[發明專利]一種聚乙烯醇縮甲醛過濾膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201210431897.4
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN102921312A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 王連才;曹巍;翟彤;酒永斌;翟宇;曾心苗
• 申請（專利權）人: 北京市射線應用研究中心
• 主分類號: B01D71/38
• 分類號: B01D71/38
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及一種聚乙烯醇縮甲醛過濾膜及其制備方法，屬于高分子材料技術領域。

背景技術

過濾材料是能夠使濾漿中所含固體顆粒被截留，以達到固液分離的多孔物質。目前國內企業中在過濾過程中還是采用傳統的過濾技術，所采用的過濾介質是濾紙、濾布、金屬濾網、活性碳等普通過濾材料。使用濾紙材料存在不耐沖擊、易產生組織纖維脫落的缺點，同時在吸水之后，其濕態強度也較低；金屬濾網也存在過濾精度和耐酸堿性差等問題；活性碳材料則存在耐沖擊力弱、適應的液體粘度范圍小等缺點。

聚乙烯醇縮甲醛（PVF）過濾材料是一類新的過濾材料，是由聚乙烯醇（PVA）縮醛反應制得的一種聚合物材料，該過濾材料具有優良的過濾特性，具有比阻小，過濾精度高等特點，也具有較高的韌性，穩定的耐酸堿性能，同時可在干態和濕態狀態下具有良好的力學性能，其也克服了紙質過濾材料維材料易脫落的缺點。

1945年，英國維爾特克斯公司成功研制出聚乙烯醇縮甲醛泡沫塑料（PVFM），1952年，也公開了PVFM泡沫塑料的制造技術。以PVF材料用作過濾介質，國內外已經有相關材料用作商用的過濾材料，并已經取得材料量產，目前國內生產聚乙醇縮甲醛過濾膜的方法是采用聚乙烯醇和甲醛為主要原料，采用淀粉為致孔劑，如葉晶等人制備了聚乙烯醇縮甲醛過濾膜[葉晶，鄧舞超，宋超等。聚乙烯醇縮甲醛（PVF）過濾膜的合成制備，上海化工，2010，35（11）：5-9]，其以鹽和淀粉為致孔劑，硫酸為縮醛化反應的催化劑，實驗結果表明，其反應條件為70℃下反應10h，硬化條件為80℃硬化12h，所得過濾膜的性能較優。中國專利CN1296025中涉及一種高分子過濾膜，以聚乙烯醇和線性酚醛樹脂、淀粉、甲醛、丁醛及硫酸等為原料，制備了一類高分子過濾膜；CN101966409公開了一種以聚乙烯醇、發泡助劑（失水山梨醇類、烷基醇酰胺類及高碳脂肪醇聚氧乙烯醚類等）、交聯劑（甲醛、乙二醛及丁醛等醛類化合物）、催化劑（鹽酸、硫酸及磷酸等）等為主要組成；同樣專利CN102151496公開了以甲醛、聚乙烯醇及無機酸等為主要原料的聚乙烯醇縮甲醛過濾材料，其在制備過程中加入一種氣孔助劑如硅酸鈉。

綜合國內外關于聚乙烯醇縮甲醛過濾材料的制備工藝，PVF主要是以縮醛化反應實現其交聯，制備PVF存在兩個過程，首先制備縮醛化程度較低的PVF，以方便將致孔劑清洗干凈，然后再進一步做硬化處理，最后再清洗，將其中的酸及醛等組份清洗干凈。該工藝的缺點主要是工藝復雜、酸液的使用量大，后固化的時間長，生產效率低，同時由于需要清洗過量的醛類化合物及無機酸需要消耗大量的能量及水，造成成本的上升和嚴重的環境污染。

發明內容

本發明的目的是提供一種聚乙烯醇縮甲醛過濾膜及其制備方法，本發明提供的方法主要是將現有的聚乙烯醇縮甲醛過濾材料的制備技術與輻射交聯技術相結合，以輻射技術制備聚乙烯醇縮甲醛過濾材料。

本發明所提供的一種聚乙烯醇縮甲醛過濾膜的制備方法，包括如下步驟：

（1）將助劑和淀粉水溶液加入至聚乙烯醇水溶液中，經攪拌后得到糊狀物料；

（2）將甲醛水溶液加入至所述糊狀物料中進行交聯反應得到中間體；

（3）向所述中間體中加入硫酸水溶液并經攪拌后注入磨具中經靜置后得到低縮醛程度的聚乙烯醇縮甲醛料坯；

（4）所述聚乙烯醇縮甲醛料坯經清洗后置于多官能度丙烯酸酯的丙酮溶液中浸泡；

（5）將經所述浸泡后的產物進行輻射交聯即得所述聚乙烯醇縮甲醛過濾膜。

上述的制備方法中，所述助劑可為Span-60或Tween-80，所述助劑與所述聚乙烯醇的摩爾份數比可為（0.01～0.3）：1，具體可為0.01：1或0.02：1；

所述淀粉水溶液的質量百分含量可為50%，所述淀粉與所述聚乙烯醇的質量份數比可為（0.2～10）：1，具體可為（1~2）：1、1：1或2：1。

上述的制備方法中，所述聚乙烯醇水溶液的質量百分含量可為10％～20％，如15%或20%，所用的聚乙烯醇可為PVA1788或PVA1799，即其聚合度為1700，醇解度為88%或99%。

上述的制備方法中，步驟（2）中，所述甲醛水溶液的質量百分含量可為37%；

所述聚乙烯醇與所述甲醛水溶液的質量份數比可為1：（0.5～2），如1：0.67或1：1。

上述的制備方法中，步驟（2）中，所述交聯反應的溫度可為30～40℃，如40℃。