[发明专利]一种PVF微孔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种PVF微孔膜及制备方法，所述PVF微孔膜采用热致相分离法制备，所述PVF微孔膜的拉伸强度为1～25MPa、断裂伸长率为20～200％、水通量为0.1～2500L/m²·h。本发明的PVF微孔膜具有亲水性好、耐碱、耐酸、耐溶剂等优点。

技术领域

本发明涉及膜材料领域，特别涉及一种利用热致相分离法制备的PVF微孔膜及其制备方法。

背景技术

膜分离技术是指借助膜的选择渗透作用，在外界的能量差作用下对混合物中的溶质和溶剂进行分离。与传统分离技术相比，膜分离技术具有分离效果好，装置简单，操作简单，能耗低，受场地限制小等许多优点，是一种高效的分离技术。

用于膜分离技术的膜材料常见的有聚偏氟乙烯膜、聚丙烯膜、聚醚砜膜和聚砜膜等。其中，聚偏氟乙烯膜因具有良好的热稳定性、化学稳定性、机械强度及成膜特性等优点最为常用，但其亲水性极差、不耐NMP、DMAc、DMF、TEP、丙酮和DMSO等溶剂，不耐碱的腐蚀。

为了改善聚偏氟乙烯膜的性能，研究人员对其进行了共混改性、共聚改性、表面物理改性和化学改性等研究，如专利CN102688705A公开了利用纳米TiO2溶胶亲水化改性PVDF超滤膜的方法，专利CN103785304A公开了亲水接枝多壁碳纳米管改性聚偏氟乙烯膜及其制备方法，专利CN104492282A公开了离子液体修饰的TiO2纳米粒子/PVDF复合微孔膜及其制备方法，上述方法虽然均对提高聚偏氟乙烯膜的水通量有一定的效果，但是方法比较复杂，亲水效果不是很理想，也不能改善膜的耐溶剂性和耐碱性。

而聚丙烯膜制备温度高，耐候性差，表面易污染；聚醚砜膜和聚砜膜制备温度更高，价格贵，不耐芳烃类溶剂等。

PVF膜具有较好的耐溶剂性和亲水性，广泛应用于薄膜的制备，但现有技术中并未公开对PVF微孔膜制备的相关报道。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种亲水性好、耐碱、耐酸、耐溶剂，抗弯折性能好，表面能达到30-40dynes/cm的PVF微孔膜。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种PVF微孔膜，所述PVF微孔膜采用热致相分离法制备，在制备过程中，螺杆机加热温度和铸膜液挤出温度低于PVF树脂的熔点，所述PVF树脂的熔点为210℃，在275℃和2.16kg熔指为5～200g，分子量为100000～1000000。作为优选，在275℃和2.16kg熔指为30～180g，分子量为300000～1000000。

本发明制备获得的PVF微孔膜具有优异的机械性能和水通量，具体地，拉伸强度为1～25MPa、断裂伸长率为20～200％、水通量为0.1～2500L/m²·h。作为优选，拉伸强度为2～25MPa、断裂伸长率为50～200％、水通量为100～2000L/m²·h。

本发明制备获得的PVF微孔膜的空隙形态为海绵状结构，孔隙率为30～85％，且微孔分布均一，直径为200～300nm的微孔占比70％，直径为150～200nm的微孔占比5％，直径为300～350nm的微孔占比25％。作为优选，所述PVF微孔膜的孔隙率为60～80％，直径为200～300nm的微孔占比75％，直径为150～200nm的微孔占比5％，直径为300～350nm的微孔占比20％。

进一步地，所述螺杆机加热温度为130～200℃，铸膜液挤出温度为：120～190℃；作为优选，所述螺杆机加热温度为135～190℃，铸膜液挤出温度为：140～180℃。

本发明还提供一种制备温度低、生产成本低，适于工业化生产的上述任一所述的PVF微孔膜的制备方法，所述制备方法包括：

(1)将氟乙烯共聚物、潜溶剂、成孔剂及助剂按照10～80：0.05～50：0.05～20：0.05～30的质量配比制成均匀混合物；