一種超高分子量聚乙烯復(fù)合微孔膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超高分子量聚乙烯復(fù)合微孔膜的制備方法，包括：(1)基布為耐高溫布料，先進(jìn)行退漿處理后干燥，然后再采用預(yù)處理劑進(jìn)行預(yù)處理；(2)按重量份數(shù)稱取超高分子量聚乙烯、稀釋劑和抗氧劑，采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融混合，通過連續(xù)式擠出工藝或間隙式模壓工藝將混合物與基布進(jìn)行熱壓復(fù)合得到復(fù)合凍膠膜；(3)使用萃取劑除去復(fù)合凍膠膜中的稀釋劑，經(jīng)干燥定型后即得。本發(fā)明在加工過程使超高分子量聚乙烯充分進(jìn)入織物內(nèi)部，形成貫穿網(wǎng)絡(luò)，復(fù)合后的膜貫穿性好、水通量高、力學(xué)性能大大提高；制備的微孔膜可以用于食品、醫(yī)藥、超純水的制備，滿足分離、提純、濃縮和凈化的要求。
【專利說明】-種超高分子量聚乙稀復(fù)合微孔膜的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于復(fù)合微孔膜領(lǐng)域，特別設(shè)及了一種超高分子量聚己締復(fù)合微孔膜的制 備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 微濾是一種重要的膜分離過程，廣泛的應(yīng)用于工業(yè)污水處理、飲用水制備、食品工 業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、軍工等行業(yè)。所謂微孔薄膜復(fù)合過濾介質(zhì)就是講一層微濾膜和常規(guī)機(jī)織過濾 介質(zhì)復(fù)合在一起的一種新型過濾材料，一般組成為復(fù)合過濾介質(zhì)各層的材質(zhì)不同，且有明 確分工，一般分過過濾層和支撐層兩部分。目前國(guó)內(nèi)外所開發(fā)的微孔薄膜復(fù)合過濾介質(zhì)均 屬于涂層織物。
[0003] 所謂涂層織物，即薄膜+基布型，涂層是紡織工業(yè)中一種工業(yè)中用途廣泛的織物 后處理方法，織物經(jīng)涂層后，涂層劑在織物表面形成連續(xù)薄膜，獨(dú)立承擔(dān)某種功能，織物只 起支撐作用?，F(xiàn)有復(fù)合微孔膜的制備方法即為該種。目前涂層的方法分為直接涂層、轉(zhuǎn)移涂 層、凝固涂層和層壓。直接涂層是將涂層劑直接涂覆到織物上并經(jīng)過烘干處理的一種工藝。 轉(zhuǎn)移涂層是將涂層劑涂到片狀載體使其形成連續(xù)均勻的薄膜，然后再在薄膜上涂黏合劑和 織物疊合，經(jīng)烘干和固化，把載體剝離，該時(shí)薄膜就會(huì)從載體轉(zhuǎn)移到織物上。凝固涂層，又稱 濕法涂層，它與直接涂層和轉(zhuǎn)移涂層最大的區(qū)別是前者在凝固浴中成膜，而后者在烘干中 成膜。而層壓是把一層或者多層織物黏結(jié)，或織物與高聚物薄膜W及其他薄片狀材料黏結(jié) 成一體，形成兼有多種功能的復(fù)合體。目前國(guó)內(nèi)外的涂層織物只是簡(jiǎn)單將聚合物薄膜涂覆 在基布表面，結(jié)合不牢固，容易發(fā)生表面微孔膜的破裂和剝離。并且某些熱塑性，結(jié)晶性的 高聚物難W用涂層法制備復(fù)合微孔膜，如聚己締、聚丙締、含氣高聚物等。然而目前國(guó)內(nèi)外 開發(fā)的微孔薄膜復(fù)合過濾介質(zhì)，高分子化合物基本不進(jìn)入織物內(nèi)部，只是簡(jiǎn)單涂覆在表層， 織物只起支撐作用，膜和織物的黏合不牢固。
[0004] 超高分子量聚己締由于其優(yōu)異的力學(xué)性能、生物相容性和化學(xué)穩(wěn)定性，極好的耐 摩擦和抗沖擊性能，使制備得到的超高分子量聚己締微孔膜機(jī)械強(qiáng)度大，在污水處理中 長(zhǎng)期使用性能穩(wěn)定，不易降解等中和特性。然而采用超高分子量聚己締與稀釋劑烙融混 合-壓制成型并去除稀釋劑制得的膜往往厚度較難控制，且微孔貫穿性不強(qiáng)，大部分為閉 合孔，導(dǎo)致水通量較小。而采用凍膠擠出-雙向拉伸法制得的超高分子量聚己締微孔膜使 用過程中較易變形，且制膜設(shè)備昂貴，雙向拉伸工藝控制也較為繁瑣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種超高分子量聚己締復(fù)合微孔膜的制備方法，該方法在加工過程 使超高分子量聚己締充分進(jìn)入織物內(nèi)部，形成貫穿網(wǎng)絡(luò)，復(fù)合后的膜貫穿性好、水通量高、 力學(xué)性能大大提高；制備的微孔膜可W用于食品、醫(yī)藥、超純水的制備，滿足分離、提純、濃 縮和凈化的要求。
