[发明专利]多孔膜和其制造方法

说明书

本发明提供多孔膜，其包括聚氯乙烯(PVC)和嵌入所述多孔膜中的至少一种无机填料，其中所述无机填料包括硫酸沉淀二氧化硅。本发明进一步提供用于制造所述多孔膜的方法。

技术领域

本发明涉及多孔膜(membrane)，具体地多孔膜、以及其制造方法。

技术领域

多孔膜取决于它们的性质例如用于制造所述膜的材料、它们的形态和膜孔的尺寸而被广泛地用于各种各样的应用。所述膜可用作过滤膜、分离膜、膜吸附器、膜催化剂或膜生物反应器。应用领域包含纳米技术、食品科学、能源、环境、健康、化学品、生物技术和医学。

通常，多孔膜是通过将有机或无机材料烧结或者通过径迹蚀刻工艺而获得的。多孔膜也可通过将聚合物薄膜(film)拉伸而制备。这些薄膜是由聚合物粉末在接近熔融温度的100-250℃的高温下挤出的，如在US 60293301和US3351495A中描述的。然后将所挤出的薄膜退火、冷却和拉伸。基体膜经常是通过在聚合物溶液内原位合成二氧化硅颗粒，之后相分离的溶胶-凝胶方法而制备的。这些程序的缺点之一是使用相当大的溶剂体积。所述溶剂是无法回收的，这对于工人、环境有害，而且使所述膜的成本增加。

现有技术的多孔膜通常为一次性使用的膜。为了将膜重复使用，应将其在酸性和/或氧化性条件下洗涤以保证来自前次使用的所有分子和/或残留物的除去。迄今知晓的膜当在酸性和/或氧化性条件下洗涤时显示出严重的完整性损失。

由于多孔膜的广泛用途，因此强烈地需要具有特定表面性质、用特定配体官能化、提高的鲁棒性、能够耐受溶剂和/或各种清洁剂和/或能够忍受极端pH条件的膜。而且需要可洗涤并且可重复使用的膜。

本发明的目标是克服上述问题的至少部分。本发明的目的之一是提供其中可以容易地加入特定功能性的可重复使用的多孔膜。另一目标是提供对极端酸性和氧化性条件和/或对各种各样的溶剂具有长期耐受性的膜。另一目标是提供经济的并且环境友好的用于制造多孔膜的方法。这些目标根据如权利要求中所描述的发明而实现。

发明内容

在第一方面中，本发明提供膜，其包括聚氯乙烯(PVC)和嵌入所述多孔膜中的至少一种无机填料，其中所述无机填料包括硫酸沉淀二氧化硅。优选地，所述PVC的粘度至少为K_wert＝60。所述粘度是根据ISO 1628-2测量的。所述PVC选自包括如下的组：悬浮法PVC、微悬浮法PVC和乳液法PVC。

在第二方面中，本发明提供用于制造多孔膜的方法，其包括：

-形成包括热塑性聚合物材料和至少一种具有孔的无机填料的粉末共混物；

-添加第一溶剂，使得所述第一溶剂被吸收在所述无机填料的孔中，所述第一溶剂选自酮例如环己酮或甲乙酮或二丙酮醇、及其混合物；

-添加第二溶剂以从所述无机填料的孔置换所述第一溶剂，所述第二溶剂为水；

-将所述粉末挤出和/或压延，从而获得原膜(raw membrane)；

-液相提取所述溶剂以形成多孔膜；

和

-任选地使所述膜的至少一个表面变形以获得(起)波纹(的)(corrugated)或加肋(的)(ribbed)膜；

其中所述无机填料包括硫酸沉淀二氧化硅。优选地，所述热塑性聚合物材料为具有根据ISO 1628-2测量的至少60的粘度的聚氯乙烯。

在一种优选实施方式中，所述挤出步骤在25℃-50℃的温度下进行。所述压延步骤优选地在室温下进行，从而简化所述膜的制造过程和显著地降低制造成本。

根据本发明实施方式的膜具有容许其经受住在非常酸性和/或氧化性条件下的洗涤和清洁的高的抗氧化性。在所述条件下，所述膜未丧失完整性。这使得可将同样的膜以可变化的目的重复使用若干次。