[发明专利]聚偏氟乙烯增强型微孔膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保节能的聚偏氟乙烯微孔膜及其制备方法，特别涉及一种聚偏氟乙烯增强型微孔膜及其制备方法。

背景技术

聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜以其良好的耐腐蚀性、耐溶剂性和耐温性以及易于制备等特点备受关注。聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜较普遍的采用浸没相转化法制备获得，该方法获得的PVDF微孔膜的拉伸强度一般比较低，其拉伸强度通常在5Mpa以内，不能满足浸没式膜组件对微孔膜的使用强度要求。

在现有技术中，实验室制备微孔膜通常是采用流延法在无纺布上，依靠无纺布增大强度，制作时用玻璃作为基板进行刮膜，此方法用于制备单功能层膜，制作的微孔膜很大程度上受限于作为基底的无纺布材料，并且在无纺布上涂布会因为制膜液浸渍到无纺布中的程度不一致，导致微孔膜的分布不均匀和孔分布较差等现象。同时将制膜液简单的涂覆在无纺布的外表面很难控制制膜液向纤维内的渗入量，往往会出现某些纤维内腔堵塞的问题。并且制膜液只涂布在纤维的外表面，因此微孔膜与纤维之间的结合能力往往不好，在对膜进行反向清洗过程中，聚合物分离膜与纤维间易发生脱落。由于上述问题的存在，限制了聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜的使用以及提高了使用成本。

因此，需要一种聚偏氟乙烯增强型微孔膜，具有较为简单的工艺过程，制作成本较低，不依赖于无纺布等基层，不但能有效的控制膜的孔径分布和大小，并且所制得的膜拉伸强度较高，适应于较宽泛的范围。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种聚偏氟乙烯增强型微孔膜及其制备方法，具有较为简单的工艺过程，制作成本较低，不依赖于无纺布等基层，不但能有效的控制膜的孔径分布和大小，并且所制得的膜拉伸强度较高，适应于较宽泛的范围。

本发明的聚偏氟乙烯增强型微孔膜，微孔膜内添加可溶性聚酰亚胺。

进一步，微孔膜中聚偏氟乙烯和可溶性聚酰亚胺的质量比为10-30:1-7；

进一步，微孔膜中聚偏氟乙烯和可溶性聚酰亚胺的质量比为18:4。

本发明还公开了一种聚偏氟乙烯增强型微孔膜的制备方法，包括下列步骤：

a.将聚偏氟乙烯、可溶性聚酰亚胺、溶剂和添加剂混合搅拌，配制制膜液；

b.将制模液直接涂布成膜，并在均匀的、可控的湿度(35-75％)和温度(25-65℃)下进行处理后浸没于凝固浴中形成微孔膜：

c.微孔膜进行保孔处理并固化。

进一步，步骤a中，聚偏氟乙烯、可溶性聚酰亚胺、溶剂和添加剂的质量比为10-30:1-7:70-90:1-10；

进一步，所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、六甲基磷酸铵、四甲基尿、四氢呋喃和丙酮中的一种或几种的混合物；添加剂为乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、氯化锂、高氯酸锂、丙三醇、乙二醇、甲醇和乙醇中的一种或几种的混合物；

进一步，步骤b中，首先将制膜液在100-200目不锈钢滤网上过滤而后在-0.1Mpa下抽真空脱泡24h后在玻璃基板上流延涂布成膜；

进一步，步骤b中，涂布成膜后，在专利号为ZL201220623345.9的多孔膜成膜装置中进行均匀的、可控的湿度和温度下处理；

进一步，步骤b中，所述凝固浴成分为H₂O、乙醇和1-辛醇中的一种或几种的混合物；

进一步，步骤c中，将微孔膜置于18-50％丙三醇溶液中放置12h进行保孔处理后放入水中浸泡24h。

本发明的有益效果是：本发明的聚偏氟乙烯增强型微孔膜及其制备方法，采用在聚偏氟乙烯微孔膜中添加可溶性聚酰亚胺的方式，有效提高产品的拉伸强度，经检测，本发明所得的微孔膜拉伸强度均高于10MPa，适应于较宽泛的范围，使用过程中，可根据需要进行反洗而不损坏微孔膜，节约使用成本；并不需要现有技术的无纺布结构，对成孔无不良影响，能有效的控制膜的孔径分布和大小；制备工艺方法根据产品组分而形成，配以与主要成分相互作用的溶剂以及添加剂，形成的成膜液各个成分之间相互作用、相互协调，涂布过程中均匀分布，保证微孔均匀而规整，由于工艺过程较为简单，制作成本较低。

具体实施方式

本发明的聚偏氟乙烯增强型微孔膜，微孔膜内添加可溶性聚酰亚胺，实际制作过程中，需明确能将二者之间混合均匀并且均溶解的溶剂，并采用适当的添加剂，以便通过浸没相转化完成成膜；实际上，本发明中，可溶性聚酰亚胺添加入微孔膜内，少量即可具有增强效果。