[發明專利]親水聚四氟乙烯微超濾膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202011508834.5
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112473402B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 劉必前
• 申請（專利權）人: 鹽城海普潤科技股份有限公司
• 主分類號: B01D71/36
• 分類號: B01D71/36;B01D61/14;B01D67/00
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本發明涉及一種親水聚四氟乙烯微超濾膜及其制備方法，并具體公開了親水聚四氟乙烯微超濾膜是將聚四氟乙烯膜用增稠劑水溶液處理，改進聚四氟乙烯膜的親水性，并縮小其孔徑，再將該膜浸漬于聚四氟乙烯乳液中，取出該膜、烘干而制得。通過將親水性的增稠劑涂覆在聚四氟乙烯基膜上，提高聚四氟乙烯基膜的親水性和粘附力，從而提高聚四氟乙烯乳液與聚四氟乙烯基膜的親和力。本發明通過改變聚四氟乙烯乳液中聚四氟乙烯及表面活性劑的含量，可以控制聚四氟乙烯超微濾膜的孔徑和親水性。制得的聚四氟乙烯超微濾膜的孔徑為0.001～0.2μm，接觸角為8～30°，純水通量為282～916L/m²·h。

技術領域

本發明涉及微超濾膜領域，特別涉及一種親水聚四氟乙烯微超濾膜及其制備方法。

背景技術

目前生產微超濾膜產品的主要材料包括醋酸纖維素、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等。這些材質的微超濾膜孔隙率較低（50%以下）、過濾通量較小（一般小于500L/m²·h），能耗較高。在某些強酸強堿強氧化等極端環境下無法使用。同時，這些材質的微超濾膜大多采用相轉化法制備，膜絲強度低，在使用過程中，容易出現斷絲現象。聚四氟乙烯材料具有耐酸堿、耐高低溫、耐腐蝕、抗氧化、表面摩擦系數低等優點，素有“塑料王”之稱。

現階段采用糊料擠出和拉伸膨化法制備的聚四氟乙烯膜具有孔隙率大、通量高、韌性好、強度高等特點，可以應用在各種過濾場合，而且產品壽命較長，抗污染能力較高，產品理化性能和操作能耗等均具有十分明顯的優勢。但僅通過拉伸膨化法制備的聚四氟乙烯膜的孔徑較大，一般在0.5μm以上，泡點較低，不能適應高精度分離和過濾的要求。

為了獲得過濾精度小于200nm的聚四氟乙烯膜，必須采用其他后處理工藝。嘗試有多種處理方式，最有工業前景的是熱法，即加熱聚四氟乙烯到其熔程內，高分子鏈能量增大，鏈端開始活動，由于拉伸殘余應力而收縮，從而獲得較小的孔徑。但PTFE疏水性強，限制了其在水處理中的應用，故需對其進行親水改性。聚四氟乙烯膜的親水改性主要包括共混、輻照、等離子體活化、表面自由基共聚等方法。CN201310048517.3公開了一種親水性聚四氟乙烯微孔膜的制備方法，是將聚四氟乙烯微孔膜浸入到非極性有機溶劑中，取出后浸漬于70～90℃的聚乙烯醇水溶液中，取出后浸漬于后整理液（戊二醛、醋酸、水）中烘干而制得。CN200510060886.X公開了聚四氟乙烯親水性微濾膜的制備方法，將聚四氟乙烯樹脂和聚乙烯醇共混后經雙向拉伸成膜，在270～500℃溫度下定型，再用活化劑活化而制得。201610496695.6公開了親水性多孔聚四氟乙烯膜，是將PTFE和兩性共聚物和潤滑劑的共混物經擠出、雙軸拉伸而制得。這些制備方法在一定程度上改善了聚四氟乙烯膜的親水性能，但都是通過在聚四氟乙烯膜體系中加入了親水性的物質，該親水性物質與聚四氟乙烯的相容性等問題還有待考察。

發明內容

本發明的目的是提供一種親水聚四氟乙烯微超濾膜的制備方法，該膜親水性好、從而降低膜污染、提高膜通量和延長膜壽命。

本發明的親水聚四氟乙烯微超濾膜是將聚四氟乙烯膜用增稠劑水溶液處理，改進聚四氟乙烯膜的親水性，并縮小其孔徑，再將該膜浸漬于聚四氟乙烯乳液中，取出該膜、烘干而制得。

本發明的親水聚四氟乙烯微超濾膜的制備方法，包括以下步驟：

1）在40～80℃，將增稠劑溶解在水中，制得增稠劑水溶液；

2）將聚四氟乙烯膜浸泡在步驟1）制得的增稠劑水溶液中，拿出烘干待用；

3）用高速剪切乳化機將聚四氟乙烯、陰離子表面活性劑、乳化劑、氟碳表面活性劑、分散劑和水在4000～12000rpm下乳化5～20min制成聚四氟乙烯乳液；

4）將步驟2）處理過的聚四氟乙烯膜浸泡在步驟3）制得的聚四氟乙烯乳液中，拿出烘干，再在160～240℃下燒結5～20min即制得本發明的親水聚四氟乙烯微超濾膜。