ePTFE-fPTFE复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及复合膜技术领域，具体而言，涉及ePTFE

【技术实现步骤摘要】
ePTFE
‑
fPTFE复合膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合膜
，具体而言，涉及ePTFE
‑
fPTFE复合膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚四氟乙烯材料是白色、无臭、无味、无毒的粉状物，具有优良的化学稳定性、热稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力俗称“塑料王”。耐高温，使用工作温度达250℃。耐低温，低温下具有良好的机械韧性，即使温度下降到－196℃，也可保持5％的伸长率。耐腐蚀，对大多数化学药品和溶剂表现出惰性，能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。耐候性好，有塑料中最佳的老化寿命。高润滑，摩擦系数低无毒害，具有生理惰性，作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应，被广泛应用于密封、航天、汽车机械电子、生物医疗、电缆、纺织、环保等领域。
[0003]PTFE微孔膜凭借其优良性能，在过滤、油水分离、吸附等领域发挥十分重要的作用。但PTFE具有很高的熔体黏度(350℃时为1
×
10^10～1
×
10^12Pa*s),为非熔流材料，成型困难，因此，不能用常用的热塑性塑料加工方法进行加工，一般采用类似粉末冶金的成型方法，即把聚四氟乙烯粉末经压制，挤出，压延,拉伸再高温烧结成型制成膨体聚四氟乙烯微孔薄膜。(ePTFE)这种成孔方式的主要原理是利用PTFE分子中晶体在力场作用下的微纤化形成微孔。用这种方式制备的薄膜厚度薄、微孔在同一个平面分布。由于分子链取向，这种膜具有较高的力学强度，但缺点是单层孔结构的分离效率较低。
[0004]PTFE微孔化的另一种方法是静电纺丝法，即将其配成具有一定粘度的乳液，然后纺制成纤维膜(fPTFE)，fPTFE膜也存在诸多缺点，例如，制备fPTFE膜的过程中需要烧结，而烧结过程中溶剂的挥发或小分子的分解往往带来纤维结构缺陷，导致膜材力学强度和延展性较低、耐静水压也难以满足应用要求。
[0005]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供ePTFE
‑
fPTFE复合膜及其制备方法。本专利技术实施例提供的ePTFE
‑
fPTFE复合膜同时具有高分离效率，高拉伸强度，高耐蠕变性和高耐用度，提高了综合性能，扩宽了适用范围。
[0007]本专利技术是这样实现的：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种ePTFE
‑
fPTFE复合膜的制备方法，包括：在ePTFE膜上静电纺丝PTFE纺丝液，以在所述ePTFE膜上形成fPTFE膜。
[0009]在可选的实施方式中，包括：在静电纺丝之前，对所述ePTFE膜进行改性处理；
[0010]优选地，改性处理的步骤包括：采用低温等离子体对所述ePTFE膜进行处理；
[0011]优选地，改性处理的步骤包括：所述ePTFE膜依次进行冲洗、干燥和低温等离子体处理；
[0012]优选地，干燥的条件包括：温度为40
‑
120℃，时间为6
‑
12小时；
[0013]优选地，低温等离子体处理的条件包括：处理温度为
‑
10
‑
30℃，处理功率为50
‑
400W，时间为0.5
‑
8min；
[0014]优选地，低温等离子体处理采用的气体包括氮气、空气、氦气和氧气中的至少一种。
[0015]在可选的实施方式中，所述PTFE纺丝液包括PEO粉末和PTFE乳液，其中，所述PTFE乳液的固含量为50
‑
75％；
[0016]优选地，所述PEO粉末和所述PTFE乳液的干重比例为1:10
‑
1:22。
[0017]在可选的实施方式中，所述PTFE纺丝液的制备步骤包括：将所述PEO粉末、所述PTFE乳液和分散介质混合；
[0018]优选地，所述分散介质为水。
[0019]在可选的实施方式中，静电纺丝的条件包括：静电纺丝的条件包括：静电纺丝的电压为10
‑
30KV；接收电压为1
‑
3KV，接收速度为80
‑
100r/min；接收距离为10
‑
40厘米；静电纺丝推注速度为0.1
‑
0.2mm/min；平移速度为400
‑
600mm/min，移动距离为200mm；纺丝时间为2
‑
8小时。
[0020]在可选的实施方式中，包括:静电纺丝后进行后处理；
[0021]优选地，包括：静电纺丝后依次进行干燥和烧结。
[0022]在可选的实施方式中，干燥的条件包括：温度为40
‑
80℃，时间为6
‑
12小时；
[0023]烧结的条件包括：温度为300
‑
400℃，时间为5
‑
15分钟。
[0024]第二方面，本专利技术提供一种ePTFE
‑
fPTFE复合膜，其通过前述实施方式任一项所述的ePTFE
‑
fPTFE复合膜的制备方法制备得到。
[0025]在可选的实施方式中，所述ePTFE
‑
fPTFE复合膜中fPTFE膜的厚度为9
‑
44微米。
[0026]在可选的实施方式中，所述ePTFE
‑
fPTFE复合膜的分离效率为95
‑
99％，拉伸强度为20
‑
80Mpa，剥离强度为2
‑
4N/mm，断裂伸长率为100％
‑
400％，蠕变量小于0.5％透湿量为5500g/m2/24h
‑
6500g/m2/24h，耐静水压为100KPa
‑
150KPa。
[0027]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术实施例提供的ePTFE
‑
fPTFE复合膜的制备方法能够在不使用胶粘剂或者设置粘结层的基础上，能够有效将ePTFE膜和fPTFE膜结合形成复合膜，避免了胶粘剂对复合材料分离效率的影响，也有利于提升复合材料的稳定使用。同时，得到的ePTFE
‑
fPTFE复合膜同时具有了两种膜的优势，使ePTFE
‑
fPTFE复合膜同时具有高分离效率，高拉伸强度，高耐蠕变性和高耐用度，提高了综合性能，扩宽了适用范围。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0029]图1为本专利技术实施例1提供的ePTFE
‑
fPTFE复合膜中fPTFE膜的电镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ePTFE
‑
fPTFE复合膜的制备方法，其特征在于，包括：在ePTFE膜上静电纺丝PTFE纺丝液，以在所述ePTFE膜上形成fPTFE膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：在静电纺丝之前，对所述ePTFE膜进行改性处理，优选地，改性处理的步骤包括：采用低温等离子体对所述ePTFE膜进行处理；优选地，改性处理的步骤包括：所述ePTFE膜依次进行冲洗、干燥和低温等离子体处理；优选地，干燥的条件包括：温度为40
‑
120℃，时间为6
‑
12小时；优选地，低温等离子体处理的条件包括：处理温度为
‑
10
‑
30℃，处理功率为50
‑
400W，时间为0.5
‑
8min；优选地，低温等离子体处理采用的气体包括氮气、空气、氦气和氧气中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述PTFE纺丝液包括PEO粉末和PTFE乳液，其中，所述PTFE乳液的固含量为50％
‑
75％；优选地，所述PEO粉末和所述PTFE的干重比例为1:10
‑
1:22。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述PTFE纺丝液的制备步骤包括：将所述PEO粉末、所述PTFE乳液和分散介质混合；优选地，所述分散介质为水。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的制备方法，其特征在于，静电纺丝的条件包括：静电纺丝的电压为10
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30KV；接收电压为1
‑
3KV，接收速度为80
‑
100r/min；接收距离为10
‑
40厘米；静电纺丝推注速度为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈佳斌，张泰然，郭少云，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：