【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光热材料领域，更进一步说，涉及一种聚四氟乙烯基光热膜和制备方法及应用。
技术介绍
1、随着人类社会的发展和进步，日常生活及工业应用对淡水的需求日益增加，淡水短缺已经成为人类社会面临的关键问题之一。太阳能界面蒸发是一种新兴的水处理技术，因其可以通过高效的利用太阳能产生热量获得水蒸气生产淡水，近年来收到了广泛青睐。由于上述系统需要长时间在高湿度以及太阳直射中进行工作，因此对其中光热材料的耐候性提出了极高的要求。石墨烯作为一种光热转化纳米材料，具有优越的电导和热传导性能以及大表比面积，对近红外光的吸收可达48％，光热转化性能高达65(±5)％，是一类具有高效光热效应的新型光热转化功能材料。太阳能界面蒸发，不仅需要光热材料高效加热液相制得水蒸气，而且需要水蒸气能够快速通过光热材料，进而实现淡水收集。
2、虽然聚四氟乙烯膜具有极高的物理/化学稳定性和惰性是理想的光热材料基体，但是现有的聚四氟乙烯膜透气性不好。综合以上，若能提供一种新型的聚四氟乙烯多孔膜与石墨烯材料相结合，则有望开发新型的光热材料。
3、因此，如何提供一种透气性良好的聚四氟乙烯基光热膜是目前需要解决的一个技术问题。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术提供了一种聚四氟乙烯基光热膜和制备方法及应用。本专利技术提供的聚四氟乙烯基光热膜透气性好，且具有光热转换功能，适用于太阳能利用领域，尤其适用于利用太阳能进行水处理领域，具有极高的应用价值。
2、本专利技术的第一个方面是提
3、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述组分a的平均相对标准密度为2.161-2.2g/cm3。
4、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述组分b的平均相对标准密度为2.13-2.160g/cm3。
5、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述组分a和组分b的热不稳定系数各自均不大于50。
6、根据本专利技术，配比的选择范围较宽，在本专利技术一种优选的实施方式中，以所述聚四氟乙烯基光热膜的总重量为100wt％计，所述聚乙烯醇改性石墨烯的含量为1-30wt％，优选为1-20wt％，例如1wt％、4wt％、8wt％、12wt％、16wt％、20wt％，以及任意两数值或者任意两数值的任意区间。
7、在本专利技术一种更优选的实施方式中，以所述聚四氟乙烯基光热膜的总重量为100wt％计，所述组分a的含量为5-90wt％，所述组分b含量为5-90wt％，所述聚乙烯醇改性石墨烯的含量为1-30wt％；更优选地，以所述聚四氟乙烯基光热膜的总重量为100wt％计，所述组分a的含量为10-50wt％，所述组分b的含量为30-70wt％，所述聚乙烯醇改性石墨烯的含量为1-20wt％。
8、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述聚四氟乙烯基光热膜在压力为7kpa、测试面积为20cm2条件下的透气率为1-10l/min，优选为1.5-5l/min。
9、在本专利技术一种优选的实施方式中，在环境温度为25℃，辐照强度为1000w/㎡条件下，所述聚四氟乙烯基光热膜的表面平衡温度不低于45℃。
10、根据本专利技术，本专利技术中采用的聚乙烯醇改性石墨烯并非单纯的将石墨烯和聚乙烯醇混合，而是聚乙烯醇边缘改性的石墨烯，是化学接枝形成的一种物质。本专利技术的专利技术人发现，聚乙烯醇改性后既能够提高改性石墨烯分散液的均匀性和稳定性，有利于后续实验中石墨烯在多孔膜表面的负载，也能够在后续过程中通过对聚乙烯醇进行交联，从而稳定在膜基体表面。
11、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述聚乙烯醇改性石墨烯为聚乙烯醇化学接枝改性石墨烯；优选地，以聚乙烯醇改性石墨烯的总量为100wt％计，所述聚乙烯醇改性石墨烯中聚乙烯醇的含量为1-40wt％，优选为3-30wt％，例如3wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％，以及任意两数值或者任意两数值的任意区间。
12、本专利技术中适用于任意聚乙烯醇化学接枝改性石墨烯。包括但不限于本专利技术中列举的实施方式中的pva边缘接枝石墨烯，任意聚乙烯醇化学接枝改性石墨烯均可以达到同样的效果。
13、作为举例，本专利技术中的聚乙烯醇改性石墨烯可以通过以下方法制备得到：
14、(1)将聚乙烯醇、水、石墨混合均匀，在磨盘釜中进行研磨，研磨结束后静置并去除沉淀的石墨，得到所述聚乙烯醇化学接枝石墨烯的水分散液；
15、(2)将步骤(1)得到的聚乙烯醇边缘接枝改性石墨烯的水分散液进行过滤(用水滤除游离的聚乙烯醇)，再分散，得到所述改性石墨烯分散液。
16、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述聚四氟乙烯多孔膜基体的盐性介质过滤效率不小于95％；和/或，所述聚四氟乙烯多孔膜基体在压力为7kpa、测试面积为20cm2条件下的透气率为2-10l/min，优选为2-5l/min。
