[发明专利]聚偏氟乙烯分离膜制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚偏氟乙烯平板分离膜的制备方法，可用于制造聚偏氟乙烯平板超滤膜或聚偏氟乙烯平板微孔膜。

背景技术

聚偏氟乙烯平板膜主要用于各种领域里的过滤分离。

本发明聚偏氟乙烯平板膜的形成机理为溶液相转移成膜，即将成膜聚合物、有机溶剂、成孔剂按一定比例混合，溶解均匀、脱泡后，经平板刮刀控制涂覆液厚度，然后进入凝固浴中成形。聚合物溶液中的溶剂和成孔剂进入凝固剂相，聚合物由于相转移而沉析成聚合物平板膜。通过控制涂覆液配方、涂覆工艺参数与平板膜后处理条件，可以得到一定孔径的聚偏氟乙烯平板分离膜。

聚偏氟乙烯平板膜的断面结构一般为非对称结构，即由分离皮层与多孔支撑层组成，但由于聚偏氟乙烯树脂表面能很低，憎水性较强，形成分离膜时容易形成不透水的致密性皮层，一般是利用在涂覆液中添加各种不同的成孔剂及助剂的方法来解决上述问题：在日本特公昭62-017614中，记载了混合聚偏氟乙烯、高分子成孔剂聚乙二醇、表面活性剂土温-80，然后相转移成膜的方法；在日本特公平3-71168中，记载了加入7.2wt％的聚乙二醇作为成孔剂的制备方法；在CN1128176A中记载了将聚偏氟乙烯、溶剂、高分子成孔剂、非溶剂、表面活性剂等混合后成膜的方法。其中以适当比例加入的高分子成孔剂、非溶剂、表面活性剂，甚至助溶剂，它们相互作用，相互协调，获得高透过通量的分离膜；在CN1265048A中记载了将聚偏氟乙烯、有机液体和无机粒料掺混，然后熔融纺丝，获得内径较大、适于高粘度液体的中空纤维膜。

上述文献的内容均为制备中空纤维分离膜，可以将上涂覆液述配方用于制备平板膜。平板膜制备方法一般均为将成膜涂覆液刮涂在无纺布、绸布等支撑基底上，以提供分离膜所必需的强度。由于聚合物涂覆层与无纺布基底的结合牢度问题，导致平板膜在使用中均不能采用反向清洗方式，而反向清洗方式是控制膜污染最简单有效的方法。

发明人在现有技术的基础上做了进一步的改进，从而制得性能稳定、高强度的聚偏氟乙烯平板分离膜。所得到的平板膜可以采用反向清洗方式。

发明内容

本发明的目的为提供一种加筋增强的聚偏氟乙烯平板分离膜产品以及其制造方法。

采用粗网格的无纺布滤布或编织网作为平板分离膜支撑基底，在制膜涂覆液中混杂入一定量的非溶解性、高强度纤维材料，使分离膜得到加筋增强效果，从而制得性能稳定、高强度的聚偏氟乙烯平板分离膜。所得到的平板膜可以采用反向清洗方式。

本发明聚偏氟乙烯增强平板膜的形成机理为溶液相转移成膜，即将聚偏氟乙烯、有机溶剂、成孔剂和增强纤维按一定比例混合，使聚偏氟乙烯溶解均匀，但增强纤维材料为均匀悬浮分散，构成制膜涂覆液。将制膜涂覆液脱泡后，涂覆在10～50目的无纺布滤布或编织网上，经平板刮刀控制涂覆液厚度，然后牵引进入凝固浴中成形。聚偏氟乙烯溶液中的溶剂和成孔剂进入凝固剂相，聚偏氟乙烯由于相转移作用而与增强纤维材料一起沉析，制成聚偏氟乙烯平板膜。通过控制涂覆液配方、涂覆工艺参数与平板膜后处理条件，可以得到一定孔径的聚偏氟乙烯平板分离膜。

本发明中，由于平板膜基底采用无纺布滤布或编织网，网格为10～50目，在刮膜时制膜涂覆液很容易穿过无纺布滤布或编织网基底，将无纺布滤布或编织网包覆在聚偏氟乙烯膜材料内部，因而制得的平板膜可以采用反向清洗方式，不会使聚偏氟乙烯膜材料从平板膜基底上脱落。但采用通常的制膜涂覆液时，由于聚偏氟乙烯膜材料本体强度低，使制备出的聚偏氟乙烯平板分离膜强度不能满足使用要求。为了提高聚偏氟乙烯平板分离膜的机械强度，在涂覆液中加入非溶化高强度纤维，与各种制膜添加剂共同作用，从而可以刮制出性能稳定、孔径适当、高透水通量、高强度的聚偏氟乙烯平板分离膜。

制膜添加剂主要包括无机成孔剂、有机高分子成孔剂和表面活性剂中的一种或由多种复配构成，还可以包括其它添加剂。下列各种物质的重量百分数以聚合物纺丝溶液的总重量为基准，纺丝液中各种物质的重量百分数的和为100wt％。

非溶化高强度纤维材料可以为丙纶、涤纶、尼龙等常用化纤材料或碳纤维材料、玻璃短纤维。

无纺布滤布或编织网的网格为10～50目，材料可以为丙纶、涤纶、尼龙等常用化纤材料或碳纤维材料、玻璃纤维。