[发明专利]一种亲水型聚四氟乙烯平板膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种亲水型聚四氟乙烯平板膜的制备方法。方法是将聚四氟乙烯平板膜先进行松弛处理，再将纳米颗粒填充到微孔中，之后将N,N‑亚甲基双丙烯酰胺等物质涂层到填充了纳米颗粒的平板膜表面，最后经过与氮气反应、碱处理等工艺，得到所需的亲水型聚四氟乙烯平板膜。本发明制备得到的聚四氟乙烯平板膜亲水性能优异，水过滤速度可达1‑4立方米/平方米·小时，可广泛用于污水过滤行业，具有显著的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及一种聚四氟乙烯平板膜，尤其涉及一种亲水型聚四氟乙烯平板膜的制备方法。

背景技术

双向拉伸的聚四氟乙烯平板膜具有高孔隙率的结构特征如图1，摩擦系数小，表面光滑，是一种高通量的过滤介质。但聚四氟乙烯平板膜的强疏水性也限制了其在水溶液体系处理中的应用。

目前聚四氟乙烯平板膜的亲水改性主要是通过包括电子束、等离子体等在内的辐照源，辐照引发接枝亲水性单体，从而赋予材料亲水性能。电子束等辐照深度大，对材料的力学性能影响大；等离子体等属表面辐照，接枝反应只能发生在表面。

现有制备方法主要分为两类：一是将亲水材料与聚四氟乙烯原料共同制膜；二是将膜进行后处理。前者由于平板膜是经过双向拉伸而成，拉伸过程中容易出现破洞；后者由于聚四氟乙烯材料的惰性，与其他材料难以融合，容易出现改性效果不持久或者不同位置呈现不同性能的问题。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明旨在提供一种简便易行的亲水型聚四氟乙烯平板膜的制备方法，该制备方法工艺简单，制备得到的聚四氟乙烯平板膜有良好的亲水性能，并能防止使用过程中水中悬浮物堵塞聚四氟乙烯平板膜的微孔。

基于上述目的，本发明采用如下技术方案：

1)松弛处理：将聚四氟乙烯平板膜卷装置于盛有水的密闭容器中一段时间，之后进行降温处理，取出后形成松弛聚四氟乙烯平板膜；

2)填充：将二氧化硅纳米颗粒、乙醇、水、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷均匀混和后即得所需的填充物料，将所述的填充物料用刮刀均匀刮在步骤1)所述的松弛聚四氟乙烯平板膜上，形成填充聚四氟乙烯平板膜；

3)涂层：将聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、偶氮二异丁腈、乙醇均匀混和后即得所需的涂层物料，将所述涂层物料用刮刀均匀刮在步骤2)所述的填充聚四氟乙烯平板膜上，形成涂层聚四氟乙烯平板膜；

4)反应：将步骤3)所述的涂层聚四氟乙烯平板膜卷装后置于充有氮气的密闭容器中一段时间，形成反应聚四氟乙烯平板膜；

5)碱处理：将步骤4)所述的反应聚四氟乙烯平板膜置于氢氧化钠和水的混合溶液中一段时间，即得所需的亲水型聚四氟乙烯平板膜。

步骤1)所述的密闭容器中水的温度为130～150℃，所述的反应时间为10-24小时，所述的降温处理为将密闭容器中的水以1-3℃/分钟的速度降温至25℃。

步骤2)所述的二氧化硅纳米颗粒、乙醇、水、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以重量百分比为1：3-5：0.1-0.2：0.01-0.02混合。

步骤3)所述的聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、偶氮二异丁腈、乙醇以重量百分比1：3-5：0.01-0.03：0.01-0.03、10-40混合。

步骤4)所述的密闭容器的温度为60-80℃，所述的反应时间为2-6h。

步骤5)所述的氢氧化钠和水的重量百分比为1：50-100，溶液温度为40-60℃，所述的反应时间为3-5h。

通过本发明的上述方法制备的亲水型聚四氟乙烯平板膜，水过滤速度为1-4立方米/平方米·小时(压力0.008兆帕)，水过滤速度越高亲水性越好。