[发明专利]一种聚烯烃水过滤膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚烯烃水过滤膜的制备方法，该制备方法包含如下步骤：（1）、配备原料：聚丙烯粒子、β晶型成核剂、聚丙烯嵌段共聚物及正硅酸四乙酯；（2）、向混合物中加入水、氢氧化钠搅拌，再将混合物预加热后经挤塑机挤出；（3）、用加热后的气刀将膜片贴附在激冷辊上冷却形成铸片；（4）、对铸片进行纵向拉伸和横向拉伸形成聚烯烃水过滤膜。根据本发明的制备方法制备得到的聚烯烃水过滤膜的厚度在12‑80 μm之间，密度在0.55 g/m³以下，孔隙率在50‑80%之间，平均孔径在100‑300nm之间，透气度为60‑110格雷秒。

技术领域

本发明涉及膜制备技术领域，具体涉及一种聚烯烃水过滤膜的制备方法。

背景技术

聚烯烃多孔膜是一种孔径在5nm～1000nm之间的高分子膜，在透气性材料(如尿不湿、医用敷料、衣服衬料等)，液体分离用材料，膜过滤材料，医用防护材料以及电池隔膜材料等领域中有广泛应用。

聚烯烃多孔膜的制备方法主要有干法和湿法两种，所谓干法就是熔融挤出拉伸法(可细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺)，而湿法就是热诱导相分离法。其中，湿法制备工艺是将高沸点小分子物质作为成孔剂添加到聚烯烃中并加热熔融形成铸片，经双向拉伸后再用有机溶剂萃取小分子物质，从而形成多孔结构。通过湿法制备工艺制得的膜通常孔径较小，难以保障高透气性，并且制备过程中需要使用有机溶剂，会引起环境污染，而且成本较高。而干法双向拉伸工艺由于不需要使用溶剂，并且制备得到的多孔膜纵横方向强度比较高而获得了广泛的应用。

干法单向拉伸工艺制作的膜在两个方向上的力学性能差别较大，厚度的均匀性和一致性无法与干法双向拉伸工艺相比较，因此目前干法双向拉伸工艺具有更广泛的应用。

聚丙烯可以α晶型和β晶型等晶型态存在，使用特殊晶型条件或者加入β晶型成核剂可优先生成β晶型，已知β晶型在热力学和动力学作用下可转变为稳定的α晶型。干法双向拉伸工艺就是通过在聚丙烯中加入具有成核作用的β晶型成核剂，形成β晶型含量较高的聚丙烯膜片，再对其进双向拉伸，使得β晶型转变为α晶型，而聚丙烯不同相态间密度的差异会导致多孔结构的形成。

聚烯烃多孔膜的工作效率很大程度上与其具有的孔隙率和孔径大小有关，孔隙率和孔径越大，水通量就越高，透气性就越强。因此通过孔隙率和孔径大小可评价聚烯烃多孔膜的透水性能。另外，孔径的均匀性也是评价聚烯烃多孔膜品质的一个重要指标，孔径越均匀，制得的多孔膜的品质均一性越高。

影响聚烯烃多孔膜应用的另一问题在于多孔膜机械强度的问题，尽管β晶型在一定程度上具有更好的机械强度，但仍无法满足实际应用场景的需要。

因此对聚烯烃多孔膜的制备工艺进行不断优化，以期获得水通量更高、透气性更好并且机械强度更加优良的聚烯烃多孔膜具有重要的意义。

发明内容

发明目的：针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种在维持聚烯烃多孔膜机械强度的同时显著提升透气性和品质均一性的聚烯烃水过滤膜的制备方法。

本发明的技术方案：

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种聚烯烃水过滤膜的制备方法，包含以下步骤：

(1)、按如下重量份配备原料并混合均匀：聚丙烯粒子80-100份、β晶型成核剂5-20份、聚丙烯嵌段共聚物10-20份及正硅酸四乙酯1-5份；

(2)、向步骤(1)配备的混合物中加入水10-20份、氢氧化钠0.1-1份，搅拌0.5-1 小时后，再将混合物预加热至110-130℃并共混0.5-1小时后经挤塑机挤出；

(3)、用带有加热装置的气刀将步骤(2)制得的熔融塑化的熔融物流延贴附在激冷辊上冷却1-15分钟形成铸片；

(4)、对步骤(3)制得的铸片进行纵向拉伸和横向拉伸形成聚烯烃水过滤膜。