[發明專利]一種聚四氟乙烯中空纖維膜及其制備方法

無效

• 申請號: 201110153322.6
• 申請日: 2011-06-09
• 公開（公告）號: CN102266725A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 吳益爾;錢建斌;陳曉美
• 申請（專利權）人: 浙江東大環境工程有限公司
• 主分類號: B01D69/08
• 分類號: B01D69/08;B01D71/36;B01D67/00
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 胡根良

技術領域

本發明涉及一種制備聚四氟乙烯中空纖維膜的方法，尤其是一種孔徑可控的聚四氟乙烯中空纖維膜的制備方法。?

背景技術

目前生產超微濾產品的主要膜材料包括醋酸纖維素、聚砜、聚醚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯和聚偏氟乙烯等。使用量較大的包括聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚丙烯和聚偏氟乙烯。當前這些材質的中空纖維膜的孔隙率較低(50％以下)，過濾通量較小(1kg/cm²操作壓力下，過濾通量一般小于500L/m2·h以下)，能耗較高。同時，這些材質的中空纖維膜大多采用相轉化法制備，膜絲強度高，在使用過程中，容易出現斷絲現象。聚四氟乙烯材料具有耐酸堿、耐高低溫、耐腐蝕、抗氧化、表面摩擦系數低等優點，素有“塑料王”之稱。采用糊料擠出和拉伸膨化法制備的聚四氟乙烯中空纖維膜具有孔隙率大、通量高、韌性好、強度高等特點，可以應用在各種過濾場合，而且產品壽命較長，抗污染能力較高，產品理化性能和操作能耗等均具有十分明顯的優勢。但僅通過拉伸膨化方法制備的聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑較大，一般在0.5μm以上，泡點較低(0.5kg/cm²)，不能適應高精度分離和過濾的要求。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種聚四氟乙烯中空纖維膜，其具有過濾孔徑小、過濾精度高、高孔隙率，高過濾通量、高強度的優點。?

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案，一種聚四氟乙烯中空纖維膜，其特征在于：包括孔徑范圍為0.5-2μm的聚四氟乙烯中空纖維及設在聚?四氟乙烯中空纖維外環壁上的至少一層孔徑范圍0.02-0.5μm、厚度5-100μm的微孔聚四氟乙烯膜層。?

優選的，所述微孔聚四氟乙烯膜層是由微孔聚四氟乙烯平板膜分切成的寬度為3～20mm的微孔聚四氟乙烯膜包纏帶包纏在聚四氟乙烯中空纖維外環壁而成。?

優選的，所述包纏層數為1～5層。?

優選的，所述微孔聚四氟乙烯膜層在270-300℃溫度下熱處理包覆在聚四氟乙烯中空纖維外環壁。?

本發明還提供了上述聚四氟乙烯中空纖維膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟：?

(1)分切孔徑范圍0.02-0.5μm、厚度5-100μm的微孔聚四氟乙烯平板膜，得到寬度為3-20mm的微孔聚四氟乙烯膜包纏帶；?

(2)將微孔聚四氟乙烯膜包纏帶浸漬固含量為10-50％的聚全氟乙丙烯(FEP)水分散液；?

(3)將浸漬后的微孔聚四氟乙烯膜包纏帶包纏在孔徑范圍為0.5-2μm聚四氟乙烯中空纖維外環壁，包纏層數為1～5層，然后在270-300℃溫度下熱處理5-10s，得到孔徑可控的聚四氟乙烯中空纖維膜。?

當然，在一些特定的結構形式下，微孔聚四氟乙烯平板膜也可以考慮不分切成微孔聚四氟乙烯膜包纏帶，而是直接包纏在聚四氟乙烯中空纖維外環壁，即上述聚四氟乙烯中空纖維膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟：?

1)將微孔聚四氟乙烯平板膜浸漬固含量為10-50％的聚全氟乙丙烯(FEP)水分散液；?

(2)將浸漬后的微孔聚四氟乙烯平板膜包覆在孔徑范圍為0.5-2μm聚四氟?乙烯中空纖維外環壁，包纏層數為1～5層，然后在270-300℃溫度下熱處理5-10s，得到孔徑可控的聚四氟乙烯中空纖維膜。?

上述孔徑范圍為0.5-2μm聚四氟乙烯中空纖維可以采用中國專利(申請號201010185858.1)及中國專利(申請號：201010508798.2)所述的方法制備；孔徑范圍0.02-0.5μm、厚度5-100μm的微孔聚四氟乙烯平板膜采用單向拉伸微孔聚四氟乙烯膜或雙向拉伸聚四氟乙烯微孔膜，可以采用符合要求的市售產品，如寧波登天氟材料有限公司產品。微孔聚四氟乙烯平板膜的分切可以采用市售分切機械進行分切，微孔聚四氟乙烯平板膜的包纏可以采用符合要求的市售包纏設備進行包纏。所采用的聚全氟乙丙烯(FEP)水分散液可以采用美國杜邦公司、日本大金公司和浙江巨化集團的相關產品。?

本發明的有益效果是：?

(1)縮小了聚四氟乙烯中空纖維膜的過濾孔徑，提高了聚四氟乙烯中空纖維膜的過濾精度；?

(2)制備出的微孔聚四氟乙烯膜層具有高孔隙率(大于60％)，高過濾通量(1kg/cm²操作壓力下過濾通量大于2000L/m2·h)、高強度(150N/根)的優點。?

(3)制備方法簡單，成本低。?

附圖說明

下面結合附圖對本發明進行進一步描述：?