一种聚四氟乙烯分离膜制备方法技术

一种聚四氟乙烯分离膜及其制备方法，其中成膜组合物中包括聚四氟乙烯微粒、聚乙烯三氟氯乙烯树脂等成分，将成膜组合物中的各种成分混合或分散均匀，采用熔融加工方法成膜。成膜组合物中的聚乙烯三氟氯乙烯树脂附着在聚四氟乙烯微粒表面后再凝固，从而使聚四氟乙烯微粒被粘接，构成分离膜主体。本发明专利技术的方法克服了烧结法和热致相转移成膜法通常导致的膜表皮致密、表面开孔率低、加工温度高的缺点。还可以对上述的聚四氟乙烯分离膜进行拉伸后处理，提高分离膜的通量。所得到的分离膜具有低蛋白吸附性，高抗污染性。

【技术实现步骤摘要】

涉及空气净化和液体分离的一种聚四氟乙烯(PTFE)分离膜的制备方法，适于化工、医药、食品、水净化、轻纺、冶金、矿山、环保等领域的液体过滤和气体分离净化。
技术介绍
聚四氟乙烯(PTFE)材料具有优异的耐酸碱性、抗污染性，由聚四氟乙烯材料制备的分离膜在化工、医药、食品、水净化、轻纺、冶金、矿山、环保等领域的液体过滤和空气过滤有很好的应用前景。常用的聚四氟乙烯分离膜制备方法是烧结、拉伸的方法。如中国专利技术专利 CN1102748，提供了一种聚四氟乙烯多孔膜，将聚四氟乙烯细粉糊料通过挤出、压延，得到聚四氟乙烯未烧结体，然后在特定温度下双向拉伸，制成聚四氟乙烯多孔膜。CN101223215公开了聚四氟乙烯产品制备方法，是将聚四氟乙烯树脂加热熔融，然后延展，制成聚四氟乙烯制品。还有专利报导，将聚四氟乙烯树脂与其它材料混合，预成分离膜形状，然后再烧结处理，将附加的其它聚合物材料烧蚀掉，形成分离膜。如CN101530750公开了一种聚四氟乙烯超细纤维多孔膜的制备方法。该方法将高浓度聚四氟乙烯水乳液同基质聚合物混合均勻制成纺丝液。在高压电场作用下，通过静电纺丝得到直径为IOOnm 2μπι的聚四氟乙烯/ 基质聚合物复合超细纤维多孔膜，然后在烧结温度为330 500°C、烧结时间30s 5min的条件下烧结形成聚四氟乙烯超细纤维多孔膜，孔径IOOnm 10 μ m，孔隙率为50 80%。该类制备方法均为两步法制膜方法，即先将聚四氟乙烯树脂与其它材料混合，利用基体材料的可延展加工性，预成分离膜形状，之后再高温烧结成膜。由于聚四氟乙烯(PTFE)材料属于不熔化、不溶解的塑料材料，其加工成形方法一般是采用320°C以上温度进行高温烧结的方法，加工温度高，且难以向膜材料中混入亲水性高分子。
技术实现思路
本专利技术涉及一种聚四氟乙烯分离膜，该聚合物分离膜壁厚0. 05 1mm，孔隙率 30 80 %，膜分离孔径0. 1 10微米，纯水透水通量为600 20000L/m2· hiO. IOMPa, 25°C。制备该分离膜的成膜组合物中包括聚四氟乙烯和聚乙烯三氟氯乙烯树脂，聚四氟乙烯为50 90wt%，聚乙烯三氟氯乙烯树脂为5 20wt%，上述质量百分比都以成膜组合物总重量为基准，聚四氟乙烯与聚乙烯三氟氯乙烯树脂质量比例范围为3 1 30 1，优选为5 1 15 1，将上述成膜组合物采用熔融加工制得分离膜。制备该分离膜的成膜组合物中，当聚四氟乙烯微粒为悬浮法聚合而成的聚四氟乙烯微粒，获得0. 5 10 μ m的分离膜，当聚四氟乙烯微粒为分散聚合而成的PTFE微粒，获得 0. 1 2μπι的分离膜。制备该分离膜的成膜组合物中，成膜组合物中可以包括有机添加剂、无机添加剂3和/或亲水性高分子，有机添加剂为下列物质的一种或多种的混合物二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯、环丁砜、二甲基亚砜、三氯甲烷、二氯乙烷、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二己酯、环氧大豆油、柠檬酸酯、乙二醇、丙二醇、丁二醇和二氧六环，其用量为成膜组合物总量的0 40wt% ；无机添加剂为下列物质的一种或多种的混合物硝酸锂、氯化钠、碳酸钙、氧化钙、二氧化硅和三氧化二铝，无机添加剂总量为成膜组合物总量的0 20wt% ；亲水性高分子为下述一种或多种的混合物聚乙二醇、聚氧乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、甲基纤维素；亲水性高分子含量为成膜组合物总量的0 20wt%。