一種聚偏氟乙烯微孔膜的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚偏氟乙烯微孔膜的生產(chǎn)方法，各物質(zhì)按重量百分比計，聚偏氟乙烯10－25％、復(fù)合致孔劑10－30％，余量為溶劑，按以下步驟進(jìn)行：(1)將聚偏氟乙烯、溶劑投入攪拌器，80℃下攪拌24小時溶解形成均一溶液；(2)投入復(fù)合致孔劑，繼續(xù)在80℃下攪拌24小時；(3)過濾后靜置48小時脫泡，并冷卻至55℃得到鑄膜液；(4)將鑄膜液刮膜片；或在凝固浴條件下用常規(guī)的干濕法紡絲，所述凝固浴為不高于20％濃度的水溶液。以本發(fā)明方法制備的聚偏氟乙烯微孔膜，外側(cè)為指狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為海綿孔結(jié)構(gòu)，兼具了指狀孔膜孔徑小、過濾液穿過阻力小和海綿孔膜結(jié)構(gòu)均勻、無拉力薄弱點的特點。
【專利說明】一種聚偏氟乙烯微孔膜的生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚偏氟乙烯微孔膜的生產(chǎn)方法，屬于膜分離【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]超濾是以壓力為推動力的膜分離技術(shù)之一。以大分子與小分子分離為目的，膜孔徑在I 一 10nm之間。膜分離不涉及到相變過程，能耗較低，而相對于傳統(tǒng)的水處理，占地少，處理效果穩(wěn)定，超濾技術(shù)已經(jīng)被大量用于水處理工程中，特別是污廢水處理、中水回用等項目。超濾膜作為超濾技術(shù)的核心部分，對工程質(zhì)量影響極大。聚偏氟乙烯材質(zhì)的超濾膜，在價格、耐各種介質(zhì)、分離性能等方面，有較好的均衡，是當(dāng)前超濾技術(shù)中處理污廢水的首選。制備聚偏氟乙烯的超濾膜，一般有指狀孔結(jié)構(gòu)與海綿孔結(jié)構(gòu)兩種思路，前者制備方法簡單，能形成更小的膜孔及更暢通的過濾液流道；后者工藝控制相對復(fù)雜，形成的膜更加均勻，出現(xiàn)缺陷、大孔的幾率更低。但后者生產(chǎn)過程中，凝固浴濃度較高，易形成溶劑的蒸汽，危害員工的身心健康。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及缺陷，而提供一種聚偏氟乙烯微孔膜的生產(chǎn)方法，該方法用來解決當(dāng)前聚偏氟乙烯微孔膜全指狀孔結(jié)構(gòu)存在薄弱點、缺陷、大孔的問題，全海綿孔結(jié)構(gòu)存在生產(chǎn)過程中溶劑蒸汽濃度高、對工藝控制要求高以及難以形成小孔徑膜的問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005]一種聚偏氟乙烯微孔膜的生產(chǎn)方法，其特征在于，各物質(zhì)按重量百分比計，聚偏氟乙烯10 - 25%、復(fù)合致孔劑10 - 30%，余量為溶劑，按以下步驟進(jìn)行:(I)將聚偏氟乙烯、溶劑投入攪拌器，80°C下攪拌24小時溶解形成均一溶液；(2)投入復(fù)合致孔劑，繼續(xù)在80°C下攪拌24小時；(3)過濾后靜置48小時脫泡，并冷卻至55°C得到鑄膜液；(4)將鑄膜液刮膜片；或在凝固浴條件下用常規(guī)的干濕法紡絲，所述凝固浴為不高于20%濃度的水溶液。
[0006]所述的復(fù)合致孔劑為公知的既易溶于水又易溶于溶劑的致孔劑和易溶于溶劑但在水中溶解度較小的致孔劑的混合物。
[0007]所述的易溶于溶劑但在水中溶解度較小的致孔劑的重量百分比為5-20%。
[0008]所述易溶于溶劑但在水中溶解度較小的致孔劑在溶劑中的溶解度為每100體積大于20體積，在水中的溶解度為每100體積小于5體積。
[0009]所述的易溶于溶劑但在水中溶解度較小的致孔劑為正辛醇、正硅酸乙酯、丙二醇丁醚、鈦酸酯偶聯(lián)劑、二甲基硅油、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或二種以上混合物。
[0010]所述的溶劑為二甲基乙酰胺、N-甲基吡絡(luò)烷酮中一種或二種混合物。
[0011 ] 在本技術(shù)方案中，采用了易溶于溶劑但難溶或微溶于水的致孔劑和公知的聚乙二醇或聚乙烯吡絡(luò)烷酮等既易溶于溶劑又易溶于水的致孔劑的混合物。當(dāng)鑄膜液與低濃度的凝固浴接觸時，鑄膜液皮層立既形成，皮層上膜孔較小而數(shù)量多；同時由于擴(kuò)散速度快，夕卜部形成指狀裂紋結(jié)構(gòu)。而鑄膜液內(nèi)部，由于溶于水的組分減少以及難溶或微溶于水的致孔劑分量的相對增加，阻礙了這種發(fā)生在表層的凝固浴-鑄膜液快速擴(kuò)散過程，從而抑制了指狀孔的發(fā)展，形成海綿孔結(jié)構(gòu)。
[0012]以本方法制備聚偏氟乙烯微孔膜時，凝固浴可以為純水，規(guī)避了溶劑蒸汽的問題，不僅節(jié)約了成本，更有利于員工的身心健康。而制備的聚偏氟乙烯微孔膜，外部為指狀孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為海綿孔結(jié)構(gòu)，兼具了前者孔徑較小，后者缺陷、大孔少，無薄弱點的優(yōu)勢。

【具體實施方式】
[0013]以下結(jié)合實例對發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。各實施例的用量按重量百分比計。
[0014]實施例1
[0015]將10%聚偏氟乙烯、65%二甲基乙酰胺投入攪拌器，80°C下攪拌24小時溶解形成均一溶液；再投入5%聚乙烯吡絡(luò)烷酮K30和20%的正硅酸乙酯，繼續(xù)在80°C下攪拌24小時；過濾后靜置48小時脫泡，并冷卻至55°C得到鑄膜液；將鑄膜液在玻璃板上刮膜后浸入純水；將獲得的膜片切開后在顯微鏡上觀察，膜外側(cè)為指狀裂紋孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)為海綿孔結(jié)構(gòu)。
