[发明专利]一种聚四氟乙烯管式微孔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚四氟乙烯管式微孔膜及其制备方法，通过将分散型聚四氟乙烯树脂和溶剂油混合，再经陈化、打坯、推挤、脱油、拉伸、烧结定型使得制备的管式微孔膜，呈中空管状结构，且具有内径为30‑200mm、壁厚为内径的2%以下、管壁分布有若干微孔、微孔孔径为0.3‑1.0μm、孔隙率≥80%、拉伸强度120N/mm²以上等性能；其较低的壁厚，有利于提升膜分离性能；内径远大于中空纤维膜，且具有更高的孔隙率，极大地扩展了微孔膜的应用范围，有效的兼具了管与过滤膜的优点；可广泛应用于污水过滤、油水分离、膜蒸馏等领域；该制备方法工艺简单、对环境无污染、易于操作，适合工业化生产，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管式微孔膜，具体涉及一种聚四氟乙烯管式微孔膜及制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯（PTFE）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。PTFE微孔膜具有耐酸碱、耐化学腐蚀、抗辐射和优良的生物相容性等优点，可在-200℃-260℃下长期使用，是环保、化工、生物医药等行业理想的膜分离材料。

目前，国内外已商品化的PTFE微孔膜主要为平板膜，少数公司掌握了PTFE中空纤维膜的生产制造，如日本住友的POREFLON、美国GORE的ZEFLOUR等，其制备方法通常采用推挤成型获得的初生PTFE中空纤维膜进行轴向拉伸以获得微孔结构，由于轴向采用牵引拉伸，为避免初生PTFE中空纤维膜在拉伸过程中因受力而变形，所制备的中空纤维膜壁厚较大，内径较小，孔隙率较低，孔径控制较困难，微孔性能远不及平板膜性能。

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兼具中空纤维膜与平板膜的优异性能的聚四氟乙烯管式微孔膜及制备方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种聚四氟乙烯管式微孔膜，为中空管状结构，内径为30-200mm，壁厚为内径的2%以下，管壁分布有若干微孔，微孔孔径为0.3-1.0μm，孔隙率≥80%，拉伸强度120 N/mm²以上。

上述的一种聚四氟乙烯管式微孔膜，包括以下质量分数的组份：

分散型聚四氟乙烯树脂 70-80%，溶剂油 20-30%。

进一步的，上述溶剂油包括煤油、白油、甲苯、酒精、丙酮中的至少一种。

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；如市售产品，大金F104、F106，苏威261、巨化188等。

上述的一种聚四氟乙烯管式微孔膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、将经筛网过筛后的分散型聚四氟乙烯树脂，和溶剂油按一定的质量分数混合后，于一定温度下密封陈化；

S2、将陈化后的混合料倒入带有芯棒的圆柱形压坯机内，压制成中空柱形坯体；

S3、将柱形坯体放入挤压缸内，通过柱塞推挤形成管状初生料；在推挤过程中，PTFE分散树脂进行定向排列形成规整的纤维结构；

S4、利用柱塞推挤作用、口模中心处旋转螺杆的输送作用以及收卷的牵引作用，使得初生PTFE管在螺杆上依次经过脱油、拉伸和烧结定型，收卷后获得聚四氟乙烯管式微孔膜。

上述螺杆包括脱油段、拉伸段和烧结段；

烧结段的螺距不小于脱油段的螺距，拉伸段衔接脱油段和烧结段，螺距呈渐变状。

优选的，烧结段和脱油段采用等螺距设计，且各段均为连续通道。

进一步的，上述螺杆的长径比为5-40，脱油段的螺距为0.25-0.5mm，烧结段的螺距为0.5-25mm。