制备该分离膜的成膜组合物中，各组分的优选用量为，聚四氟乙烯为60 85wt%，聚乙烯三氟氯乙烯树脂为5 IOwt %，有机添加剂的用量为0 25wt%，无机添加剂的用量为0 IOwt %，亲水性高分子的用量为0 IOwt %。制备该分离膜的成膜组合物中，无机添加剂的粒度小于10微米。制备该分离膜的方法，将成膜组合物混合或分散均勻，然后采用熔融加工方法制成中空纤维、平板等各种形状的分离膜。制膜后再可以对膜进行拉伸后处理。具体实施例方式本专利技术的专利技术点在于将聚四氟乙烯和聚乙烯三氟氯乙烯均勻混合，微观状态下聚四氟乙烯微粒表面粘覆有聚乙烯三氟氯乙烯，然后采用熔融制膜方法，聚乙烯三氟氯乙烯将聚四氟乙烯微粒粘接在一起，由于聚四氟乙烯微粒间存在间隙，这样就形成聚四氟乙烯分离膜。现有聚四氟乙烯制膜技术是在320°C以上温度进行高温烧结，使聚四氟乙烯微粒熔接成膜。而本专利技术的方法是在远低于聚四氟乙烯的烧结温度下，用聚乙烯三氟氯乙烯树脂将聚四氟乙烯微粒粘接成膜。本专利技术方法的成膜温度范围为1401至观01，远低于聚四氟乙烯的烧结温度。进而，可以在聚四氟乙烯/聚乙烯三氟氯乙烯混和物中，混入N-甲基吡咯烷酮等使聚乙烯三氟氯乙烯树脂溶胀的有机溶剂，溶胀后的聚乙烯三氟氯乙烯树脂液化温度低于聚乙烯三氟氯乙烯树脂的熔点，一方面可以进一步降低分离膜的加工成形温度，降低对双螺杆等加工设备的粘附性、腐蚀性，另一方面，由于成膜温度低，因此还可以在成膜组合物体系中添加亲水性高分子，获得亲水性的PTFE分离膜。聚乙烯三氟氯乙烯塑料具有非常好的化学稳定性，尤其是耐碱性能远高于聚偏氟乙烯树脂，下式为聚乙烯三氟氯乙烯分子结构式权利要求1.一种聚四氟乙烯分离膜，其特征在于聚合物分离膜壁厚0. 05 1mm，孔隙率30 80%,膜分离孔径0. 1 10微米，纯水透水通量为600 20000L/m2· hiO. IOMPa, 25°C。2.如权利要求1所述的分离膜，其特征在于制备该分离膜的成膜组合物中包括聚四氟乙烯和聚乙烯三氟氯乙烯树脂，聚四氟乙烯为50 90wt%，聚乙烯三氟氯乙烯树脂为5 20wt%，上述质量百分比都以成膜组合物总重量为基准，将上述成膜组合物采用熔融加工制得分离膜，成膜组合物中聚四氟乙烯与聚乙烯三氟氯乙烯树脂的重量比例范围为 3 1 30 1。3.如权利要求2所述的分离膜，其特征在于，成膜组合物中聚四氟乙烯与聚乙烯三氟氯乙烯树脂的重量比例范围为5 1 15 14.如权利要求2或3所述的分离膜，其特征在于，成膜组合物中包括有机添加剂、无机添加剂和亲水性高分子中的至少一种，有机添加剂为下列物质的一种或多种的混合物二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯、环丁砜、二甲基亚砜、三氯甲烷、 二氯乙烷、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二己酯、环氧大豆油、柠檬酸酯、乙二醇、丙二醇、丁二醇和二氧六环，其用量为成膜组合物总量的0 40wt% ；无机添加剂为下列物质的一种或多种的混合物硝酸锂、氯化钠、碳酸钙、氧化钙、二氧化硅和三氧化二铝，无机添加剂总量为成膜组合物总量的0 20wt% ；亲水性高分子为下述一种或多种的混合物聚乙二醇、聚氧乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、甲基纤维素；亲水性高分子含量为成膜组合物总量的0 20wt%。5.如权利要求4所述的分离膜，其特征在于，聚四氟乙烯为60 85wt%，聚乙烯三氟氯乙烯树脂为5 10wt%，有机添加剂的用量为0 25wt%，无机添加剂的用量为0 IOwt%，亲水性高分子的用量为0 IOwt%，所有组分的总和为IOOwt%。6.如权利要求4或5所述的分离膜，其特征在于，成膜组合物中无机添加剂的粒度小于 10微米。7.制备权利要求1 6所述分本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种聚四氟乙烯分离膜，其特征在于聚合物分离膜壁厚０．０５～１ｍｍ，孔隙率３０～８０％，膜分离孔径０．１～１０微米，纯水透水通量为６００～２００００Ｌ／ｍ２．ｈ＠０．１０ＭＰａ，２５℃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕晓龙，
申请(专利权)人：吕晓龙，
类型：发明
国别省市：12