[發明專利]一種親水性聚丙烯微孔膜的制備方法

有效

• 申請號: 201110058051.6
• 申請日: 2011-03-10
• 公開（公告）號: CN102675681A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 義建軍;盧曉英;馬志;姜凱;王莉;祖鳳華;趙亮;趙巧玲
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08L23/12;C08L23/16;C08L51/06;C08K5/092;C08K3/26
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種親水性聚丙烯微孔膜的制備方法。?

背景技術

聚丙烯微孔膜在鋰離子二次電池隔膜、生物醫用分離膜廢水處理、超濾分離、微濾分離、膜蒸餾等眾多領域得到廣泛應用，其制備方法主要有顆粒燒結法、熔融擠出拉伸法、填充法和熱致相分離法(Castro?US?4,247,498)等。聚丙烯微孔膜具有強疏水性，在使用過程中極易受到污染，致使其分離能力下降、清洗費用提高，從而限制了其應用領域。?

目前，制備親水性和表面功能化的聚烯烴微孔薄膜材料成為該領域的研究熱點之一(Dana等Chem.Rev.2010，110，2448-2471；楊健等，高分子材料科學與工程2006，22(4)：6-9，14；尹艷紅等，化學世界2008，1：56-60及其所引用文獻)。目前報道的主要方法有：1)表面接枝處理法，利用化學、光化學、輻射、等離子體接枝等方法，即在聚烯烴微孔膜上接枝丙烯酸、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯等聚合物，得到親水性薄膜材料。徐志康等在CN101439265A和CN101439266A中報道了一種常壓介質阻擋放電等離子體進行聚合物親水化改性方法，具有工藝簡單、操作方便、加工速度快、處理效果好且持久等特點。黃健等在CN101011644A中公開了一種聚丙烯微孔膜表面持久親水化改性的方法，將聚丙烯微孔膜浸漬于溶有疏水端帶有雙鍵的兩親?性分子及光敏引發劑的溶脹劑處理一段時間，然后置于紫外光下照射，經真空抽提溶脹劑并用水清洗、干燥后得到親水性聚丙烯微孔膜。其工藝較為復雜，需要先得到聚丙烯微孔膜，然后進行疏水端帶有雙鍵的兩親性分子在聚丙烯微孔膜上的紫外光化學接枝反應；而且親水性聚合物鏈段主要集中于膜表面，孔道內部依然是憎水性的。一般而言，這類表面接枝處理方法的不足之處在于：或者是需要較為苛刻的條件、昂貴的設備、輻射性強、對聚合物薄膜的損傷大；或者是僅為表面親水化、且持久性不好。2)共混法。例如，Chung等(J.Appl.Polym.Sci.1997，64(3)：567-575)用羥基化聚丙烯和聚丙烯進行共混，改善膜的親水性能，在膜分離過程中大大提高了膜通量和截留率，膜污染現象也大大減小。但羥基化聚丙烯的制備需要特殊的共聚單體及較復雜的后處理工藝，其實際應用將受到限制。義建軍等(CN10735474A)報道了以聚乙烯、共混相容劑(聚乙烯接枝馬來酸酐或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)、碳酸鈣和稀釋劑為原料，利用熱致相分離法制備了一種親水性聚乙烯微孔薄膜材料。但其并未使用與聚乙烯的結構、性能及應用領域有顯著差異的聚丙烯作為原材料；另外，碳酸鈣的主要作為填料使用。3)表面活性劑浸漬法。孫學禮在CN1400235A中報道利用由水、表面活性劑、穩定劑、消泡劑等組成的親水處理液對聚丙烯微孔膜及逆行浸漬處理。該方法工藝較為簡單，但由于親水物質主要以吸附方式存在于聚丙烯微孔膜中，易于從聚丙烯基體析出而損失。?

發明內容

本發明的目的是提供一種親水性聚丙烯微孔膜的制備方法，該微孔膜以聚丙烯、稀釋劑、含有極性基團的共混相容劑以及成核劑為原?料，經溶液共混或熔融共混，利用平板刮膜法或熱壓法成膜，在恒溫水浴中淬冷，用萃取劑萃取，鹽酸水溶液浸泡，蒸餾水洗滌以及干燥，最后制得親水性聚丙烯微孔膜。?

與現有方法相比，此方法的特色在于利用共混法和熱致相分離法相結合制備親水性聚丙烯微孔膜，可利用含有極性基團的共混相容劑在共混過程中對聚丙烯進行原位親水改性，并能持久地與聚丙烯基體相結合。該方法工藝步驟簡單，所得聚丙烯微孔膜的親水性不易損失，在膜的制備工藝過程中可以減少稀釋劑和萃取劑的用量。?

本發明的技術方案如下：?

本發明所述的一種親水性聚丙烯微孔膜的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟：?

1)將低熔融指數聚丙烯和稀釋劑(重量比為20∶80～80∶20)、占聚丙烯和稀釋劑總重量的0.5～30％的含有極性基團的共混相容劑以及占聚丙烯和稀釋劑總重量的0.05～10％的成核劑組成的物料，在180～200℃下經溶液共混或熔融共混制得混合物料；?

2)將步驟1)中制備的混合物料在170～190℃利用平板刮膜法或者熱壓法成膜；?

3)將步驟2)中制備的膜取出并放入0～50℃的恒溫水浴中淬冷；?

4)將步驟3)中制備的膜在萃取劑中萃取除掉步驟3)中所得膜中的稀釋劑；?

5)將步驟4)中制備的膜在鹽酸水溶液中浸泡，經蒸餾水洗滌、干燥，得到親水性聚丙烯微孔膜。?

其中：?