[0006] 本發(fā)明的一種超高分子量聚己締復(fù)合微孔膜的制備方法，包括：
[0007] (1) W耐高溫布料為基布，先進(jìn)行退漿處理，然后采用預(yù)處理劑進(jìn)行刻蝕溶解；
[000引 （2)按重量份數(shù)稱取超高分子量聚己締2-30份、稀釋劑68-98份和抗氧劑0. 01-1 份，采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行烙融混合，通過連續(xù)式擠出工藝或間隙式模壓工藝將混合物與 基布進(jìn)行熱壓復(fù)合得到復(fù)合凍膠膜；
[0009] (3)使用萃取劑除去復(fù)合凍膠膜中的稀釋劑，經(jīng)干燥定型后即得超高分子量聚己 締復(fù)合微孔膜。
[0010] 所述步驟（1)中的耐高溫布料為耐200°c高溫而不變形的機(jī)織布，主要包括純棉 布、漆棉布、漆絕布或芳絕布等。
[0011] 所述步驟（1)中的預(yù)處理劑為甲醇、己二醇、鹽酸、硫酸或二甲基亞諷中的一種或 幾種。
[0012] 所述步驟（1)中的退漿工藝為；將基布放置在含洗漆劑的水中，60°C下震蕩清洗 5分鐘，用去離子水反復(fù)漂洗，然后烘干；預(yù)處理工藝為：將基布浸泡在預(yù)處理劑中5min? 15min，溫度為120°C?180°C，然后進(jìn)行洗漆、烘干。
[0013] 所述步驟（1)中刻蝕溶解后的基布失重率為10%?50%，基布厚度為100 ym? 200 y m。
[0014] 所述步驟似中的超高分子量聚己締的分子量為150萬?500萬。
[0015] 所述步驟（2)中的稀釋劑選自短鏈燒姪類溶劑中的一種或者幾種，主要包括辛 燒、癸燒、石蠟油、固體石蠟或者液體石蠟。
[0016] 所述步驟（2)中的抗氧劑選自受阻酪抗氧劑或亞磯酸醋抗氧劑中的一種或幾 種，受阻酪抗氧劑主要包括二了基哲基甲苯、3, 5-二叔了基-4-哲基節(jié)基二甲胺、3, 5-二 叔了基-4-哲基節(jié)基麟酸二己醋、3, 5-二叔了基-4-哲基節(jié)基麟酸單己醋、1，3, 5- S甲 基-2,4, 6-S化5-叔了基-4-哲基節(jié)基）苯、1，1,3-S (2-甲基-4-哲基-5-叔了苯 基）了燒、3-(3, 5-二叔了基-4-哲基苯基）丙酸正十八燒醇醋等；亞磯酸醋類抗氧劑主要 包括亞磯酸S 了醋、亞磯酸苯二異辛醋、季戊四醇醋類雙亞磯酸醋、八己基季戊四醇四亞磯 酸醋、2, 2'-亞己基雙（4,6-二叔了基苯基）氣代亞磯酸醋等。
[0017] 所述步驟（2)中的雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料段到壓縮擠出段的溫度為80°C?220°C， 依次升高，螺桿轉(zhuǎn)速為40?1(K)巧m。
[0018] 所述步驟（2)中的連續(xù)式擠出工藝為；將雙螺桿擠出機(jī)烙融混合的混合物，通過 配備刮刀的T型口膜擠出，擠出到同向運(yùn)行的基布表面，經(jīng)熱漉熱壓后自然冷卻制得厚度 150 ym?250 ym的復(fù)合凍膠膜，熱漉溫度為180°C?200°C，壓力為1. OMPa?4. OMpa ;間 隙式模壓工藝為；將雙螺桿擠出機(jī)烙融混合的混合物擠出切粒后，鋪層在基布上，通過壓膜 機(jī)將混合物與基布模壓成型為厚度150 y m?250 y m的復(fù)合凍膠膜，模壓溫度為170°C? 190°C，壓力為1. OMPa?4. OMPa，模壓時(shí)間為2?lOmin。
[0019] 所述步驟做中的萃取劑選自無水己醇、二甲苯、正了醇、戊燒、己燒、庚燒、對(duì)二 甲苯、四氨快喃、了酬、己酸己醋、環(huán)己燒或氯仿中的一種或幾種；干燥定型溫度為40°C? 60°C，時(shí)間為0.化?比。
[0020] 本發(fā)明通過加工使超高分子量聚己締的分子長(zhǎng)鏈進(jìn)入織物內(nèi)部，在紗線間和紗線 內(nèi)的空隙中形成貫穿網(wǎng)絡(luò)，徹底包裹住織物。制備出來的超高分子量聚己締復(fù)合微孔膜與 基布黏合良好，可較好地利用基布支撐提高膜強(qiáng)度。并且可W通過對(duì)基布的表面改性和刻 蝕，來控制聚己締混合物的浸入，w進(jìn)一步控制膜的孔徑和孔隙率。該復(fù)合微孔膜制備過程 中無需拉伸，制備工藝簡(jiǎn)單，制得的微孔膜孔隙率較高，過濾通量較大。
[002。 有益效果
