[发明专利]一种高效膜过滤材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种高效膜过滤材料的方法，包括如下步骤：(1)预拉伸：将经过脱油处理的聚四氟乙烯片材经预拉伸后形成第一表面与第二表面具有孔径不同的微孔的预拉带；(2)二次拉伸：对预拉带进行沿平面坐标两个方向的同步拉伸；(3)烧结定型：保持预拉带在完成二次拉伸后的状态，对完成二次拉伸的预拉带在设定温度下烧结定型，制成不对称结构薄膜；(4)将不对称结构薄膜复合到支撑基材上后制得高效膜过滤材料；在预拉伸过程中，聚四氟乙烯片材的第一表面与第二表面经不同温度地加热。采用本方法制作的不对称结构薄膜具有较高的强度，两个表面所形成的微孔的孔径不同，以吸收不同粒径的粉尘，由此具有较高过滤效率，同时保持低阻力。

技术领域

本发明涉及一种高效膜过滤材料的制备方法，属于过滤技术领域。

背景技术

膜过滤材料对于微细粉尘有着极佳的捕集作用，是控制PM2.5的有效手段，同时膜过滤材料相比普通过滤材料因有更长的清灰周期而受到用户青睐。膜过滤材料一般为表面过滤。薄膜微孔孔隙与粉尘粒径相当，主要优点在于捕集效率较高，清灰效果较好。因此，膜的质量对过滤材料的性能及使用寿命起着关键作用。但其缺点则是膜较娇嫩，易损伤破损，造成过滤材料失效，膜面也会出现开裂等现象，使膜的力学性能有提高的需要。

同时，膜过滤材料的过滤阻力决定着相关装置运行动力的费用，降低膜过滤材料的过滤阻力，意味着动力费用的降低，因此降低膜过滤材料的过滤阻力成为膜过滤材料研究的一个主要方向。

目前人们已经提出了一些方法来解决这些问题。如中国专利CN107308726A其主要特征是玻纤基布为中间层，上下两层均为毛网层的三层结构，通过控制毛网的克重控制毛网层的厚度。该方法无法有效提高过滤精度。

中国专利CN 102658038 A提及亚高效结构薄膜制备方法，通过分两步拉伸成膜，其中第一步将基带进行梯度升温逐步纵向拉伸，第二步将纵拉后的基带进行梯度升温逐步横向拉伸、烧结定型成聚四氟乙烯微孔膜。该种方法难以实现在薄膜结构可控，制备出的滤料效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度、阻力低、效率高的高效膜过滤材料的方法，包括如下步骤：

(1)预拉伸：将经过脱油处理的聚四氟乙烯片材经预拉伸后形成第一表面与第二表面具有孔径不同的微孔的预拉带；所述第一表面与第二表面为聚四氟乙烯片材的厚度方向的两个相背的表面；第一表面与第二表面为聚四氟乙烯片材的厚度方向的两个表面；

(2)二次拉伸：对预拉带进行沿平面坐标两个方向的同步拉伸；

(3)烧结定型：保持预拉带在完成二次拉伸后的状态，对完成二次拉伸的预拉带在设定温度下烧结定型，制成不对称结构薄膜；

(4)将不对称结构薄膜复合到支撑基材上后制得高效膜过滤材料；

在预拉伸过程中，聚四氟乙烯片材的第一表面与第二表面经不同温度地加热。

优选地，支撑基材为玻璃纤维织布或针刺毡。

采用本方法制作不对称结构薄膜的过程中，由于聚四氟乙烯片材的两个表面所受的加热温度不同，两个表面所形成的微孔的孔径不同，其中接触高温的表面所形成的微孔的孔径大，接触温度低的表面所形成的微孔的孔径小。在经过二次拉伸过程中，除了提高膜的强度外，微孔也同步被拉伸，但仍保持两个表面的微孔的孔径不同。烧结定型后，这种不对称的结构被固定。

膜过滤材料为表面过滤，薄膜微孔孔隙与粉尘粒径相当，起到捕集作用。针对日益严苛的环保排放标准，通过不对称结构薄膜大孔径层过滤常规粉尘，小孔径层来过滤超细粉尘，提升过滤效率，相比于常规薄膜(孔径＜1μm)，阻力更低，由于薄膜在预拉伸段两面受到的条件不一致，受到相同的外力时，会比常规结构薄膜有更加的延展性。