[发明专利]复合聚四氟乙烯和超高模量聚乙烯过滤膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米无纺布材料制备技术领域，具体涉及一种复合聚四氟乙烯和超高模量聚乙烯过滤膜的制备方法。

背景技术

微层共挤出技术发展到现在已经有几十年，但目前只有局部被推广应用，更多的是处于实验室研究阶段。

微层共挤技术是指将两种或两种以上聚合物通过共挤出形成几十层乃至上千层交替多层复合材料，单层层厚可以薄至微纳米级。微层共挤出技术可使功能填料组份在聚合物基体中的原位成纤，从而制备高性能和功能化的交替多层复合材料。

微层共挤出技术可将不同聚合物的优异性能通过交替多层复合结合起来制备功能复合材料，当复合材料层数足够多时，单层可薄至与分子链尺寸相当的一维纳米结构，这种独特的微层结构将复合材料功能多样化。对于填充型复合材料，纳米级尺度层结构的出现可使填料颗粒的分布由三维简化为二维，在研究和改善界面性质（如扩散与粘结）等方面可以不在采用复杂的三维模型分析。

彩虹膜是当前应用量较多的微层共挤技术应用典范。利用折光系数不同的两种热塑性透明树脂（折光系数相差0.03），经多层复合共挤出制成30层以上,厚度方向上均匀平行的交替厚度为0.015-0.05mm的有彩虹效果的薄膜，随观察角度的不同而色彩各异。其五彩斑斓的色彩效果是依据光学的折射、干涉，反射原理，在反射带处于光的波长范围时有彩虹现象产生，彩虹膜所反射的色彩是由反射光的波长所决定的。故此它显现出五颜六色的绚丽色彩。制备彩虹膜还可以采用刻光珊的方法和多层镀膜的方法来制备，但是这两种方法制造费用高，制造的面积小，生产速度低，只适合用于防伪标识，商标等使用。而多层反射塑料复合彩虹膜制造费用低，生产规模大，一台机组一天可以生产数万平方米，适合大范围的应用，如装饰装潢材料、印刷、包装等方面使用。尤其在糖果、鲜花包装上效果很好，并具有相当大的应用前景。

2005年前，微层共挤技术及彩虹膜的制备技术基本被美国Mearl公司、Angerer公司和台湾日鹤公司等把持，其中有10多项专利覆盖了制备技术的关键点，最近美国的EDI公司、北京化工学院的杨卫民、四川大学的郭少云、蓝天、精诚公司等先后推出专利型技术解决了困扰薄膜阻隔性、光学性、针孔疵点、瑕疵断裂、抗拉伸性和电学性能的问题。聚四氟乙烯薄膜太柔软、不易定型，受力后很容易变形，影响其作为过滤膜的使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于为了克服了现有技术中聚四氟乙烯和超高模量聚乙烯过滤膜无法制备的技术难题，利用微层共挤出技术与拉伸技术的合理组配，开发出复合聚四氟乙烯和超高模量聚乙烯过滤膜的制备方法，满足工业化过滤膜的社会需求。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种复合聚四氟乙烯和超高模量聚乙烯过滤膜的制备方法，包括以下步骤：（1）将原料组份A和组份B分别从柱塞泵挤出机的两个柱塞泵喂入，所述组份A为白油与聚四氟乙烯的混合物，白油与聚四氟乙烯的重量比为95：5-50：50，所述组份B为白油与超高模量聚乙烯的混合物，白油与超高模量聚乙烯的重量比为95：5-50：50；（2）将所述步骤（1）中A组份和B组份在柱塞泵挤出机的作用下导入微层共挤装置，经微层共挤装置挤出30层以上的叠层料；（3）所述步骤（2）制得的叠层料进入衣架模头，并被挤成层数大于30层，厚度为50-1000μm的熔体膜；（4）所述熔体膜在温度为70-90度、牵伸速度为30米/分钟牵伸系统的作用下逐渐变薄，制得复合聚四氟乙烯和超高模量聚乙烯过滤膜；所述过滤膜根据不同的需求和标准，在牵伸系统的作用下变薄至特定孔径的过滤膜，如超滤、纳滤、反渗透等不同标准；（5）将步骤（4）制得的过滤膜经卷绕机构制成聚四氟乙烯和超高模量聚乙烯过滤膜卷材。度、牵伸速度为30米/分钟牵伸系统的作用下逐渐变薄，制得复合聚四氟乙烯和超高模量聚乙烯过滤膜至特定孔径的过滤膜，比如超滤、纳滤、反渗透等不同标准。

所述步骤（1）中的柱塞泵挤出机为双柱塞泵挤出机或三柱塞泵挤出机，优选三柱塞泵挤出机。

所述步骤（1）中原料组份A和组份B为纳米粉体或纳米母粒，制备出相应功能的功能性复合聚四氟乙烯和超高模量聚乙烯过滤膜。

所述步骤（1）A/B的比例可以调整，根据需要，层叠的层与层之间的厚度可调，可以是等厚，也可以是不等厚。

为满足不同的生产需求，所述步骤（1）中加工复合聚四氟乙烯和超高模量聚乙烯过滤膜时，根据情况调整相应的组份与配比。