[發明專利]一種微孔過濾用TPU薄膜材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711430316.4
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108047696B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 楊博;何建雄;王一良
• 申請（專利權）人: 東莞市雄林新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C08L75/06
• 分類號: C08L75/06;C08L75/08;C08L67/02;C08K7/24;C08J5/18;B01D71/54;B01D61/14
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及一種微孔過濾用TPU薄膜材料及其制備方法，所述微孔過濾用TPU薄膜材料包括TPU膜和嵌入所述TPU膜中的超細滌綸纖維；所述超細滌綸纖維的線密度為1.0dtex以下。其制備方法包括：將超細滌綸纖維均勻鋪在模具中，將TPU乳液傾倒在超細滌綸纖維上，固化后得到微孔過濾用TPU薄膜材料。其中TPU膜和超細滌綸纖維復合后產生協同作用，產生單一組分材料均不具備的微孔過濾膜功能；超細滌綸纖維一方面作為支撐體，增強復合材料的力學性能，另一方面彌補TPU的浸潤性和透濕性；相較于單一的TPU膜，嵌入超細滌綸纖維的TPU模具有更均一的孔徑，并且實現了孔徑分布的可調性，不失為一種具有廣泛適用性的過濾介質。

技術領域

本發明涉及膜分離技術領域，具體涉及一種微孔過濾用TPU薄膜材料及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著生物材料學的發展，微孔濾膜在其應用過程中，已逐步取代或提升了很多傳統的過濾工藝，成為現代工業，尤其是高、精、尖端技術產業，如電子、生物制藥、科學研究及質量檢測等領域中保證產品質量不可缺少的重要手段之一，現代生物技術和制藥工業發展的挑戰加速了膜技術的進步。

微孔濾膜是利用高分子化學材料，致孔添加劑經特殊處理后涂抹在支撐層上制作而成。在膜分離技術應用中，微孔濾膜是應用范圍最廣的一種膜品種，使用簡單、快捷、被廣泛應用于科研、食品檢測、化工、納米技術、能源和環保等眾多領域。微孔濾膜主要由精制硝化棉，加入適量醋酸纖維素、丙酮、正丁醇、乙醇、等制成，親水，具有無毒衛生，是一種多孔性的薄膜過濾材料，孔徑分布比較均勻穿透性的微孔，微孔率高達80‰的絕對孔徑。主要用于水系溶液的過濾，故也稱水系膜。微孔濾膜從結構上分析，乃一極薄濾膜，內呈多孔海綿狀之結構。一般常見之孔徑范圍為0.1μm至10μm。

微孔過濾乃篩分過程，屬于精密過濾。微孔精密過濾是指濾除0.1μm至10μm微粒的過濾技術，一般而言，過濾機理分表面型與深層型兩類。微孔過濾乃篩分過程，屬于精密過濾。經由高級技術制造的MF膜其過濾機理為表面型過濾。因過濾孔徑固定，故可確保過濾的精度與可靠度。深層過濾又分非固定不規則孔徑與固定不規則孔徑，前者如化纖繞線型濾芯，一般只作為比較粗糙的預過濾。

目前微孔濾膜的性能有待提高，膜材料的品種少，膜孔徑分布寬，性能欠穩定，如常用的親水性膜材料對溶質吸附少，截留分子量較小，但熱穩定性差，機械強度、抗化學藥品性、抗細菌侵蝕能力通常不高，疏水性膜材料機械強度高、耐高溫、耐溶劑、耐生物降解，但膜透水速度低、抗污染能力較低。另外，由于濾膜本身的孔徑不可能完全均勻一致，濾過時部分微粒、熱原從較大的濾孔濾出，從而導致初濾液不合要求。故有必要研究開發性能優良的濾膜材料，克服現有膜材料的缺點。

熱塑性聚氨酯(TPU)是備受關注的新型制模材料之一。但由于TPU具有一定的局限性，應用在特定領域的膜材料都需要用化學或物理方法改性來合成特定結構性能的TPU膜；TPU作為微濾膜的主要不足之處包括浸潤性、透濕性和力學性能方面的缺陷。“趙梓年，程曉艷.PVA對聚氨酯共混雜化膜微孔結構及性能的影響[J].化工新型材料，2008(6):44-45.”提出通過聚乙烯醇縮丁醛、二氧化硅和聚氨酯三者共混，制備出聚氨酯共混雜化膜，通過分析得出此共混膜相容性比較差，通過SEM分析，發現雜化膜表面出現了很多比較大的孔。而且當PVB用量增多時，膜的截留率、水通量都增大，但是當用量增加到一定程度時，水通量反而減小；所以制備過程中要嚴格控制PVB的用量。且現有技術中為了改善TPU的親水性和機械性往往需要加入不同的功能填料，此方法不可避免引入了TPU與功能填料填料之間新的界面，對于過濾介質的機械性能和孔徑控制都是不利的。因此需要開發一種新型TPU薄膜材料，以TPU膜為基材，需具備良好的浸潤性、透濕性和力學性能，適合用作微孔濾膜。

發明內容

針對現有技術中存在的弊端，本發明的目的之一是提供一種新型TPU薄膜材料，該材料以TPU膜為基材，具備良好的浸潤性、透濕性和力學性能，適合用作微孔濾膜。

為達此目的，本發明采用如下技術方案：