[0022] 本發(fā)明在加工過程使超高分子量聚己締充分進(jìn)入織物內(nèi)部，形成貫穿網(wǎng)絡(luò)，與沒 復(fù)合的超高分子量聚己締微孔膜相比較，復(fù)合后的膜貫穿性好、水通量高、力學(xué)性能大大提 高；因此本發(fā)明制備的微孔膜可W用于食品、醫(yī)藥、超純水的制備，滿足分離、提純、濃縮和 凈化的要求。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，該些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可W對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，該些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] 將長(zhǎng)纖漆絕基布置于含洗潔精的水中，60°C下震蕩清洗5分鐘，之后用去離子水 反復(fù)漂洗，然后烘干。將退漿烘干后的長(zhǎng)纖漆絕基布放置在二甲基亞諷中做刻蝕處理，處理 溫度120°C，處理時(shí)間5min，洗漆烘干后，基布失重率為10%，厚度約為150ym。
[0026] 將5%重量分?jǐn)?shù)的超高分子量聚己締、94. 98%重量分?jǐn)?shù)的液體石蠟、0. 02%重量 分?jǐn)?shù)的抗氧劑3-化5-二叔了基-4-哲基苯基）丙酸正十八燒醇醋烙融混合，擠出切粒， 得到超高分子量聚己締混合物。雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料段到壓縮擠出段的溫度為80°C? 220°C，依次升高，螺桿轉(zhuǎn)速為80rpm。
[0027] 將超高分子量聚己締混合物粒子鋪層到處理后的基布上，采用壓膜機(jī)壓制并冷 卻成型為復(fù)合凍膠膜，膜厚度控制在200 y m，模壓溫度為180°C，模壓時(shí)間為5min，壓力為 2. OMPa。
[002引將復(fù)合凍膠膜置于二甲苯中萃取，然后用無水己醇浸泡2化。最后在40°C下采用 烘箱對(duì)微孔膜進(jìn)行干燥定型比，即可得到超高分子量聚己締復(fù)合微孔膜。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 將高支漆棉布置于含洗潔精的水中，60°C下震蕩清洗5分鐘，之后用去離子水反 復(fù)漂洗，然后烘干。將退漿烘干后的高支漆棉布放置在二甲基亞諷中做刻蝕處理，處理溫度 160°C，處理時(shí)間lOmin，洗漆烘干后，基布失重率為50%，厚度約為180ym。
[0031] 將10%重量分?jǐn)?shù)的超高分子量聚己締、89%重量分?jǐn)?shù)的癸燒、1%重量分?jǐn)?shù)的抗氧 劑2, 2'-亞己基雙（4,6-二叔了基苯基）氣代亞磯酸醋烙融混合，擠出切粒，得到超高分 子量聚己締混合物。雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料段到壓縮擠出段的溫度為80°C?220°C，依次升 高，螺桿轉(zhuǎn)速為90rpm。
[0032] 將雙螺桿擠出機(jī)烙融混合的混合物，通過配備刮刀的T型口膜擠出，擠出到同向 運(yùn)行的基布表面，經(jīng)熱漉熱壓后自然冷卻制得厚度為230 y m的復(fù)合凍膠膜，熱漉溫度為 190°C，壓力為2. OMPa，熱壓時(shí)間為5min。
[0033] 將復(fù)合凍膠膜置于正了醇中萃取，然后用無水己醇浸泡2化。最后在60°C下采用 烘箱對(duì)微孔膜進(jìn)行干燥定型0.化，即可得到超高分子量聚己締復(fù)合微孔膜。
[0034] 對(duì)比例1
[0035] 通過雙螺桿擠出機(jī)將5%重量分?jǐn)?shù)的超高分子量聚己締、94. 98%重量分?jǐn)?shù)的液體 石蠟、0. 02 %重量分?jǐn)?shù)的抗氧劑3-化5-二叔了基-4-哲基苯基）丙酸正十八燒醇醋烙融 混合，擠出切粒得到超高分子量聚己締混合物。雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料段到壓縮擠出段的溫 度為80°C?220°C，依次升高，螺桿轉(zhuǎn)速為80rpm。
[0036] 將超高分子量聚己締混合物粒子鋪層后在壓膜機(jī)上壓制成型為平板凍膠膜，膜厚 度控制在200 y m，模壓溫度為180°C，模壓時(shí)間為5min，壓力為2. OMPa。
[0037] 將凍膠膜置于二甲苯中萃取，然后用無水己醇浸泡2化。最后在40°C下采用烘箱 對(duì)微孔膜進(jìn)行干燥定型比，即可得到超高分子量聚己締微孔膜。
