[發(fā)明專利]具有持久耐氧化性的改性聚丙烯腈及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710208644.3
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN108654384A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李留忠;張勇;郭衛(wèi)東;車萬里
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: B01D61/14
• 分類號: B01D61/14;B01D69/12;B01D71/42;C08L33/20;C08L71/02;C08K5/134;C08K5/053
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發(fā)明屬于聚丙烯腈超濾膜領(lǐng)域，具體涉及一種具有持久耐氧化性的改性聚丙烯腈及其制備方法。由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制成：聚丙烯腈干粉10份、親水劑3?6份、保濕劑1?5份、抗氧化劑1.5?3份。抗氧化劑為四季戊四醇酯、三(2,4?二叔丁基苯基)亞磷酸酯或(3、5?二叔丁基?4?羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一種或多種，本發(fā)明耐氧化性強(qiáng)，加量少，抗氧化劑與聚丙烯腈干粉親和性好，制品保濕性好。本發(fā)明還提供其制備方法，在配制過程中，采用低速及高速攪拌在高溫下混合的方式，可以使親水劑及保濕劑熔融后充分分散在聚丙烯腈顆粒的表面，在制備超濾膜時(shí)保證各組分均勻分布在超濾膜內(nèi)部，充分發(fā)揮各添加劑的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚丙烯腈超濾膜領(lǐng)域，具體涉及一種具有持久耐氧化性的改性聚丙烯腈及其制備方法。

背景技術(shù)

聚丙烯腈是由丙烯腈含量為35％-85％、共聚單體含量為15％-65％的共聚物；由于聚丙烯腈大分子中含有氰基，所以聚丙烯腈制成的產(chǎn)品具有良好的耐霉、耐菌等特性，而聚丙烯腈的用途有以下幾個(gè)方面(1)聚丙烯腈紡絲制成腈綸用于服裝、戶外用品等方面。(2)制成超濾膜進(jìn)行水處理等分離技術(shù)。(3)制成手機(jī)外殼等硬質(zhì)用品。

聚丙烯腈制備成腈綸用于戶外用品時(shí)由于戶外用品所處的條件比較嚴(yán)苛，要受到日照、風(fēng)雨等氣候條件的影響導(dǎo)致其耐氧化性差，耐用性降低。

目前國內(nèi)外生產(chǎn)的平板式超濾膜主要是以聚丙烯腈樹脂(PAN)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVDF)為單體合成制備。然而，PVC超濾膜所需要的膜配方材料多，而且最終制得的超濾膜可能產(chǎn)生異味及有害物質(zhì)，限制了超濾膜在飲用水凈化、食品、醫(yī)療等領(lǐng)域的使用。而PVDF超濾膜成本高、親水性差、易污堵、且更適于重度污染的水處理。聚丙烯腈(PAN)是廣泛用來制備超濾膜的材料之一，由于它具有優(yōu)良的親水性和較好的耐污染性能，日益受到人們的青睞。

現(xiàn)有的PAN超濾膜的主要缺陷在于親水性有限，影響了膜的水通量，并且由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性和規(guī)律性不高，孔徑分布較廣，使其在使用一段時(shí)間后易于被沉積物堵塞膜內(nèi)部的孔隙，因此，需要使用次氯酸鈉水溶液來對膜進(jìn)行洗滌以除去堵塞的沉積物，比起PVDF超濾膜，PAN超濾耐次氯酸鈉性要弱很多，導(dǎo)致其在洗滌少量次數(shù)后就會(huì)出現(xiàn)膜變脆等問題，導(dǎo)致PAN超濾膜的耐用性沒有PVDF膜好，使用年限要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于PVDF膜。現(xiàn)有的提高PAN超濾膜的技術(shù)中就是在PAN干粉中加入苯酚類的抗氧化劑，但是存在的問題是，抗氧化劑與聚丙烯腈的親和性較差，導(dǎo)致在使用此類聚丙烯腈干粉制作超濾膜時(shí)抗氧化劑易從混合體系中脫出，制得的超濾膜的抗氧化性差。

專利CN105561812A中提到了采用加入抗氧化劑來提高PAN超濾膜的耐氧化性，但是，此專利配方制備出來的超濾膜存在存放一定時(shí)間后容易出現(xiàn)膜變硬，變脆的問題，影響使用壽命，同時(shí)，此專利采用的配制方法不易使抗氧劑及添加劑均勻分散在PAN超濾膜內(nèi)部，導(dǎo)致抗氧化的差異性。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種具有持久耐氧化性的改性聚丙烯腈，耐氧化性強(qiáng)，抗氧化劑加量少，抗氧化劑與聚丙烯腈干粉親和性好，制品保濕性好的持久耐氧化性的改性聚丙烯腈干粉。

本發(fā)明所述的具有持久耐氧化性的改性聚丙烯腈，由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制成：

其中：聚丙烯腈干粉的重均分子量為70000-100000。

親水劑為聚乙烯醇、聚乙二醇或聚乙烯基吡咯烷酮，優(yōu)選聚乙二醇。聚乙二醇的分子量優(yōu)選為4000-8000，選擇此分子量，適合做超濾膜，且具有較高的性價(jià)比。

抗氧化劑為四季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯或(3、5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一種或多種。本發(fā)明抗氧化劑使用醇酯或者酸酯類，要比苯酚等抗氧化劑的加量少，同時(shí)也易溶于溶劑DMF，對聚丙烯腈下游產(chǎn)品的加工性影響較小。

保濕劑為甘油。