[发明专利]一种增强型氯化聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于膜制备技术领域，具体涉及一种增强型氯化聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法。

背景技术

氯化聚氯乙烯(CPVC)是聚氯乙烯(PVC)进一步氯化的产物，含氯质量分数一般为63％-68％，是一种重要的耐热型PVC改性品种。随着氯质量分数的增加，分子键极性增大，分子间作用力增强，使CPVC具有很多优良性能：(1)耐热性好，其维卡软化点比PVC树脂提高约40℃，制品可在-40-98℃温度范围内长期使用，是能在较高温度和较高压力下长期使用的为数不多的聚合物之一；(2)能耐大多数的酸、碱、盐，具有很好地耐化学腐蚀性；(3)CPVC的极限氧指数为60，具有优异的阻燃自熄性，燃烧能力差，火焰扩散慢，且有抑烟性；(4)拉伸强度比PVC提高约50％，比ABS树脂、PP树脂的拉伸强度提高约1倍；(5)CPVC不受水中余氯的影响，细菌不易滋生，具有良好的抗菌性；(6)制备工艺简单，生产成本低。因此，CPVC已逐步取代传统的热塑性工程塑料，广泛应用于石油、化工、建材、造船、电器、印染、电镀、食品及造纸等领域。

专利CN 104147944 B首次公开了一种氯化聚氯乙烯在水处理中空纤维膜中的应用及制备方法，使得利用CPVC加工中空纤维膜成为可能，为中空纤维膜的制备提供了新的原料途径。与传统的分离膜材料相比，如PVC、PVDF、PES、PE、PAN等，CPVC具有较强的竞争优势。随着膜技术应用领域的扩大，对膜材料性能的要求也越来越高，传统的溶液纺丝法所制备的单质中空纤维膜已不能满足膜分离技术应用发展的需要，尤其是力学强度不足的问题。其中，专利CN 104147944 B所制备的CPVC中空纤维膜的断裂强度能达到5.8MPa，但断裂伸长率最大为41％。在废水处理中，由于曝气的扰动，经常出现断丝的现象，造成出水水质的下降。编织管增强型中空纤维膜(将聚酯、聚酰胺纤维等中空管状编织物作为增强体，在其上涂覆聚偏氟乙烯铸膜液，复合固化后形成表面分离层)的出现，为改善传统溶液纺丝法中空纤维膜的力学性能提供了新的途径。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种增强型氯化聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法。该制备方法以中空编织管为增强体，以CPVC铸膜液为表面分离层，制备增强型CPVC中空纤维膜。所得增强型CPVC中空纤维膜具有优良力学性能，并且制备工艺过程简单，成本低，适于工业化生产等特点。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种增强型CPVC中空纤维膜的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：

(1)编织纤维增强体：采用二维编织技术将纤维制成中空编织管，并以其作为中空纤维膜增强体；所述纤维为CPVC长丝或CPVC长丝与PU长丝的混编长丝，CPVC长丝与PU长丝的混编比为50-90∶10-50；所述中空编织管的直径为1.0-2.0mm。

(2)制备CPVC铸膜液：将15-35wt％的CPVC、5-20wt％的致孔剂和2-10wt％的加工助剂，在50-90℃下溶解于40-70wt％的溶剂中，经搅拌、真空脱泡后得到CPVC铸膜液；

所述CPVC为重均分子量介于50000至500000道尔顿之间，氯含量在55-75％，优选重均分子量在100000至300000道尔顿之间、氯含量在63-68％中的CPVC树脂。

所述制孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、丙三醇和吐温中的至少一种，优选聚乙二醇。

所述加工助剂为光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂或紫外线吸收剂中的至少一种。所述光稳定剂为双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、癸二酸双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶)酯或1-(甲基)-8-(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯；所述热稳定剂为指马来酸酐甲基锡、逆酯甲基锡或硫醇甲基锡；所述抗氧化剂为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳酸酯、2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚或硫代二丙酸二月桂酯；所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；

所述溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲苯、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的至少一种，优选N，N-二甲基甲酰胺。