[发明专利]一种非对称聚烯烃脱气膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种非对称聚烯烃脱气膜，具有多孔的支撑层和致密的分离层，所述支撑层的平均孔径为100‑5000nm，所述分离层的平均孔径为0.1‑10nm；所述分离层的厚度为0.5‑5μm，所述分离层与支撑层的厚度比为1:80‑1:200。本发明提供的非对称聚烯烃膜，具有较大的分离层厚度和更合适的分离层与支撑层厚度比例，能够表现出更好的拉伸性能和显著的耐蚀性，有效防止含有低表面张力的液体突破膜材料，特别是用于油墨脱气时，突破时间远长于其他使用溶剂体系获得的聚烯烃脱气膜，大大延长了聚烯烃脱气膜的使用寿命。

技术领域

本申请涉及过滤膜材料技术领域，尤其涉及一种非对称聚烯烃脱气膜及其制备方法。

背景技术

聚烯烃膜是膜过滤行业中的一个分支，可用于气液分离、液液分离、气气分离等环境。一般而言，聚烯烃膜都具有一定的疏水性，特别适用于油墨脱气、液体除气泡、纯水除氧等领域；同时，因为部分聚烯烃材质具有一定的亲水性能，或者可以亲水的性质，也可用于纯水过滤分离等行业。特殊的，某些聚烯烃材质具有一定的气体选择性，也可用于氮氧分离等气气分离领域。

在实际生产中，制作聚烯烃膜的工艺主要有非溶剂致相分离法(nonsolventinduce phase separation,NIPS)、熔融拉伸法(MSCS)和热致相分离法(thermallyinduced phase separation,TIPS)。其中，TIPS法由于可通过调整冷却条件以及选择合适的稀释剂等因素来控制孔径成为了行业内的主要制备工艺。

TIPS法制备微孔膜主要包括溶液制备、膜浇注和后处理三个步骤，其基本原理为将聚合物与高沸点、低分子量的稀释剂混合后在高温下形成均相溶液，随后通过摸头挤出，成型品在冷却液中发生液-液或固-液分离，脱除溶剂后溶剂所占位置形成微孔。US6375876，US6409921，US6497752以及US7429343等专利中详细介绍了该方法，并获得了孔隙率高的微孔膜。

使用上述方法获得的聚烯烃膜在如油墨脱气等应用中存在以下问题：单位面积下膜材料的拉伸率不够，导致膜材料在抖动环境下容易拉伸变形，容易出现漏液等问题；分离层厚度非常薄，并且分离层中孔结构分布的均匀性不好，导致膜材料的机械强度较差，此外还会降低膜的耐蚀性，无法防止如油墨等含有低表面张力的液体突破膜材料；氧气通量过大，用于脱氧时膜的耐受性也不好。上述问题大大降低了非对称聚烯烃脱气膜的使用寿命。

现有技术中对热致相分离法的关注主要集中于对稀释剂的种类及配比、加热或拉伸温度的改进调整，如CN104707490、CN104552969B、CN108568220A、CN109621747等，但均未能提供解决上述问题的方案。

发明内容

为了解决上述问题，本发明旨在提供一种具有更好的拉伸性能以及显著的耐蚀性的非对称聚烯烃脱气膜，可以有效防止含有低表面张力的液体的侵蚀突破，延长其使用寿命。

一方面，本发明提供了一种非对称聚烯烃脱气膜，具有多孔的支撑层和致密的分离层，所述支撑层的平均孔径为100-5000nm，所述分离层的平均孔径为0.1-10nm；所述分离层的厚度为0.5-5μm，所述分离层与支撑层的厚度比为1:80-1:200。

进一步地，所述分离层的厚度为0.8-3μm，优选1-2μm，更优选1μm；所述分离层与支撑层的厚度比为1:85-1:150，优选1:90-1:120，更优选1:100。

本申请中发现，具有上述厚度比例的聚烯烃脱气膜能够显示出远高于非上述结构特征的聚烯烃脱气膜的机械强度，同时还能够表现出优异的耐蚀效果。

进一步地，所述非对称聚烯烃脱气膜由至少一种选自聚烯烃类的聚合物组分组成，所述聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基-1-戊烯)中的一种或多种。