[發明專利]一種聚丙烯分離膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201310268537.1
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN104248916B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 奚振宇;王玉杰;魏昕;彭海珠;楊麗
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01D71/26
• 分類號: B01D71/26;B01D67/00;B01D69/08
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙)11392
• 代理人: 符彥慈,楊靜

技術領域

本發明涉及材料科學領域，具體說是一種聚丙烯分離膜及其制備方法。尤指聚丙烯中空纖維分離膜及其制備方法。

背景技術

膜技術作為一種高效的分離技術，經過近幾十年的迅速發展，已經在污水處理與回用、純水生產、化工、能源、海水淡化、苦咸水淡化、市政供水、電子工業、制藥和生物工程、食品、紡織等領域得到廣泛應用。

在膜技術的應用中，膜材料則是膜技術發展和應用的基礎和核心，膜材料的性能直接影響到分離膜的性能。聚丙烯（PP）是一種聚烯烴材料，產量大，價格便宜，并且具有良好的耐酸、堿和鹽溶液性能以及化學穩定性，因此成為應用得最多的聚烯烴膜材料之一，其分離膜被廣泛的應用于醫療、電子、食品、化工和市政用水等領域。

聚合物膜的制備方法及其工藝條件的控制是獲得穩定膜結構和優異膜性能的關鍵技術。膜結構和膜材料及制膜工藝有關，聚烯烴分離膜主要制備方法有熔紡-拉伸（MSCS）法和熱致相分離（TIPS）法。

MSCS法（簡稱為拉伸法）制備聚烯烴中空纖維微孔膜技術在上世紀70年代已經被公開了，其孔隙率為5～23%。至今MSCS法制備的聚烯烴分離膜主要是聚丙烯中空纖維膜，在國內外已經有了成熟的系列商品。現今廣泛使用的聚丙烯中空纖維膜是MSCS法制備的，此方法雖然在內外皮層上容易致孔，但是存在孔隙率低，孔徑分布寬，通量低等問題，難以滿足大規模應用的要求。

20世紀80年代開始有報道TIPS法制備分離膜，目前已有用于制備聚丙烯、聚乙烯和聚偏氟乙烯等聚合物分離膜的研究成果。TIPS法制備聚丙烯分離膜時，容易產生致密的皮層，使得微孔膜滲透阻力相應較高，通量低，不利于膜的推廣應用。為了調節稀釋劑體系，通常報道的TIPS法制備聚丙烯分離膜過程中大量使用REACH法案中限制使用的具有生物毒性的鄰苯二甲酸酯類，例如鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）和鄰苯二甲酸二辛脂（DOP，又稱鄰苯二甲酸二（2-乙基己）酯，DEHP），在分離膜制備過程中容易影響勞動環境，產生環境危害，同時遺留健康隱患，而且使得膜的應用范圍被限制。

現有技術中采用TIPS和MSCS法結合，先用TIPS法制備出初生膜片，再經過拉伸設備，雖然可以破壞皮層結構，但是經過拉伸后難以保證孔徑均勻，并且拉伸工藝復雜，對設備要求高。

中國專利CN1718627A公開了一種聚丙烯微孔膜及其制備方法，該方法采用聚丙烯為原料，DBP、DEHP、對苯二甲酸二辛脂（DOTP）和植物油等為稀釋劑，制備的膜在水浴中冷卻易產生致密皮層。

中國專利CN101862601公開了一種聚丙烯中空纖維微孔膜及其制備方法，該方法采用聚丙烯為原料，使用了DBP和具有強烈難聞氣味的二苯醚（DPE）作為稀釋劑，同時該方法中使用的聚乙二醇等大分子添加劑對膜孔徑的分布影響很大，根據該方法制備的中空纖維微孔膜存在膜空隙分布不均，膜的拉伸強度差等問題。

中國專利CN1356410A公開的聚丙烯中空纖維微孔膜的制備方法是采用植物油，液體石蠟，二苯醚和機油中的一種作為單一稀釋劑，不利于調節稀釋劑與聚合物之間的相容性，而且所使用的聚合物含量達到40～55%，使得鑄膜液容易發生液-固相分離，微孔膜當中存在大量球晶，產品的力學性能差。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種聚丙烯分離膜及其制備方法，使用不含鄰苯二甲二丁酯（DBP）和鄰苯二甲酸二辛脂（DOP）的鑄膜液，通過安全環保而且簡便的工藝制得外表面具有大量微孔的聚丙烯中空纖維分離膜，縮短了工藝中的脫泡時間，并且膜具有高的水通量。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種聚丙烯分離膜，其特征在于：其組分按質量百分比計，包括：

聚丙烯樹脂，10～35%，

稀釋劑，65～90%，

添加劑，為聚丙烯樹脂質量的0.1～1%。

在上述技術方案的基礎上，所述稀釋劑為兩種以上的植物油的混合物，或所述稀釋劑為單一植物油和鄰苯二甲酸酯的混合物，或所述稀釋劑為兩種以上的植物油和鄰苯二甲酸酯的混合物，

所述植物油包括但不限于：花生油、蓖麻油、大豆油；

所述鄰苯二甲酸酯為鄰苯二甲酸二環己酯或鄰苯二甲酸二（2-丙基庚）酯；

當植物油與鄰苯二甲酸酯共同組成混合物時，按質量百分比計，所選植物油的總量占稀釋劑的10～90%；

當選用兩種以上植物油時，按質量百分比計，所選各個植物油至少占稀釋劑的10%。

在上述技術方案的基礎上，所述添加劑為聚丙烯成核劑。