[發明專利]一種自支撐PVDF均質微孔管式膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201410163755.3
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103933873A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 周錢華;沈海軍
• 申請（專利權）人: 湖州森藍環境工程有限公司
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/04;B01D67/00
• 代理公司: 湖州金衛知識產權代理事務所(普通合伙) 33232
• 代理人: 裴金華

1.?一種自支撐PVDF均質微孔管式膜，其特征在于：它是內徑范圍為4-25mm的外壓式自支撐管式膜；具有均勻的三維網絡骨架結構；所述管式膜的三維網絡骨架結構至少包含聚偏氟乙烯與無機粉末的合金材料。

2.?根據權利要求1所述的一種自支撐PVDF均質微孔管式膜，其特征在于：所述聚偏氟乙烯含量為75-95wt%，無機粉含量為5-25wt%。

3.?根據權利要求2所述的一種自支撐PVDF均質微孔管式膜，其特征在于：所述無機粉末是碳酸鈣、滑石粉、膨潤土、高嶺土或硅石粉。

4.?根據權利要求3所述的一種自支撐PVDF均質微孔管式膜，其特征在于：所述無機粉末是二甲基二樣硅烷改性的二氧化硅或者脂肪酸改性的碳酸鈣。

5.?一種根據權利要求1-4任一項自支撐PVDF均質微孔管式膜的制備方法，其特征在于：依次包括以下步驟：

（1）物料混合：

將聚偏氟乙烯樹脂、無機粉和稀釋劑在60-85℃下混合成均勻粉料；

所述制膜液的組分和配比為：重均分子量為15-25萬道爾頓、結晶度為50-60%的聚偏氟乙烯樹脂12-24wt%；稀釋劑15-26wt%；

其余為無機粉和添加劑；所述無機粉的比表面積在50-500m²/g、平均粒徑0.005-0.5??m；

所述稀釋劑是由弱作用的潛在溶劑與強作用的潛在溶劑按質量比是3:1-4.5:1組成的共溶劑；

其中弱作用的潛在溶劑為苯甲酸芐酯或癸二酸二丁酯，強作用的潛在溶劑為鄰苯二甲酸二酯類、甘油酸酯類或二苯甲酮；

（2）制膜：將所述混合后的粉料通過強制喂料加入包含雙螺桿混煉機和熔體泵的制膜成型機組擠出成管狀初生態膜；所述制膜液在螺桿內混煉時間2-5分鐘，熔解溫度190-250℃；控制噴絲頭擠出劑量與管狀膜牽引速率的比值為所擠出成型膜管外徑截面積的0.15-0.35；將所述管狀初生態膜冷卻后形成管式膜；

（3）成膜后處理：用乙醇或石油醚萃取所述管式膜中的共溶劑，然后再通過酸洗或堿洗脫除部分無機粉制得PVDF均質微孔管式膜。

6.?一種根據權利要求5所述的自支撐PVDF均質微孔管式膜的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）鄰苯二甲酸二酯類為鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯和鄰苯二甲酸二乙酯中的一種或一種以上的混合物；甘油酸酯類為甘油酸三乙酯、甘油酸一乙酯和甘油酸二乙酯中的一種或一種以上的混合。

7.?一種根據權利要求1-6任一項所述的自支撐PVDF均質微孔管式膜的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）混合后的粉料經熔體泵定量輸送熔體給雙套管噴頭；紡絲進行過程時，控制噴頭溫度230-240℃，制膜熔體通過雙套管噴頭的熔體流道，恒溫的隋性氣體經過氣體精密定量儀定量控制通入噴頭內套管中，支撐著離開噴頭的初生態膜，并可調節中空纖維的直徑與壁厚。

8.?一種根據權利要求7所述的自支撐PVDF均質微孔管式膜的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）冷卻是初生態膜穿過噴頭下的氣體冷卻器，冷卻氣體溫度≤15℃，冷卻蒸發0.5-1.5秒，用以形成對蒸發區的初生態纖維膜外皮層冷卻速度的控制；然后直接置于水冷卻槽中，冷卻液溫度20-40℃，經過8-16秒的液體冷卻凝固，紡成所需管式結構的纖維。

9.?一種根據權利要求8所述的自支撐PVDF均質微孔管式膜的制備方法，其特征在于：所述惰性氣體經過氣體精密定量儀定量控制以15-20ml/min流量通入噴頭內套管中。