[發明專利]一種多孔有機膜的疏水疏油改性方法

在審

• 申請號: 201710224061.X
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN106914150A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 仲兆祥;邢衛紅;徐沖;汪艷秋;楊怡
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B01D71/36
• 分類號: B01D71/36;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 馮慧

技術領域

本發明屬于分離膜制備及改性領域，具體的，涉及一種制備膨體聚四氟乙烯多孔膜的方法，特別是同時具有疏水性和疏油性的聚四氟乙烯多孔膜材料的改性制備方法。

背景技術

近年來，隨著我國經濟的快速發展，大氣污染也變的日益嚴重。普通大眾認為，工業廢棄物的排放，汽車尾氣等等應該是大氣污染的重頭，含油煙氣也是造成當今霧霾的重要因素之一。油煙的主要成分有：醛、酮、烴、芳香族化合物、酯等化合物，長期的吸入油煙對人體有許多的危害；如肺部損傷，肺活量下降、人的免疫力下降和潛在的致癌性等。

膨體聚四氟乙烯覆膜濾料可廣泛運用于油煙、電弧煙氣、碳素粉末、納米粉塵等亞微米粉塵除塵系統中。由于膨體聚四氟乙烯具有疏水親油的特性，故當其過濾含油煙氣時就會導致表面堵塞，降低過濾效率，所以將膨體聚四氟乙烯膜材料改性成疏水疏油的表面變的尤為重要。

中國專利CN 104524985 A發明了一種分離膜表面疏水、疏油的改性方法，采用原子層沉積法（ALD）使納微顆粒包覆聚四氟乙烯網狀纖維；再用等離子體處理聚四氟乙烯膜表面，將其置于全氟單體中后，再進行等離子接枝處理獲得改性后的聚四氟乙烯膜材料。該膜材料涂層穩定性較好，同時具有良好的疏水與疏油性能，可用于氣固分離、油水分離等過程。但是該過程不易放大，且過程較為復雜。專利CN 103555012 A公開了一種超雙疏透明納米涂層及其制備方法，是通過制備兩種不同尺寸（60-100nm與20-50nm）的二氧化硅雜化顆粒，通過這兩種雜化顆粒之間的進一步反應制備得到了具有微納米結構的粗糙表面，由于所使用的雜化顆粒的尺寸都小于100nm，減小了可見光波段光的散射，因此保證了所制備的納米涂層在可見光波段具有很高的透明性。之后，通過化學氣相沉積法對上述的粗糙表面進行進一步降低表面能處理，從而得到了超雙疏透明納米涂層。

由于聚四氟乙烯本身就具有疏水的性能，故只需在不改姓其孔道結構的前提下提高其疏油的性能就能達到雙疏的效果了。

發明內容

本發明的目的在于提高膨體聚四氟乙烯的疏油性能，得到疏水疏油的聚四氟乙烯薄膜材料。本發明通過將氟化的二氧化硅浸漬在聚四氟乙烯的纖維上來提高膜的疏油性能。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

（1）將氟化的納米粉末與乙醇攪拌混合，再通過超聲波分散儀處理得到均勻分散的懸浮液；

（2）滴加氟化劑至步驟（1）所得的懸浮液中，攪拌至混合均勻，得到懸浮液；

（3）將膨體聚四氟乙烯多孔膜浸漬在步驟（2）所得的懸浮液中一段時間，最后放在烘箱里干燥。

其中：

本發明步驟（1）所述納米粉末為納米二氧化硅；氟化的納米粉末制備過程為發明專利申請“一種納米粉末疏水疏油改性方法，申請號：2017102231663”的實施例1的制備方法：首先將二氧化硅納米粉末與環己烷溶劑混合，通過超聲波分散儀處理得到均勻分散懸浮液；然后滴加全氟辛基三甲氧基硅烷氟化劑至懸浮液中進行浸漬處理，最后進行噴霧干燥，得到改性后的氟化納米粉末。

步驟（2）所述氟化劑為全氟辛基三氯硅烷或全氟辛基三甲氧基硅烷。

本發明所述各物質的質量百分比為：氟化納米粉末的量為1.0%-3.0%，氟化劑的量為1.0%-3.0%，乙醇的量為94.0%-98.0%。

本發明步驟（1）所述氟化的納米粉末與乙醇混合以400rpm-800rpm的轉速攪拌1-2h；所述納米二氧化硅和乙醇混合，采用超聲波分散儀處理10min-30min。

本發明步驟（2）中滴加氟化劑后再攪拌12-16h得到懸浮液。

本發明步驟（3）所述浸漬時間為12-24h，所述干燥的溫度為40℃-80℃，干燥5-10h。

根據上述所述的方法得到膨體聚四氟乙烯多孔膜材料，其特征在于，所述材料的水接觸角大于140°，油接觸角大于110°。

根據上述所述的方法得到的材料具有疏水、疏油雙重功能，可應用于含油、高濕等空氣凈化過程。

本發明的有益效果：

（1）該發明操作步驟簡單，可以進行放大實驗，規?；a；

（2）改性之后納米顆粒吸附穩定，改性過程不會降低有機膜的化學穩定及耐溫性能，同時其優異的疏水、疏油性能使其在中低溫含油煙氣過濾上具有良好的表現。

附圖說明

圖1為實施例3中所述的未改性的聚四氟乙烯膜的SEM圖。

圖2為實施例3中所述的改性后的聚四氟乙烯膜的SEM圖。

圖3為實施例3中所述的改性前與改性后聚四氟乙烯X射線衍射對比圖。