[0016]實施例2
[0017]將25的％聚偏氟乙烯、65%二甲基乙酰胺投入攪拌器，80°C下攪拌24小時溶解形成均一溶液；再投入5%的聚乙二醇PEG2000和5%的二甲基硅油，繼續(xù)在80°C下攪拌24小時；過濾后靜置48小時脫泡，并冷卻至55°C得到鑄膜液；干濕法紡絲，膜絲尺寸為
0.7mm/l.3mm，膜絲內(nèi)外凝固浴都是純水；將獲得的膜絲切斷后在顯微鏡上觀察，膜外側(cè)為指狀裂紋孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)為海綿孔結(jié)構(gòu)，泡點壓力大于0.5MPa。
[0018]實施例3
[0019]將15的％聚偏氟乙烯、65%二甲基乙酰胺投入攪拌器，80°C下攪拌24小時溶解形成均一溶液；再投入10%的聚乙二醇PEG400和10%的丙二醇丁醚，繼續(xù)在80°C下攪拌24小時；過濾后靜置48小時脫泡，并冷卻至55°C得到鑄膜液；干濕法紡絲，膜絲尺寸為
0.7mm/l.3mm，膜絲內(nèi)外凝固浴都是純水；將獲得的膜絲切斷后在顯微鏡上觀察，膜外側(cè)為指狀裂紋孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)為海綿孔結(jié)構(gòu)，泡點壓力大于0.4MPa。
[0020]實施例4
[0021]將10的％聚偏氟乙烯、60%二甲基乙酰胺投入攪拌器，80°C下攪拌24小時溶解形成均一溶液；再投入12%的聚乙烯吡絡(luò)烷酮K90和18%的正辛醇，繼續(xù)在80°C下攪拌24小時；過濾后靜置48小時脫泡，并冷卻至55°C得到鑄膜液。干濕法紡絲，膜絲尺寸為
0.7mm/1.3mm，膜絲內(nèi)外凝固浴都是20%的二甲基乙酰胺的水溶液。將獲得的膜絲切斷后在顯微鏡上觀察，膜外側(cè)為指狀裂紋孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)為海綿孔結(jié)構(gòu)，泡點壓力大于0.3MPa。
[0022]實施例5
[0023]將15的％聚偏氟乙烯、35%二甲基乙酰胺、30%的N-甲基吡絡(luò)烷酮投入攪拌器，80°C下攪拌24小時溶解形成均一溶液；再投入1%的氯化鋰、6%的聚乙二醇PEG400和13%的鄰苯二甲酸二丁酯，繼續(xù)在80°C下攪拌24小時；過濾后靜置48小時脫泡，并冷卻至55°C得到鑄膜液；干濕法紡絲，膜絲尺寸為0.7mm/1.3mm，膜絲內(nèi)凝固浴為20%的乙醇水溶液，外凝固浴為純水；將獲得的膜絲切斷后在顯微鏡上觀察，膜外側(cè)為指狀裂紋孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)為海綿孔結(jié)構(gòu)，泡點壓力大于0.4MPa。
【權(quán)利要求】
1.一種聚偏氟乙烯微孔膜的生產(chǎn)方法，其特征在于，各物質(zhì)按重量百分比計，聚偏氟乙烯10 — 25%、復(fù)合致孔劑10 - 30%，余量為溶劑，按以下步驟進(jìn)行:(I)將聚偏氟乙烯、溶劑投入攪拌器，80°C下攪拌24小時溶解形成均一溶液；(2)投入復(fù)合致孔劑，繼續(xù)在80°C下攪拌24小時；(3)過濾后靜置48小時脫泡，并冷卻至55°C得到鑄膜液；(4)將鑄膜液刮膜片；或在凝固浴條件下用常規(guī)的干濕法紡絲，所述凝固浴為不高于20%濃度的水溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚偏氟乙烯微孔膜的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的復(fù)合致孔劑為公知的既易溶于水又易溶于溶劑的致孔劑和易溶于溶劑但在水中溶解度較小的致孔劑的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚偏氟乙烯微孔膜的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的易溶于溶劑但在水中溶解度較小的致孔劑的重量百分比為5-20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚偏氟乙烯微孔膜的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述易溶于溶劑但在水中溶解度較小的致孔劑在溶劑中的溶解度為每100體積大于20體積，在水中的溶解度為每100體積小于5體積。
5.根據(jù)權(quán)利要求2- 4之一所述的一種聚偏氟乙烯微孔膜的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的易溶于溶劑但在水中溶解度較小的致孔劑為正辛醇、正硅酸乙酯、丙二醇丁醚、鈦酸酯偶聯(lián)劑、二甲基硅油、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或二種以上混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1一 4之一所述的一種聚偏氟乙烯微孔膜的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的溶劑為二甲基乙酰胺、N-甲基吡絡(luò)烷酮中一種或二種混合物。
【文檔編號】B01D71/34GK104437123SQ201410653629
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】陳泉學(xué), 郝艷杰, 龐兵 申請人:陳泉學(xué)