一种耐高温高分子膜材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及功能高分子膜材料技术领域，具体关于一种耐高温高分子膜材料的制备方法，以聚苯硫醚为基层，上面涂覆聚四氟乙烯膜制成，制备方法简单易操作，膜材料不仅保留了聚苯硫醚优异的耐高温性能、阻燃性能、力学性能，且改善了韧性差、抗氧化性能差的缺陷，过滤效率高，加工性能、耐化学腐蚀性能、可在高温、潮湿、有化学物质的环境中使用，使用寿命长。使用寿命长。使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温高分子膜材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及功能高分子膜材料
，具体关于一种耐高温高分子膜材料的制备方法。

技术介绍

[0002]空气是维持生命存在的保障，空气中含有大量的有害气体和细小的悬浮颗粒物，对人类呼吸道、心血管和中枢神经系统等造成严重危害，削减空气中悬浮颗粒物的排放量对于环境保护、保障人体健康是至关重要的。目前，随着工业的迅猛发展，现代科学和现代工业，特别是电子、精密机械、冶金、宇航、核能、化工等工业以及医疗、制药、食品等行业的发展，对工艺环境的空气洁净度也提出了更高的要求。目前，解决空气质量问题最有效的方法就是空气过滤，其中，非织造耐高温高分子膜材料作为一种新型的过滤材料，较机织和针织过滤材料有更优良的过滤性能，并具有高产量、低成本、易在生产线上进行深加工处理且能与其他过滤材料复合等优势，在各行各业得到了广泛应用。
[0003]耐高温过滤材料一般指在200℃以上仍可以满足使用的过滤材料。冶金、机械、垃圾焚烧、化工、电力等行业的各种工业锅炉、炉窑所排放出来的烟气成分复杂，普遍含有腐蚀性成分，如酸、碱、氧化剂、有机溶剂等，温度、湿度、粉尘浓度等因素通常相互作用综合影响滤料的耐化学性。因此要求滤料具有突出的耐高温性、化学稳定性、机械性能等。目前耐高温过滤材料主要为玻璃纤维、金属纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维等无机纤维滤材，和聚酰亚胺、聚苯硫醚、芳纶、聚四氟乙烯、芳砜纶等有机纤维滤材。其中，聚苯硫醚是由硫和苯环作为主链结构交替连接的线性的高分子聚合物。它的结晶度高，阻燃性能、耐高温性、耐酸碱性及抗水解性能均比较好，目前，以聚苯硫醚纤维制成的空气滤袋已被广泛地用于高温烟道气和特殊热介质的过滤。
[0004]然而，随着对空气洁净程度的要求的增高，尤其对可入肺颗粒物危害的关注，采用普通的聚苯硫醚纤维制成的空气滤袋已经很难满足人们对空气洁净程度的要求，此外，聚苯硫醚的耐氧化性比较差，如果烟尘中氧体积分数超过15％，会严重降低其过滤效率和使用寿命，因此，提高聚苯硫醚的耐氧化性具有重大的意义。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种耐高温高分子膜材料的制备方法，其具体是在聚苯硫醚和改性聚苯硫醚经熔喷纺丝制备得到的无纺布基层表面负载聚四氟乙烯膜层制成，制备方法简单易操作，所得高分子膜材料不仅保留了聚苯硫醚优异的耐高温性能、阻燃性能、力学性能，且改善了韧性差、抗氧化性能差的缺陷，过滤效率高，加工性能、耐化学腐蚀性能、可在高温、潮湿、有化学物质的环境中使用，使用寿命长。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的。
[0007]一种耐高温高分子膜材料，其包括：
[0008]聚苯硫醚和改性聚苯硫醚经熔喷纺丝制备得到的无纺布基层；
[0009]负载在无纺布基层上的聚四氟乙烯膜层；其中，
[0010]聚苯硫醚是含吡啶芳杂环的聚苯硫醚；
[0011]改性聚苯硫醚接枝有氨甲基。
[0012]进一步地，所述无纺布基层厚度是100～120μm，孔径是1～3μm。
[0013]进一步地，所述聚四氟乙烯膜层厚度是15～30μm，孔径是0.1～0.25μm。
[0014]聚四氟乙烯和与无纺布基层牢固的结合在一起，使用过程中不易脱落，聚苯硫醚、改性聚苯硫醚与聚四氟乙烯的协同作用，使膜材料具有优异的韧性、抗氧化性能、耐化学性能、耐高温性能、机械性能。
[0015]制备前述耐高温高分子膜材料的方法，其包括：
[0016]1)制备无纺布基层：将聚苯硫醚和改性聚苯硫醚混合熔融，经熔喷纺丝法制备得到聚苯硫醚无纺布基层；
[0017]2)制备聚四氟乙烯膜层：将聚四氟乙烯加入到聚乙烯醇水溶液中制成悬浮液，经涂覆或喷淋的方式负载到无纺布基层上，干燥后经热轧处理使聚四氟乙烯膜与基层牢固的结合，得到耐高温高分子膜材料；其中，
[0018]聚苯硫醚和改性聚苯硫醚的添加重量比为15～20:1。
