[发明专利]一种无机-有机功能化聚四氟乙烯微孔膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种无机-有机功能化聚四氟乙烯微孔膜的方法，具体地通过原位合成无机纳米粒子来制备功能化聚四氟乙烯微孔膜的方法。该微孔膜具备丙烯酸酯类聚合物柔韧、耐候、粘结性好的特点，又保留了含氟聚合物优异的化学稳定性、耐腐蚀、抗氧化等表面特性；生成的无机纳米粒子粒径较小且分散均匀，无粒子团聚现象发生；该方法在对粒子粒径和颗粒分布的控制上，都得到较大改善；功能化分子的加入，赋予了微孔膜的新应用例如用作光催化抗菌材料、空气过滤滤材或防护面罩；另一方面，有机-无机杂化膜在有机基体中引入无机组分，可增强膜的机械性能，提高膜的热稳定性，改善和修饰膜的孔结构和分布，提高膜的耐溶剂性，从而提高膜的分离特性。

主权项

一种无机‑有机功能化聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，包括如下步骤：(1)配制复合型乳化剂：室温，将聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯、双(2‑乙基己基)璜琥珀酸钠溶于低沸点醇，不断搅拌溶解，得到复合型乳化剂放置备用；其中各组分的质量百分比为：聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯70～80wt%；双(2‑乙基己基)璜琥珀酸钠1～5%wt%；低沸点醇20～25wt%；以上各组分的重量百分比之和为100%；(2)含氟共聚物微乳液配制：将步骤(1)得到复合型乳化剂溶于丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸甲酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯组成的油相中，水浴控温20～35℃下不断搅拌下，向其中逐滴加入超纯水或氨水水溶液，连续监测混合液的电导率，直到电导率变化值趋于稳定时，停止滴加，得到体系透明的微乳液；其中各组分的质量百分比为：丙烯酸六氟丁酯10～25wt%；甲基丙烯酸甲酯40～60wt%；乙二醇二甲基丙烯酸酯2～5wt%；步骤(1)的复合型乳化剂30～40wt%；超纯水或氨水水溶液1～10wt%；以上各组分的重量百分比之和为100%；(3)无机纳米粒子的原位合成：向步骤(2)所得含氟共聚物微乳液体系中缓慢滴加与步骤(2)中超纯水或氨水水溶液等量的无机纳米粒子前驱体，充分搅拌0.5～4h，得到含有无机纳米粒子的含氟共聚物微乳液；(4)无机‑有机功能化聚四氟乙烯微孔膜的制备：将引发剂溶于步骤(3)所得的含有无机纳米粒子的含氟共聚物微乳液中，充分搅拌，静置，真空脱泡，获得无机‑有机含氟共聚物浸涂液；将聚四氟乙烯微孔膜经表面活性剂预处理后，浸没于上述无机‑有机含氟共聚物浸涂液中，浸没15～60min，移除浸涂液；将负载有浸涂液的聚四氟乙烯微孔膜置于60～70℃的烘箱中反应10～120min，或将负载有浸涂液的聚四氟乙烯微孔膜置于紫外光辐照装置中，反应10～60min；然后在100℃～150℃下热处理1～4h，即得到无机纳米粒子分散均匀的无机‑有机功能化聚四氟乙烯微孔膜。