[发明专利]一种无机-有机功能化聚四氟乙烯微孔膜的制备方法

权利要求书

1.一种无机-有机功能化聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)配制复合型乳化剂：室温，将聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯、双(2-乙基己基)璜琥珀酸钠溶于低沸点醇，不断搅拌溶解，得到复合型乳化剂放置备用；

其中各组分的质量百分比为：聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯70～80wt%；

双(2-乙基己基)璜琥珀酸钠1～5%wt%；

低沸点醇20～25wt%；

以上各组分的重量百分比之和为100%；

(2)含氟共聚物微乳液配制：

将步骤(1)得到复合型乳化剂溶于丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸甲酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯组成的油相中，水浴控温20～35℃下不断搅拌下，向其中逐滴加入超纯水或氨水水溶液，连续监测混合液的电导率，直到电导率变化值趋于稳定时，停止滴加，得到体系透明的微乳液；

其中各组分的质量百分比为：丙烯酸六氟丁酯10～25wt%；

甲基丙烯酸甲酯40～60wt%；

乙二醇二甲基丙烯酸酯2～5wt%；

步骤(1)的复合型乳化剂30～40wt%；

超纯水或氨水水溶液1～10wt%；

以上各组分的重量百分比之和为100%；

(3)无机纳米粒子的原位合成：向步骤(2)所得含氟共聚物微乳液体系中缓慢滴加与步骤(2)中超纯水或氨水水溶液等量的无机纳米粒子前驱体，充分搅拌0.5～4h，得到含有无机纳米粒子的含氟共聚物微乳液；

(4)无机-有机功能化聚四氟乙烯微孔膜的制备：将引发剂溶于步骤(3)所得的含有无机纳米粒子的含氟共聚物微乳液中，充分搅拌，静置，真空脱泡，获得无机-有机含氟共聚物浸涂液；将聚四氟乙烯微孔膜经表面活性剂预处理后，浸没于上述无机-有机含氟共聚物浸涂液中，浸没15～60min，移除浸涂液；

将负载有浸涂液的聚四氟乙烯微孔膜置于60～70℃的烘箱中反应10～120min，或将负载有浸涂液的聚四氟乙烯微孔膜置于紫外光辐照装置中，反应10～60min；然后在100℃～150℃下热处理1～4h，即得到无机纳米粒子分散均匀的无机-有机功能化聚四氟乙烯微孔膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无机-有机功能化聚四氟乙烯微孔膜中均匀分散的无机纳米粒子粒径为10～80nm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯的平均分子量为500～2000。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中氨水水溶液为新鲜配置的质量分数为10～28%氨水水溶液。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中若无机纳米粒子为TiO₂无机纳米粒子，其前驱体为钛酸四丁酯、钛酸异丙酯或四氯化钛；所述步骤(3)中若无机纳米粒子为SiO₂无机纳米粒子，其前驱体为正硅酸乙酯。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中对聚四氟乙烯微孔膜预处理为在含氟表面活性剂的乙醇溶液浸泡0.5～1.0h，室温自然干燥。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述含氟表面活性剂的乙醇溶液中含氟表面活性剂的质量浓度为0.5～2%。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)的含氟表面活性剂为全氟烷基乙醇聚氧乙烯醚或全氟辛基磺酸钾。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的引发剂为偶氮二异丁氰、对过硫酸铵/四甲基乙二胺或二苯甲酮。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的聚四氟乙烯微孔膜的孔径0.1～0.45μm，厚度80～600μm。