×105～10.0×106之间、密度介于0.940g/cm3～0.976g/cm3之间；其中，按所述高分子量聚乙烯的重量为100份计，所述水溶性聚合物的重量介于5～50份之间；所述成孔剂的重量介于100～500份之间；所述抗氧化剂的重量介于0.1～10份之间。

【技术特征摘要】
1.一种水处理多孔膜，其特征在于，所述水处理多孔膜至少包括：高分子量聚乙烯、水溶性聚合物、成孔剂以及抗氧化剂，所述高分子量聚乙烯的平均分子量介于1.0×105～10.0×106之间、密度介于0.940g/cm3～0.976g/cm3之间；其中，按所述高分子量聚乙烯的重量为100份计，所述水溶性聚合物的重量介于5～50份之间；所述成孔剂的重量介于100～500份之间；所述抗氧化剂的重量介于0.1～10份之间。2.根据权利要求1所述的水处理多孔膜，其特征在于：所述水处理多孔膜的厚度介于5μm～30μm之间，微孔孔径介于10nm～100nm之间，孔隙率介于20％～60％之间，表面接触角介于30°～95°之间。3.根据权利要求1所述的水处理多孔膜，其特征在于：所述水溶性聚合物包含由羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺、乙基纤维素、聚马来酸酐、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇及聚氧化乙烯构成的群组中的一种或多种的组合物。4.根据权利要求1所述的水处理多孔膜，其特征在于：所述成孔剂包含由天然矿物油、C6-15烷烃、C8-15脂族羧酸、C8-15脂族羧酸C1-4烷酯、C2-6卤代烷烃、邻苯二甲酸酯、偏苯三酸酯、己二酸酯、癸二酸酯、马来酸酯、苯甲酸酯、环氧植物油、苯磺酰胺、磷酸三酯、二元醇醚、乙酰单酸甘油乙酯、柠檬酸酯及环己烷-1,2-二羧酸二异壬酯构成的群组中的一种或多种的组合物。5.根据权利要求1所述的水处理多孔膜，其特征在于：所述成孔剂的40℃运动粘度介于10mm2/s～100mm2/s之间，所述成孔剂的初馏点在110℃以上。6.根据权利要求1所述的水处理多孔膜，其特征在于：所述抗氧化剂包含由4,4-硫代双(6-叔丁基间甲酚)、二丁基羟基甲苯、亚磷酸酯、特丁基对苯二酚、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4羟基-5-叔丁苯基)丁烷、2-特丁基-6-甲基苯酚、N，N’-二-β-萘基对苯二胺、硫代二丙酸双月桂酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯及亚磷酸三苯酯构成的群组中的一种或多种的组合物。7.一种水处理多孔膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括：1)将高分子量聚乙烯、水溶性聚合物、成孔剂以及抗氧化剂混合，并搅拌均匀形成混合物，其中，所述高分子量聚乙烯的平均分子量介于1.0×105～10.0×106之间、密度介于0.940g/cm3～0.976g/cm3之间；2)采用双螺杆挤出工艺，在一定温度下，使所述高分子量聚乙烯、抗氧化剂以及水溶性聚合物溶解于所述成孔剂中，形成混合物，然后挤出所述混合物；3)将所述混合物流延成带状物；4)萃取除去所述带状物中的所述成孔剂，再将所述带状物拉伸形成薄膜，并对所述薄膜进行二次萃取，然后进行清洗；5)对所述薄膜进行热定型以及收卷步骤，获得所述水处理多孔膜。8.根据权利要求7所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：程跃，熊磊，
申请(专利权)人：上海恩捷新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31