[发明专利]一种小孔径窄分布聚四氟乙烯微孔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种小孔径窄分布聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，通过混合分散型聚四氟乙烯树脂、溶剂油和表面活性剂，再经陈化、打坯、推挤、压延、脱油、纵拉、热处理、横拉、烧结定型等工艺，制成孔径为10‑50nm，泡点孔径小于80nm的聚四氟乙烯微孔膜；该方法通过在配方中添加了表面活性剂，通过表面活性剂的作用显著提升了溶剂油的浸润性，明显改善了溶剂油对聚四氟乙烯树脂的包裹程度，从而极大降低了拉伸膨化过程中微孔的形成难度，在同样剪切力作用下，形成的微孔更多更小，从而获得小孔径窄分布的微孔膜；且该方法易于工业化生产，可充分利用现有成熟设备，进行适当的工艺调整即可，且具有很强的实用性和广泛的适用性。

技术领域

本发明涉及一种聚四氟乙烯微孔膜，具体涉及一种小孔径窄分布聚四氟乙烯微孔膜及其制备方法，属于膜制备技术技术领域。

背景技术

聚四氟乙烯（PTFE）由于具有一系列优异的化学和物理性能，是一种综合性能非常优异的特种工程塑料，具有“塑料王”的美誉。在很多领域都有应用，也是一种重要的膜材料。

聚四氟乙烯微孔膜以分散型聚四氟乙烯树脂为原料，在剪切作用下形成“微原纤-结点”的微观结构，微原纤与结点相互交织形成微孔。PTFE微孔膜具有孔径小、孔隙率高、耐高低温、耐腐蚀，同时还具有防水透气、防风保暖等优点，在化工、医疗、服装、电子以及膜分离等领域均有重要的应用前景。

然而PTFE不溶于一般溶剂，在高温时粘度大，流动性差，“不溶不融”的特性使其加工性能很差，为加工孔隙率发达的聚四氟乙烯微孔膜，大都采用双向拉伸工艺，包括双向同步拉伸或先纵向后横向的方法，所制备的PTFE微孔膜具有较高的孔隙率和较大的孔径分布，进一步降低孔径，减小孔径分布范围成为聚四氟乙烯微孔膜发展的技术瓶颈。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种有效制备具有更多更小微孔的小孔径窄分布聚四氟乙烯微孔膜及其制备方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种小孔径窄分布的聚四氟乙烯微孔膜，孔径为10-50nm，泡点孔径小于80nm。

上述的一种小孔径窄分布的聚四氟乙烯微孔膜，包括以下质量分数的组份：分散型聚四氟乙烯树脂 55-80%、溶剂油 15-30%、表面活性剂 5-30%。

进一步的，上述分散型聚四氟乙烯树脂的结晶度为98-99.9%、分子量为200万-1000万；如市购的：日本大金的F106、巨化集团的188、东岳的DF-204、3F公司的FR921等。

进一步的，上述溶剂油包括石油醚、煤油、碳氢类化合物（如白油）、芳香族化合物（如甲苯、二甲苯）、酒精类、酮类、酯类、硅油类中的至少一种。

进一步的，上述表面活性剂包括阳离子表面活性剂（如季铵盐）、阴离子表面活性剂（如磺酸盐、苯磺酸盐、多库酯钠）、非离子表面活性剂（如烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、多元醇、高级脂肪醇类）中的至少一种。

上述的一种小孔径窄分布的聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、按一定的质量分数，混合分散型聚四氟乙烯树脂、溶剂油、表面活性剂后， 于一定温度下密封陈化；

S2、将上述混合料置于压坯机内压制成圆柱形坯体，再经柱塞挤出机将圆柱形坯体推挤成棒状，然后经压延机压延成基带；

S3、将形成的基带依次进行脱油、纵向拉伸、热处理、横向拉伸，最终经过烧结定型后，获得小孔径窄分布的聚四氟乙烯微孔膜。

上述步骤S1中的密封温度为40-60℃，陈化时间为6-24h。

上述步骤S2中压坯机的压制温度为40-50℃。