[發(fā)明專利]一種包纏式聚四氟乙烯超微濾管式膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210547439.7
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103007788A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 郭玉海;張華鵬;朱海霖;王峰;唐紅艷;陳建勇
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B01D71/36
• 分類號: B01D71/36;B01D69/04;B01D67/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發(fā)明涉及一種聚四氟乙烯管式膜的制備方法，具體涉及一種包纏式聚四氟乙烯超微濾管式膜的制備方法。

背景技術

膜分離用膜組件形式包括板框式、中空纖維式、卷式和管式四種形式，所采用的膜材料形式分別為平板膜、中空纖維膜、卷式膜和管式膜。管式膜具有結實、不宜堵、不易斷的特點，維護方便。管式膜對料液的預處理要求比較簡單，只需經粗格柵、細格柵去除對膜有直接損害的硬粒物質即可進機組，預處理簡單。管式膜組件中料液流速高，為湍流流動，對堵塞不敏感，易于清洗，膜組件中的壓力損失較小，可以在各種極端化學、溫度和壓力運行，特別適合于各種高粘度、高固含量、高污染的固液和氣液分離，在膜分離過程中管式膜具有重要的應用價值。

管式膜大多為外徑5～25毫米，管壁具有分離作用的管狀膜，其結構形式大多為管狀膜分離層和支撐層構成，膜分離層可以是管的內側、外側或雙側。管式膜的制備大多采用鑄膜法，即在支撐層上通過涂覆、浸漬或澆鑄鑄膜液，然后通過熱致或溶劑致相轉換法獲得管式膜，已經有多個專利和文獻報道這種管式膜制備方法。管式膜的另外一種制備方法是通過平板膜包纏或繞包在支撐體上形成，通過熱、粘合劑或超聲波粘合平板膜重疊部位形成完整的分離層，如中國申請專利201210073607.3采用支撐無紡布包纏在芯軸上，然后在支撐無紡布外纏繞邊緣重疊的條狀平板膜，通過粘合或熱封重疊部位，抽掉芯軸后形成管式膜。

聚四氟乙烯微孔膜具有孔隙率高、孔徑可調、耐高低溫、耐腐蝕、耐微生物侵襲等特點，在膜分離領域具有十分重要的應用價值。聚四氟乙烯微孔膜主要包括平板膜和中空纖維膜，已有大量文獻和專利報道平板聚四氟乙烯微孔膜的制備方法，通過糊料擠出、壓延、脫脂、拉伸（縱向、橫向或雙向）和燒結定型五道主要工序制備，但目前制備的平板聚四氟乙烯微孔膜孔徑較大，大多屬于微濾膜（孔徑大于0.1微米）。微濾膜具有操作壓力低、能耗低等優(yōu)點，但也具有過濾精度低、膜孔易堵塞等缺點。本專利申請者對小孔徑聚四氟乙烯微孔膜進行了深入研究，研究成果發(fā)表在Journal?of?Material?Science，2007，42:2081-2085，并申請了相關發(fā)明專利（一種聚四氟乙烯納米孔徑濾膜的加工方法，申請?zhí)?00610145995.6）。已有專利申請了不同的聚四氟乙烯中空纖維膜制備方法，如中國申請專利200310124868.4中通過在聚四氟乙烯中空纖維支撐層外繞包聚四氟乙烯微濾膜，提高聚四氟乙烯中空纖維膜的抗堵塞性能；中國申請專利201120193277.2提出另外一種繞包式聚四氟乙烯中空纖維膜制備方法；中國申請專利200910225824.8通過在聚四氟乙烯纖維、玻璃纖維、石棉纖維等編織物外繞包聚四氟乙烯膜制備聚四氟乙烯中空膜。有關聚四氟乙烯管式膜的報道和專利相對較少，中國申請專利201010138794.X給出一種無支撐柔軟而多孔的聚四氟乙烯中空過濾管膜制備方法，該方法中沒有采用支撐體。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種包纏式聚四氟乙烯超微濾管式膜的制備方法。

本發(fā)明采用的技術方案的制備步驟如下：

a）將孔徑0.03～0.2微米、厚度10～50微米的拉伸聚四氟乙烯未燒結或半燒結膜分切成寬度5～25毫米寬的聚四氟乙烯帶狀膜；

b）將步驟a）所制備的聚四氟乙烯帶狀膜在耐溫為300℃～500℃、耐腐蝕、耐有機溶劑的外徑5～25毫米、壁厚0.5～5毫米的多孔支撐管上螺旋包纏3～12層；

c）在300-400℃燒結步驟b）所制備的纏繞有聚四氟乙烯膜的支撐管20～80秒，制備過濾層孔徑為0.01～0.05微米的包纏式聚四氟乙烯超微濾管式膜。

所述b)步驟中的螺旋包纏角為15～65度，同層內聚四氟乙烯帶狀膜重疊距離為帶狀膜寬度的0～1/10，相鄰層帶狀膜層間錯開距離為前一層帶狀膜寬度的1/10～1/2。

所述b)步驟中的多孔支撐管材料為金屬管或無機材料管。

所述金屬管為管壁孔徑1～5000微米的多孔不銹鋼、多孔鋁合金或不銹鋼絲編織管。

所述無機材料管為管壁孔徑1～5000微米多孔陶瓷、碳纖維編織管或玻璃纖維編織管。