[发明专利]一种聚丙烯平板分离膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料科学技术领域，特别是涉及一种聚丙烯平板分离膜的制备方法。

背景技术

膜技术是一种新兴的高效分离技术，近年来迅速发展为产业化的高效节能分离过程。美国、加拿大、日本和欧洲技术先进国家，一直将膜分离技术定位为高新技术，投入大量资金和人力，促进膜分离技术迅速发展。膜分离技术已经在环境保护、化工、纯水生产、海水淡化、苦咸水淡化、电子工业、制药和生物工程、食品、纺织等领域得到广泛应用。在膜技术的应用过程中，膜材料则是膜技术发展和应用的基础和核心，膜材料的性能直接影响到膜的分离性能。目前广泛应用的膜材料有高分子和无机材料两类，因无机分离膜的制备工艺难度高、制膜成本高，使得无机分离膜的应用领域相对较窄，所以工业应用的分离膜主要以有机高分子膜为主。常用的高分子膜材料有纤维素衍生物类、聚砜类、聚酰胺类、聚烯烃、含氟聚合物、乙烯类聚合物、聚酰亚胺类、含硅聚合物等。聚丙烯(PP)一种作为聚烯烃材料，原料产量大，价格便宜，并且具有良好的耐酸、碱和盐溶液性能以及化学稳定性，因此成为应用得最多的聚烯烃膜材料之一，其分离膜广泛应用于医疗、电子、食品、化工和市政用水等领域。

聚合物膜的制备方法及其工艺条件的控制是获得稳定膜结构和优异膜性能的关键技术。膜结构和膜材料及制膜工艺有关，聚烯烃分离膜主要制备方法有熔纺-拉伸(MSCS)法和热致相分离(TIPS)法。上世纪70年代就公开了拉伸法制备聚烯烃中空纤维微孔膜技术，其孔隙率为5～23％。至今拉伸法制备的聚烯烃分离膜在欧美，日本和国内等地区已经有了成熟的系列商品。20世纪80年代开始有报道TIPS法制备分离膜，目前已有用于制备聚丙烯，聚乙烯和聚偏氟乙烯等聚合物分离膜的研究成果。

现今广泛使用的拉伸法制备的聚丙烯分离膜存在孔隙率低，孔径分布宽，通量低等问题，难以满足大规模应用的要求，而采用TIPS法制备的聚丙烯分离膜容易产生皮层，影响膜的渗透性能，现有技术中采用刮膜工艺制备的聚丙烯平板膜即易得到致密的皮层，由于使用较高熔融指数的聚丙烯树脂，使得微孔膜的厚度大，渗透阻力也相应较高，不利于膜的推广应用。现有技术中在平底容器中加热试样制备聚丙烯平板膜则难以控制膜的厚度，不利于制备结构性能均匀的分离膜。现有技术中采用TIPS和拉伸法结合，虽然可以破坏皮层结构，但是经过拉伸后难以保证孔径均匀，并且拉伸工艺复杂，对设备要求高。我们对聚丙烯分离膜的制备方法做了改进，通过简便的工艺制得具有网络状表面孔结构的厚度薄的分离膜，并且膜孔孔径均匀。

发明内容

为服现有技术中存在的上述问题和不足，本发明提供了一种聚丙烯平板分离膜的制备方法。

为达上述目的，本发明提供了一种聚丙烯平板分离膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1，加入聚丙烯树脂和稀释剂，搅拌、静置脱泡后，得到铸膜液；

步骤2，将所述铸膜液冷却，得到固化试样；

步骤3，将所述固化试样通过加热压制成含稀释剂的预制聚丙烯膜；

步骤4，将所述预制聚丙烯膜放入一种萃取剂中萃取，或放入多种萃取剂中依次萃取；

步骤5，取出萃取好的膜，干燥脱除萃取剂后得到聚丙烯平板分离膜。

其中，步骤1中，聚丙烯树脂的质量百分比为20～40％，熔融指数为1～14g/10min，稀释剂的质量百分比为60～80％。

其中，步骤1中，稀释剂为植物油或邻苯二甲酸酯当中的一种，或其组合的混合物；其中，所述混合物中至少含有一种邻苯二甲酸酯，质量百分比为10～90％。

其中，步骤1中，植物油为花生油或蓖麻油或大豆油。

其中，步骤1中，邻苯二甲酸酯为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二戊酯或邻苯二甲酸二庚脂或邻苯二甲酸二辛脂。

其中，步骤2中，所述铸膜液在冰水混合物或液氮中冷却，冷却时间为1～30分钟。

其中，步骤3中，将所述固化试样通过加热压制成含稀释剂的预制聚丙烯膜，具体步骤如下：

步骤31，取所述固化试样放置于上下两层耐高温膜片之间；

步骤32，将中间预留一定形状的金属箔片叠放在上层膜片上，再放入经过预热的平板模具中，加热至175～200℃，加压保持5～10分钟；

步骤33，冷却，得到含稀释剂的预制聚丙烯膜。

其中，所述金属箔片厚度为100～400μm；所述上下两层耐高温膜片为聚酯膜或聚酰亚胺膜。

其中，步骤4中，萃取剂为酮或者醇或者烷烃，