專利名稱：一種聚四氟乙烯中空纖維膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備聚四氟乙烯中空纖維膜的方法，尤其是一種孔徑可控的聚四氟乙烯中空纖維膜的制備方法。
背景技術(shù)：
目前生產(chǎn)超微濾產(chǎn)品的主要膜材料包括醋酸纖維素、聚砜、聚醚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯和聚偏氟乙烯等。使用量較大的包括聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚丙烯和聚偏氟乙烯。當(dāng)前這些材質(zhì)的中空纖維膜的孔隙率較低(50%以下)，過濾通量較小 (lkg/cm2操作壓力下，過濾通量一般小于500L/m2 · h以下)，能耗較高。同時(shí)，這些材質(zhì)的中空纖維膜大多采用相轉(zhuǎn)化法制備，膜絲強(qiáng)度高，在使用過程中，容易出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象。聚四氟乙烯材料具有耐酸堿、耐高低溫、耐腐蝕、抗氧化、表面摩擦系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，素有“塑料王” 之稱。采用糊料擠出和拉伸膨化法制備的聚四氟乙烯中空纖維膜具有孔隙率大、通量高、韌性好、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，可以應(yīng)用在各種過濾場合，而且產(chǎn)品壽命較長，抗污染能力較高，產(chǎn)品理化性能和操作能耗等均具有十分明顯的優(yōu)勢。但僅通過拉伸膨化方法制備的聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑較大，一般在0. 5 μ m以上，泡點(diǎn)較低(0. 5kg/cm2)，不能適應(yīng)高精度分離和過濾的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種聚四氟乙烯中空纖維膜，其具有過濾孔徑小、過濾精度高、高孔隙率，高過濾通量、高強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種聚四氟乙烯中空纖維膜，其特征在于包括孔徑范圍為0. 5-2 μ m的聚四氟乙烯中空纖維及設(shè)在聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁上的至少一層孔徑范圍0. 02-0. 5 μ m、厚度5-100 μ m的微孔聚四氟乙烯膜層。優(yōu)選的，所述微孔聚四氟乙烯膜層是由微孔聚四氟乙烯平板膜分切成的寬度為 3 20mm的微孔聚四氟乙烯膜包纏帶包纏在聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁而成。優(yōu)選的，所述包纏層數(shù)為1 5層。優(yōu)選的，所述微孔聚四氟乙烯膜層在270-300°C溫度下熱處理包覆在聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁。本發(fā)明還提供了上述聚四氟乙烯中空纖維膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)分切孔徑范圍0. 02-0. 5 μ m、厚度5-100 μ m的微孔聚四氟乙烯平板膜，得到寬度為3-20mm的微孔聚四氟乙烯膜包纏帶；(2)將微孔聚四氟乙烯膜包纏帶浸漬固含量為10-50%的聚全氟乙丙烯(FEP)水分散液； (3)將浸漬后的微孔聚四氟乙烯膜包纏帶包纏在孔徑范圍為0. 5-2 μ m聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁，包纏層數(shù)為1 5層，然后在270-300°C溫度下熱處理5-lOs，得到孔徑可控的聚四氟乙烯中空纖維膜。當(dāng)然，在一些特定的結(jié)構(gòu)形式下，微孔聚四氟乙烯平板膜也可以考慮不分切成微孔聚四氟乙烯膜包纏帶，而是直接包纏在聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁，即上述聚四氟乙烯中空纖維膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)將微孔聚四氟乙烯平板膜浸漬固含量為10-50%的聚全氟乙丙烯(FEP)水分散液；(2)將浸漬后的微孔聚四氟乙烯平板膜包覆在孔徑范圍為0. 5-2 μ m聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁，包纏層數(shù)為1 5層，然后在270-300°C溫度下熱處理5-lOs，得到孔徑可控的聚四氟乙烯中空纖維膜。上述孔徑范圍為0.5_2μπι聚四氟乙烯中空纖維可以采用中國專利(申請(qǐng)?zhí)?201010185858. 1)及中國專利(申請(qǐng)?zhí)?01010508798. 2)所述的方法制備；孔徑范圍 0. 02-0. 5 μ m、厚度5-100 μ m的微孔聚四氟乙烯平板膜采用單向拉伸微孔聚四氟乙烯膜或雙向拉伸聚四氟乙烯微孔膜，可以采用符合要求的市售產(chǎn)品，如寧波登天氟材料有限公司產(chǎn)品。微孔聚四氟乙烯平板膜的分切可以采用市售分切機(jī)械進(jìn)行分切，微孔聚四氟乙烯平板膜的包纏可以采用符合要求的市售包纏設(shè)備進(jìn)行包纏。所采用的聚全氟乙丙烯(FEP)水分散液可以采用美國杜邦公司、日本大金公司和浙江巨化集團(tuán)的相關(guān)產(chǎn)品。本發(fā)明的有益效果是(1)縮小了聚四氟乙烯中空纖維膜的過濾孔徑，提高了聚四氟乙烯中空纖維膜的過濾精度；(2)制備出的微孔聚四氟乙烯膜層具有高孔隙率(大于60%)，高過濾通量(lkg/ cm2操作壓力下過濾通量大于2000L/m2 · h)、高強(qiáng)度(150N/根)的優(yōu)點(diǎn)。(3)制備方法簡單，成本低。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述圖1為本發(fā)明聚四氟乙烯中空纖維膜的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1，本發(fā)明的一種聚四氟乙烯中空纖維膜，包括孔徑范圍為0.5_2μπι的聚四氟乙烯中空纖維1及設(shè)在聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁上的一層孔徑范圍0. 02-0. 5 μ m、厚度5-100 μ m的微孔聚四氟乙烯膜層2，所述微孔聚四氟乙烯膜層由寬度為3 20mm的微孔聚四氟乙烯膜包纏帶包纏在聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁，所述微孔聚四氟乙烯膜層在 270-300°C溫度下熱處理包接在聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁。上述微孔聚四氟乙烯膜層也可以選擇2 5層或更多層。下面舉例說明本發(fā)明聚四氟乙烯中空纖維膜的制備方法實(shí)施例1(1)分切孔徑0. 02 μ m、厚度5 μ m的聚四氟乙烯平板膜，得到寬度為3mm的微孔聚四氟乙烯膜包纏帶；
