[发明专利]聚偏氟乙烯微孔薄膜的制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及聚偏氟乙烯微孔薄膜的制备，具体来说是使用特定的致孔剂，采用浸没沉淀法制备微孔薄膜，属于高分子材料加工领域。

二、背景技术

聚偏氟乙烯是一种性能优良的结晶性聚合物，具有优异的机械强度、抗紫外线和耐气候老化性、化学稳定性好，这些优点使得PVDF是一种理想的相转化成膜材料。近年来国内外科研人员对聚偏氟乙烯成膜进行了深入研究，但作为工业用PVDF膜及由该膜制成的膜组件不多，尤其是平板膜的制备还有待改进。

由于聚偏氟乙烯具有上述优点，且能流涎成性能较好的薄膜，所以美国Millipore公司在20世纪80年代中期首先用该聚合物开发出Durepore型微孔膜，并推向市场。

浸没沉淀法的基本原理是向聚合物溶液加入非溶剂使产生相分离，聚合物凝胶化而以固体形式沉析出来。其过程一般是将液态的聚合物溶液膜浸入非溶剂(凝固浴)中。此时聚合物溶液膜内的溶剂向凝固浴中扩散，而凝固浴中的非溶剂向聚合物溶液膜内扩散，形成动力学的双扩散过程。随着这个过程的不断进行，体系发生热力学液-液分相，经相转化(固化)形成不同结构形态和性能的聚合物薄膜。

本发明的亮点在于；采用了非水溶性的邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二异辛酯作为致孔剂，比传统的浸没沉淀法增加了一步成膜浴工艺，利用成膜浴来萃取凝胶态薄膜中的致孔剂，这样可以更好的控制膜微孔的结构和形态。

三、发明内容

本发明通过添加特定的致孔添加剂来制备聚偏氟乙烯微孔薄膜，在传统的浸没沉淀法基础上增加了工艺步骤。该制膜工艺的特点是设备简单、生产周期短、膜孔结构易控制，工艺连续，产品质量稳定，能耗低。制取的微孔薄膜制品厚度均一，微孔分布均匀，微孔孔径分布窄，微孔孔径的大小通过制膜工艺的可调节范围为0.5μm到2μm之间且微孔膜的力学性能良好。

本发明的目标是由以下技术措施和工艺实现的。

聚偏氟乙烯微孔薄膜的制备方法包括以下工艺步骤：

第一步：铸膜液的制备

按质量浓度称取聚偏氟乙烯粉末树脂和溶剂，并加入一定量的致孔添加剂，混合均匀后，在75℃下用水浴锅进行恒温溶解，搅拌溶解4h至铸膜液为澄清透明的均一体系。

第二步：溶液薄膜制备

将第一步制好的铸膜液，在支撑板上用刮刀均匀的刮制成一定厚度的溶液薄层，刀口厚度：0.10mm-0.2mm，刀口宽度：O.3mm-O.5mm。

第三步：凝胶态薄膜制备

将第二步制好的溶液薄膜，在3s之内浸入到用纯水作为的凝胶浴中，等待30s左右，溶剂和非溶剂进行相互扩散完成相分离之后，将凝胶态的薄膜从支撑板上揭下，凝胶浴的温度为25℃。

第四步：微孔膜成型

将第三步中揭下的凝胶态薄膜，立刻浸入到丙酮和致孔剂按一定比例组成的成膜浴中，使丙酮将凝胶态薄膜中的致孔剂萃取出来，成膜浴温度为25℃。

第五步：微孔膜制品

将第四步中所得的微孔膜在去离子水中浸泡、洗涤、晾干后即成膜制品。

本发明与现有技术相比，具有以下特色和优点：

1、该方法使用的致孔添加剂为非水溶性的酯类致孔剂，与水溶性的无机盐小分子氯化锂、氯化铵、硝酸钠(NaNO₃)，以及低分子水溶性聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮及甘油等相比较，非水溶性酯类致孔剂所制取的膜，微孔结构非常规整，微孔分布均匀，微孔孔径分布窄，且微孔结构可控。

2、本发明整个生产过程低能耗、零排放，操作简单，能实现大规模连续化生产，而且工艺可控性高，制品质量稳定。

四、具体的实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要指出的是实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。