[0019]本专利技术以聚苯硫醚为基层，然后在其上涂覆聚四氟乙烯膜，最后经热轧方式使其牢固结合以制备得到耐高温高分子膜材料，改性聚苯硫醚与聚苯硫醚具有相似的结构，相容性好，两者共混后加工性能得到提高，且改善了纯聚苯硫醚材料韧性差、抗氧化性能差的缺陷，使基布层具有优异的耐高温性能、阻燃性能、力学性能；聚四氟乙烯膜层经涂覆或喷涂的方式，均匀的负载到基布层表面，孔径小，赋予膜材料具有优异的过滤效率，耐化学腐蚀性能有所提高，在耐高温性能、阻燃性能、力学性能方面表现优异。
[0020]进一步地，所述聚苯硫醚基布层，厚度为100～120μm，孔径为1～3μm。
[0021]进一步地，所述聚四氟乙烯膜层，厚度为15～30μm，孔径为0.1～0.25μm。
[0022]进一步地，所述聚苯硫醚主链含吡啶芳杂环，数均分子量为4.5～5.5万。
[0023]进一步地，所述改性聚苯硫醚的接枝率是8～12％。
[0024]进一步地，所述聚四氟乙烯的数均分子量为500～600万。
[0025]进一步地，所述悬浮液中聚四氟乙烯的浓度为8～15wt％，聚乙烯醇浓度为6～10wt％。
[0026]进一步地，所述干燥是指在80～100℃的真空干燥箱中干燥6～10h。
[0027]进一步地，所述熔喷法纺丝的条件为：
[0028]纺丝温度：一区温度：290～300℃；二区温度：315～320℃；三区温度：330～335℃；四区温度：335～340℃；
[0029]风速：0.3～0.5m/s；卷绕速度：600～800m/min；喷丝头孔径：0.2～0.25mm；牵伸倍数：3～5倍。
[0030]进一步地，所述热轧处理条件为：
[0031]一段热轧：温度为180～200℃，热轧压力为5～10Mpa，热轧时间为1～5s；
[0032]二段热轧：温度为80～85℃，热轧压力为3～5MPa，热轧时间为5～10s。两段热轧处理，即可以保证聚四氟乙烯膜与基布层具有较高的粘结强度，在使用过程中不易脱落，且减少高温热轧造成的聚四氟乙烯表面融化，造成孔径减小、过滤阻力增大、增加能耗的缺陷，
制得的膜材料在耐高温性能、机械强度、耐化学性能方面表现优异，过滤效率高、能耗低，使用寿命大大延长。
[0033]通过采用上述技术方案，以聚苯硫醚、改性聚苯硫醚共混无纺布为基布层，表面涂覆或喷淋聚四氟乙烯膜制得耐高温高分子膜材料，制备方法简单易操作，聚四氟乙烯和与无纺布基布层牢固的结合在一起，使用过程中不易脱落，聚苯硫醚、改性聚苯硫醚与聚四氟乙烯的协同作用，使膜材料具有优异的韧性、抗氧化性能、耐化学性能耐高温性能、机械性能、机械性能。
[0034]进一步地，本专利技术所述聚苯硫醚经由下述方法制备得到：
[0035]1)将1重量份的硫化钠加入到3～8重量份的有机溶剂中，加入0.01～0.05重量份的助剂，高速搅拌混合均匀，0.05～0.1MPa的氮气压力下，边搅拌边升温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温高分子膜材料，其特征在于，包括：聚苯硫醚和改性聚苯硫醚经熔喷纺丝制备得到的无纺布基层；负载在无纺布基层上的聚四氟乙烯膜层；其中，聚苯硫醚是含吡啶芳杂环的聚苯硫醚；改性聚苯硫醚接枝有氨甲基。2.根据权利要求1所述的耐高温高分子膜材料，其特征在于：无纺布基层，厚度是100～120μm，孔径是1～3μm；聚四氟乙烯膜层，厚度是15～30μm，孔径是0.1～0.25μm。3.权利要求1或2所述耐高温高分子膜材料的制备方法，其特征在于，包括：1)制备无纺布基层：将聚苯硫醚和改性聚苯硫醚混合熔融，经熔喷纺丝法制备得到聚苯硫醚无纺布基层；2)制备聚四氟乙烯膜层：将聚四氟乙烯加入到聚乙烯醇水溶液中制成悬浮液，经涂覆或喷淋的方式负载到无纺布基层上，干燥后经热轧处理使聚四氟乙烯膜与基层牢固的结合，得到耐高温高分子膜材料；其中，聚苯硫醚和改性聚苯硫醚的添加重量比为15～20:1。4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，熔喷法纺丝的条件为：纺丝温度：一区温度：290～300℃；二区温度：315～320℃；三区温度：330～335℃；四区温度：335～340℃；风速：0.3～0.5m/s；卷绕速度：600～800m/min；喷丝头孔径：0.2～0.25mm；牵伸倍数：3～5倍。5.根据权利要求3或4所述方法，其特征在于，热轧处理条件为：一段热轧：温度为180～200℃，热轧压力为5～10Mpa，热轧时间为1～5s；二段热轧：温度为80～85℃，热轧压力为3～5MPa，热轧时间为5～10s。6.根据权利要求3～5任一项所述方法，其特征在于，聚苯硫醚主链含吡啶芳杂环，数均分子量为4.5～5.5万。7.根据权利要求3～6任一项所述方法，其特征在于，聚苯硫醚经由下述方法制备得到：1)将1重量份的硫化钠加入到3～8重量份的有机溶剂中，加入0.01～0.05重量份的助剂，高速搅拌混合均匀，0.05～0.1MPa的氮气压力下，边...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：杭州鹿扬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：