[发明专利]一种UPE滤膜的制备工艺

说明书

本发明提供了一种UPE滤膜的制备工艺，通过先配置混合物料，混合物料包括聚乙烯树脂和溶剂体系，其中聚乙烯树脂至少包括一种质均分子量为300万以上的超高分子量聚乙烯；溶剂体系包括溶剂化合物A和非溶剂化合物B；然后将混合物料进行加热熔融混炼，形成铸膜液；接着经过模头挤出，形成液膜；随着环境温度的降低，液膜会分相固化，形成两个外表面孔洞孔径大小不同的生膜；对生膜进行同步拉伸，第一次热定型，萃取，第二次热定型，从而获得所需膜结构的UPE滤膜；该UPE滤膜是一种不对称膜，对粒径为1‑30nm的杂质颗粒具有优异的捕集性能，截留效率高；同时还具有较大的过滤速度，流体通过滤膜所需的时间较短，时间成本较低；特别适合应用于光刻胶领域。

技术领域

本发明涉及膜材料技术领域，更具体的说是涉及一种UPE滤膜的制备工艺。

背景技术

聚合物滤膜，是一种以有机高分子聚合物为原材料，根据一定工艺制成的薄膜，该膜主要起着过滤分离的作用。随着石油工业和科技的发展，聚合物滤膜的应用领域不断扩大，目前已应用的领域有气体分离、海水淡化、超纯水制备、污废处理、人工脏器的制造、医药、食品、农业、化工等各方面；根据原材料高分子聚合物的不同，聚合物滤膜可以分为纤维素类聚合物滤膜，聚酰胺类聚合物滤膜，聚砜类聚合物滤膜，聚烯烃类聚合物滤膜等。

聚烯烃类聚合物滤膜，主要是指聚乙烯滤膜，聚丙烯滤膜等烯烃类滤膜，由于其具有优良的物理与化学性能，应用范围十分广泛；例如超高分子量聚乙烯(UPE)滤膜就通常应用于光刻处理和“湿式蚀刻和清洁”(WEC)应用等领域；例如申请号为201480026006.4的中国专利“液体过滤器用基材”就介绍了一种用于半导体光刻领域的聚乙烯滤膜，其对粒径约为10-50nm大小的杂质颗粒具有优异的捕集性能，同时具有较长的使用寿命，并且在长期使用过程中，其通量能够一直保持相对稳定；但是由于该膜是一种对称膜，在保证截留效率的同时，就无法保证该膜的通量，使得该膜的通量较小，这就导致了流体通过膜所需的时间过长，即过滤速率较小，时间成本过大，这也一定程度上限制了聚乙烯滤膜的发展。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种UPE滤膜的制备工艺，通过该制备工艺制得的UPE滤膜不仅对粒径为1-30nm的杂质颗粒具有优异的捕集性能，截留效率高；同时具有较大的过滤速度，即流体通过滤膜所需的时间较短，时间成本较低。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种UPE滤膜的制备工艺，包括以下步骤：

S1：将聚乙烯树脂加入到由化合物A和化合物B组成的溶剂体系中搅拌混合，混合均匀后形成混合物料；其中聚乙烯树脂至少包括一种质均分子量为300万以上的超高分子量聚乙烯；其中化合物A为聚乙烯树脂的非溶剂；化合物B是聚乙烯树脂的溶剂；

S2：将混合物料加热熔融混炼，形成铸膜液；然后经过模头挤出，形成液膜；其中模头挤出温度200-250℃；

S3：将液膜放置在温度为15-120℃的环境下进行分相固化，所述液膜两侧的温度不同，分相固化后形成生膜；所述生膜包括第一外表面和第二外表面，其中第二外表面的平均孔径大于第一外表面的平均孔径；

S4：对生膜进行拉伸处理，同时进行横向拉伸与纵向拉伸，拉伸温度为60-150℃，横向拉伸倍数为1-10倍，纵向拉伸倍数为1-10倍，横向拉伸速率为5％/s-100％/s，纵向拉伸速率为5％/s-100％/s；拉伸结束后进行第一次热定型；

S5：用萃取液萃取溶剂体系，使得溶剂体系从生膜中脱除，得到原膜；

S6：对原膜进行第二次热定型，制得UPE滤膜。

作为本发明的进一步改进，所述化合物A的沸点至少比化合物B的沸点低50℃；溶剂体系中化合物A的质量百分比为60％-80％，化合物B的质量百分比为20％-40％；铸膜液中聚乙烯树脂的质量分数为8-25％；所述聚乙烯树脂的堆积密度0.2-0.35g/cm³。