(2)將微孔聚四氟乙烯膜包纏帶浸漬固含量為10%的聚全氟乙丙烯(FEP)水分散液；(3)將浸漬后的微孔聚四氟乙烯膜包纏帶包纏在孔徑為0. 5 μ m，內(nèi)徑1mm，外徑
1.8mm的聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁，包纏一層，然后在270°C溫度下熱處理10s，得到泡點(diǎn)為5kg/cm2，lkg/cm2操作壓力下通量為2000L/m2 · h的聚四氟乙烯中空纖維膜。實(shí)施例2(1)分切孔徑0. 1 μ m、厚度20 μ m的聚四氟乙烯平板膜，得到寬度為IOmm的微孔
聚四氟乙烯膜包纏帶；(2)將微孔聚四氟乙烯膜包纏帶浸漬固含量為20%的聚全氟乙丙烯(FEP)水分散液；(3)將浸漬后的微孔聚四氟乙烯膜包纏帶包纏在孔徑為Ι.Ομπι，內(nèi)徑2mm，外徑
2.8mm聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁，包纏兩層，然后在溫度下熱處理k，得到泡點(diǎn)為 2kg/cm2, lkg/cm2操作壓力下通量為3500L/m2 · h的聚四氟乙烯中空纖維膜。實(shí)施例3(1)分切孔徑0. 5 μ m、厚度100 μ m的聚四氟乙烯平板膜，得到寬度為20mm的微孔
聚四氟乙烯膜包纏帶；(2)將微孔聚四氟乙烯平板膜包纏帶浸漬固含量為50%的聚全氟乙丙烯(FEP)水分散液；(3)將浸漬后的微孔聚四氟乙烯膜包纏帶包纏在孔徑范圍為2 μ m，內(nèi)徑3mm，外徑4mm聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁，包纏五層，然后在300°C溫度下熱處理8s，得到泡點(diǎn)為 1. 5kg/cm2, lkg/cm2操作壓力下通量為5000L/m2 · h的聚四氟乙烯中空纖維膜。上面給出本發(fā)明專利的具體實(shí)施例，實(shí)施例僅為了說明本專利是如實(shí)施的，任何不違背本專利原則的變化都在本專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種聚四氟乙烯中空纖維膜，其特征在于包括孔徑范圍為0.5-2μπι的聚四氟乙烯中空纖維及設(shè)在聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁上的至少一層孔徑范圍0. 02-0. 5 μ m、厚度 5-100 μ m的微孔聚四氟乙烯平板膜層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚四氟乙烯中空纖維膜，其特征在于所述微孔聚四氟乙烯平板膜層是由微孔聚四氟乙烯平板膜分切成的寬度為3 20mm的微孔聚四氟乙烯平板膜包纏帶包纏在聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚四氟乙烯中空纖維膜，其特征在于所述包纏層數(shù)為1 5層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的聚四氟乙烯中空纖維膜，其特征在于所述微孔聚四氟乙烯平板膜層在270-300°C溫度下熱處理包接在聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁。
5.一種聚四氟乙烯中空纖維膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)分切孔徑范圍0.02-0. 5 μ m、厚度5-100 μ m的微孔聚四氟乙烯平板膜，得到寬度為 3-20mm的微孔聚四氟乙烯膜包纏帶；(2)將微孔聚四氟乙烯膜包纏帶浸漬固含量為10-50%的聚全氟乙丙烯(FEP)水分散液；(3)將浸漬后的微孔聚四氟乙烯膜包纏帶包纏在孔徑范圍為0.5-2 μ m聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁，包纏層數(shù)為1 5層，然后在270-300°C溫度下熱處理5-lOs，得到孔徑可控的聚四氟乙烯中空纖維膜。
6.一種聚四氟乙烯中空纖維膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將微孔聚四氟乙烯平板膜浸漬固含量為10-50%的聚全氟乙丙烯(FEP)水分散液；(2)將浸漬后的微孔聚四氟乙烯平板膜包覆在孔徑范圍為0.5-2 μ m聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁，包纏層數(shù)為1 5層，然后在270-300°C溫度下熱處理5-lOs，得到孔徑可控的聚四氟乙烯中空纖維膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚四氟乙烯中空纖維膜，包括孔徑范圍為0.5-2μm的聚四氟乙烯中空纖維及設(shè)在聚四氟乙烯中空纖維外環(huán)壁上的至少一層孔徑范圍0.02-0.5μm、厚度5-100μm的微孔聚四氟乙烯膜層。本發(fā)明還提供了上述聚四氟乙烯中空纖維膜的制備方法。本發(fā)明聚四氟乙烯中空纖維膜具有過濾孔徑小、過濾精度高、高孔隙率，高過濾通量、高強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D71/36GK102266725SQ20111015332
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者吳益爾, 錢建斌, 陳曉美 申請(qǐng)人:浙江東大環(huán)境工程有限公司