[發(fā)明專利]一種超疏水聚丙烯多孔膜、其制備方法及提高聚丙烯多孔膜疏水性的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010113160.2
• 申請(qǐng)日: 2020-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN111282450B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐娜;宋陽(yáng)陽(yáng);張蕾;史星星;王松博;程鵬高;杜威;張建平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D71/26
• 分類號(hào): B01D71/26;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/36;B01D61/14
• 代理公司: 北京市領(lǐng)專知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11590
• 代理人: 任永利

1.一種超疏水聚丙烯多孔膜的制備方法，其特征在于，所述超疏水聚丙烯多孔膜，依次包括聚丙烯多孔膜基底、二氧化鈦層和表面改性劑層，所述二氧化鈦層通過原子沉積技術(shù)沉積在所述聚丙烯多孔膜基底表面，所述表面改性劑涂覆在所述二氧化鈦層上；所述二氧化鈦層與所述表面改性劑層之間形成疏水鍵，所述超疏水聚丙烯多孔膜水接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10°；所述超疏水聚丙烯多孔膜孔徑為0.1μm～0.4μm，孔隙率為50%～80%；所述超疏水聚丙烯多孔膜拉伸強(qiáng)度30MPa～50MPa，斷裂伸長(zhǎng)率10%～30%；

制備方法包括以下步驟：

（1）取聚丙烯多孔膜基底；

（2）采用原子沉積的方法，在所述聚丙烯多孔膜基底表面沉積二氧化鈦層，得到表面具有二氧化鈦層的聚丙烯多孔膜；

（3）在表面具有二氧化鈦層的聚丙烯多孔膜的表面噴涂表面改性劑，光照處理，洗滌，干燥，得到所述的超疏水聚丙烯多孔膜；

所述表面改性劑為納米硅乳液。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述聚丙烯多孔膜基底表面沉積10～500個(gè)循環(huán)周期二氧化鈦層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中聚丙烯多孔膜基底的制備方法包括以下步驟：

（11）稱取原料聚丙烯和稀釋劑；

（12）將步驟（11）稱取的原料加入反應(yīng)器中攪拌，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，加熱至160℃~300℃，攪拌，得到鑄膜液；

（13）將（12）所得鑄膜液涂覆于聚酯無紡布表面刮成平板狀，然后將其整體浸入0℃~130℃水浴或油浴，得到成型膜；

（14）將步驟（13）得到的成型膜浸入萃取液中超聲4-12小時(shí)，干燥，得到所述聚丙烯多孔膜基底。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟（11）中原料還包括添加劑，所述稀釋劑為鄰苯二甲酸二甲酯、二苯醚、鄰苯二甲酸二乙酯、磷酸三丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、豆油中的一種或者幾種；所述添加劑為己二酸、辛二酸、二亞芐基山梨糖醇中的一種；步驟（14）中的所述萃取劑為甲醇、乙醇、丙醇、正己烷、環(huán)己烷、丙酮中的一種或者幾種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中采用原子沉積的方法，在所述聚丙烯多孔膜表面沉積二氧化鈦層的步驟為：

（21）將原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)室抽真空后，將所述聚丙烯多孔膜置于反應(yīng)室中，并將反應(yīng)室溫度加熱至50～150℃；

（22）向反應(yīng)室中通入氣態(tài)含鈦前驅(qū)體100～1000毫秒，再用流速為10～300sccm的惰性氣體一次吹掃10～60秒；

（23）再向反應(yīng)室內(nèi)通入氣態(tài)含氧前驅(qū)體10～500毫秒，最后用流速為10～300sccm惰性氣體二次吹掃10～60秒，完成一次二氧化鈦層的沉積；

（24）重復(fù)步驟（22）-（23），在所述聚丙烯多孔膜表面沉積10～500個(gè)循環(huán)周期二氧化鈦層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟（21）中所述真空為0～15mbar；步驟（22）中所述含鈦前驅(qū)體為鈦醇鹽或鈦鹵化物；步驟（23）中所述含氧前驅(qū)體為O₃、H₂O或H₂O₂；步驟（22）和步驟（23）所述惰性氣體為Ar或N₂。

7.根據(jù)權(quán)利要求1聚丙烯多孔膜所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中表面改性劑選自0.1～10wt%的納米硅乳液。

8.一種在不改變聚丙烯多孔膜的孔徑、孔隙率、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率的情況下提高聚丙烯多孔膜疏水性的方法，其特征在于：首先利用原子層沉積技術(shù)，在聚丙烯多孔膜表面沉積二氧化鈦層，然后在二氧化鈦層表面噴涂表面改性劑，然后將表面具有二氧化鈦層和表面改性劑的聚丙烯多孔膜進(jìn)行光照處理；所述表面改性劑為納米硅乳液。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，利用原子層沉積技術(shù)，在聚丙烯多孔膜表面沉積10～500個(gè)循環(huán)周期二氧化鈦層，所述表面改性劑為納米硅乳液。