17、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述聚四氟乙烯多孔膜基体通过包括组分a、组分b以及组分c在内的组分制备得到，所述组分c为助挤剂；优选地，所述聚四氟乙烯多孔膜基体通过包括以下步骤的方法制备得到：
18、(1)将包括所述组分a、组分b和组分c在内的组分混合，得到聚四氟乙烯复合物；
19、(2)再将所述的聚四氟乙烯复合物进行制膜，得到所述聚四氟乙烯多孔膜基体。
20、在本专利技术一种更优选的实施方式中，步骤(1)中：所述混合在压力下进行，优选地，所述混合的压力为0.2-10mpa；和/或，所述混合的时间为10-150h；进一步优选地，所述混合的方式为非搅拌式混合，优选为转动容器带动容器内物料混合，更优选转速为10-200rpm。
21、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述制膜包括将所述的聚四氟乙烯复合物经过预成型，推压挤出，压延，双向拉伸，热定型，之后冷却。
22、在本专利技术一种更优选的实施方式中，包括将前文所述的聚四氟乙烯复合物的原料经过压力条件下混合，之后静置，再经预成型，推压挤出，压延，同步或异步双向拉伸，热定型，之后冷却。
23、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述的压力条件下混合的条件包括：压力为0.2-10mpa，优选地，压力为0.2-3mpa；和/或，时间为10-150h，优选为30-150h。
24、根据本专利技术，混合的方式可以有多种选择，优选地，采用非搅拌式混合的方式进行混合，进一步优选为容器带动物料转动混合，更进一步优选采用低速滚筒作为混合手段。对于转速，选择范围较宽，优选转速为10-200rpm。
25、根据本专利技术，静置的条件选择范围较宽，在本专利技术一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚四氟乙烯基光热膜，包括聚四氟乙烯复合多孔膜基体和负载在所述聚四氟乙烯复合多孔膜基体上的聚乙烯醇改性石墨烯；
2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯基光热膜，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯基光热膜，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯基光热膜，其特征在于：
5.根据权利要求1-4之一所述的聚四氟乙烯基光热膜，其特征在于：
6.根据权利要求1-4之一所述的聚四氟乙烯基光热膜，其特征在于：
7.根据权利要求1-4之一所述的聚四氟乙烯基光热膜，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的聚四氟乙烯基光热膜，其特征在于：
9.根据权利要求7所述的聚四氟乙烯基光热膜，其特征在于：
10.一种权利要求1-9之一所述的聚四氟乙烯基光热膜的制备方法，包括将聚四氟乙烯复合多孔膜基体进行表面改性，之后在表面改性后的聚四氟乙烯复合多孔膜基体上负载聚乙烯醇改性石墨烯，再通过交联将所述聚乙烯醇改性石墨烯交联在所述聚四氟乙烯复合多孔膜基体上。
11.根据权利要求
12.根据权利要求10或11所述的制备方法，其特征在于：
13.根据权利要求10或11所述的制备方法，其特征在于：
14.一种根据权利要求10-13之一所述的制备方法制备得到的聚四氟乙烯基光热膜。
15.一种权利要求1-9之一所述的聚四氟乙烯基光热膜或权利要求14所述的聚四氟乙烯基光热膜在太阳能利用领域，优选在利用太阳能进行水处理领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种聚四氟乙烯基光热膜，包括聚四氟乙烯复合多孔膜基体和负载在所述聚四氟乙烯复合多孔膜基体上的聚乙烯醇改性石墨烯；
2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯基光热膜，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯基光热膜，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯基光热膜，其特征在于：
5.根据权利要求1-4之一所述的聚四氟乙烯基光热膜，其特征在于：
6.根据权利要求1-4之一所述的聚四氟乙烯基光热膜，其特征在于：
7.根据权利要求1-4之一所述的聚四氟乙烯基光热膜，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的聚四氟乙烯基光热膜，其特征在于：
9.根据权利要求7所述的聚四氟乙烯基光热膜，其特征在于：
【专利技术属性】
技术研发人员：姜超，王湘，韩朋，戚桂村，张晓红，高达利，权慧，宋志海，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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