[發明專利]一種高度疏水微孔膜的制備方法

有效

• 申請號: 201710122628.2
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106823855B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 楊振生;趙改;王志英;李亮
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B01D71/26
• 分類號: B01D71/26;B01D71/34;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發明為一種高度疏水微孔膜的制備方法。該方法為微輥軋協同熱致相分離法，以傳動的無紡布為基膜，于其上刮制鑄膜液，通過方法一(半凝膠化?輥軋?完全凝膠化)或方法二(完全凝膠化Ⅰ?輥軋?完全凝膠化Ⅱ)，制備了高度疏水微孔膜。在輥軋單元操作中，微結構輥筒模板的微米級結構被復制于膜表面，結合后續的完全凝膠化(或完全凝膠化Ⅱ)單元操作，微孔膜表面呈現微納二重結構特征，提高了膜表面的疏水性和其它膜性能。鑄膜液與微結構輥筒模板的接觸，無需貫穿于制膜過程的始終，只需在有限的軋制環節相接觸，實現制膜過程由間歇操作變為連續操作，并且此方法更符合工業生產的需求，制備過程快捷高效。

技術領域

本發明涉及一種高度疏水微孔膜的制備方法，具體是指采用微輥軋協同熱致相分離法制備高度疏水微孔膜的方法。

背景技術

近年來，高度疏水微孔膜在膜分離方面得到了較多的關注。在膜蒸餾、膜吸收、膜解吸等膜接觸器過程中，料液一般為水溶液，有效分離的必要條件是膜孔內充滿氣體而不被溶液潤濕，提高膜的疏水性，可以有效解決膜潤濕這一難題；在油/水分離領域，采用疏水性微孔膜，其特點是油透過而水被截留，但當膜的疏水性不足時，油/水間將不能有效分相，水會被油挾帶通過膜孔，固所采用的微孔膜需具備高度疏水性(申請公開號CN103272484)。所以，具備較優分離、透過性能的高度疏水微孔膜的制備受到了關注。

有機物表面的浸潤性能是由表面化學組成和表面微結構共同決定的，已經證實，低表面能材料的光滑表面，靜態水接觸角均不超過120°(科學通報，2004:1692-1699)，所以，制備高度疏水(靜態接觸角≥120°)微孔膜，唯有在疏水性聚合物膜表面構筑微納層次結構或微米-亞微米層次結構。

申請公開號CN103272484公開了“一種高度疏水微孔膜的制備方法”，采用固體模板輔助熱致相分離法，通過高溫使疏水性聚合物與稀釋劑形成均相溶液后，涂覆于具有微結構的固體模板上，通過冷卻發生相分離，膜與模板剝離，并萃取出膜中的稀釋劑，得到膜底面有效復制粗糙基底的微結構的高度疏水微孔膜。這種方法適用于各種聚合物膜材料，包括常溫下不溶于任何溶劑、不能由擴散致相分離法成膜的大多數聚合物材料，通過這種方法制得的微孔膜具有疏水性強、透過能力好、孔徑分布窄、機械性能優秀等優勢。

上述方法需要液態膜與微結構模板一同浸入凝膠劑中，即膜與微結構模板的接觸貫穿于整個制膜過程。這種方法的不足體現在：(1)以固體模板為基底制膜，微孔膜面積受模板大小的制約；(2)間歇式操作，無法實現連續化制備；(3)難以實現規模化、工業化制備。

發明內容

本發明的目的為針對現有技術方案存在的不足，提供一種高度疏水微孔膜的連續制備方法。本發明為微輥軋協同熱致相分離法，以傳動的無紡布為基膜，于其上刮制鑄膜液，通過方法一(半凝膠化-輥軋-完全凝膠化)和方法二(完全凝膠化Ⅰ-輥軋-完全凝膠化Ⅱ)兩種流程，利用鑄膜液與微結構輥筒模板的接觸，模板無需貫穿于整個制膜過程的始終，只需在有限的軋制環節相接觸，實現制膜過程由間歇操作變為連續操作。

本發明的技術方案為：

一種高度疏水微孔膜的制備方法，為以下兩種方法之一，

方法一：包括以下步驟：

⑴，用刮刀將鑄膜液刮制在經過轉鼓的無紡布上，在無紡布上形成厚度為50μm～500μm 的膜液；膜液槽、刮刀與轉鼓加熱溫度均為130℃～180℃；

⑵，上步得到的涂布有膜液的無紡布經過溫度10℃～40℃、相對濕度30％～70％、風速2～10L/(m²·s)的風洞，控制停留時間30s～150s，得到半凝膠化膜；

⑶，將上步得到的經過風洞后的半凝膠化膜通過壓輥進行軋制，其中輥筒的傳動線速度和布速相同，輥筒溫度為50℃～150℃；