[003引表1不同工藝制得超高分子量聚己締微孔膜性能對(duì)比 [00391

【權(quán)利要求】
1. 一種超高分子量聚乙烯復(fù)合微孔膜的制備方法，包括： (1) 以耐高溫布料為基布，先進(jìn)行退漿處理，然后采用預(yù)處理劑進(jìn)行刻蝕溶解； (2) 按重量份數(shù)稱取超高分子量聚乙烯2-30份、稀釋劑68-98份和抗氧劑0. 01-1份， 采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融混合，通過連續(xù)式擠出工藝或間隙式模壓工藝將混合物與基布 進(jìn)行熱壓復(fù)合得到復(fù)合凍膠膜； (3) 使用萃取劑除去復(fù)合凍膠膜中的稀釋劑，經(jīng)干燥定型后即得超高分子量聚乙烯復(fù) 合微孔膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯復(fù)合微孔膜的制備方法，其特征在 于：所述步驟（1)中的耐高溫布料為耐200°C高溫而不變形的機(jī)織布。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯復(fù)合微孔膜的制備方法，其特征在 于：所述步驟（1)中的預(yù)處理劑為甲醇、乙二醇、鹽酸、硫酸或二甲基亞砜中的一種或幾種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯復(fù)合微孔膜的制備方法，其特征在 于：所述步驟（1)中的退漿工藝為：將基布放置在含洗滌劑的水中，60°C下震蕩清洗5分 鐘，用去離子水反復(fù)漂洗，然后烘干；預(yù)處理工藝為：將基布浸泡在預(yù)處理劑中5min? 15min，溫度為120°C?180°C，然后進(jìn)行洗滌、烘干。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯復(fù)合微孔膜的制備方法，其特征 在于：所述步驟（1)中刻蝕溶解后的基布失重率為10%?50%，基布厚度為100 ym? 200 ym〇
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯復(fù)合微孔膜的制備方法，其特征在 于：所述步驟（2)中的超高分子量聚乙烯的分子量為150萬?500萬。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯復(fù)合微孔膜的制備方法，其特征在 于：所述步驟（2)中的稀釋劑選自短鏈烷烴類溶劑中的一種或者幾種；抗氧劑選自受阻酚 抗氧劑或亞磷酸酯抗氧劑中的一種或幾種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯復(fù)合微孔膜的制備方法，其特征在 于：所述步驟⑵中的雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料段到壓縮擠出段的溫度為80°C?220°C，依次升 高，螺桿轉(zhuǎn)速為40?lOOrpm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯復(fù)合微孔膜的制備方法，其特征 在于：所述步驟（2)中的連續(xù)式擠出工藝為：將雙螺桿擠出機(jī)熔融混合的混合物，通過配 備刮刀的T型口膜擠出，擠出到同向運(yùn)行的基布表面，經(jīng)熱輥熱壓后自然冷卻制得厚度 150 ym?250 ym的復(fù)合凍膠膜，熱輥溫度為180°C?200°C，壓力為1. OMPa?4. OMpa ;間 隙式模壓工藝為：將雙螺桿擠出機(jī)熔融混合的混合物擠出切粒后，鋪層在基布上，通過壓膜 機(jī)將混合物與基布模壓成型為厚度150 ym?250 ym的復(fù)合凍膠膜，模壓溫度為170°C? 190°C，壓力為1. OMPa?4. OMPa，模壓時(shí)間為2?lOmin。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯復(fù)合微孔膜的制備方法，其特征在 于：所述步驟（3)中的萃取劑選自無水乙醇、二甲苯、正丁醇、戊烷、己烷、庚烷、對(duì)二甲苯、 四氫呋喃、丁酮、乙酸乙酯、環(huán)己烷或氯仿中的一種或幾種；干燥定型溫度為40°C?60°C， 時(shí)間為〇. 5h?lh。
【文檔編號(hào)】B01D67/00GK104437118SQ201410649146
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】于俊榮, 劉蓉, 諸靜, 王彥, 胡祖明 申請(qǐng)人:東華大學(xué)