[发明专利]双疏膜的制备工艺

说明书

本发明涉及一种双疏膜的制备工艺，双疏指的是疏水、疏油的特征，此工艺具体如下：选用疏水、疏油单体，配置成溶液，采用液滴喷射的方法使溶液渗透进基材有机微孔膜中，再用大气压下的辉光放电等离子处理单体，产生自由基，迅速聚合形成具有疏水疏油特征的聚合物，同时不破坏基材有机膜的微孔结构，最后加热去除残余物质生成双疏膜。该膜材料制备工艺简单，便于工业化生产，通过控制喷射压力及喷射速度，防止纤维单体粘结成束而造成膜孔径增大，微孔结构明显，稳定性非常好，透气效果良好，具有很好的疏水疏油特性，适用于含油气体的气固分离。

技术领域

本发明属于材料、化工领域，具体涉及一种疏水疏油膜的制备工艺。

背景技术

目前含油烟气的传统处理方法主要有惯性分离法、静电沉积法、液体吸收法、过滤吸附法等。惯性分离法设备简单，净化效率不足20%，静电沉积法在处理含油体系时，其易着火性受到质疑，且能耗高，液体吸收法其设备易受腐蚀，且存在二次污染的问题，过滤吸附法具有净化效率高，但其阻力大，高粘油组分极易污染过滤介质，清洗困难导致滤材使用寿命减少。国内规模化生产用于气体净化膜的企业还很少，专门针对含油体系气体净化用双疏膜的研究还处于高校实验室阶段，无法进行工业化生产。

现有技术中，美国BHA公司申请的发明专利CN 1927575A公开了具有疏油性质的复合膜的制备方法，该专利通过在原纤维上沉淀涂料获得疏油结构，采用粘滞性气体作为涂料的溶剂施加到基材表面，疏油效果一般。中国专利CN201410757998.X采用原子层沉积法（ALD）使纳微颗粒包覆聚四氟乙烯网状纤维；再用等离子体处理聚四氟乙烯膜表面，将其置于全氟单体中后，再进行等离子接枝处理获得改性后的聚四氟乙烯膜材料，工艺复杂，无法进行工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双疏膜的制备工艺，通过在基材有机微孔膜上聚合形成一种双疏层，不破坏其微观多孔结构，制备出一种微孔结构明显，透气效果良好，具有疏水疏油的特征的双疏膜。此工艺简单，可实现工业化生产。

本发明的具体技术方案如下：

一种双疏膜的制备工艺，包括如下步骤：

（1）选用疏水、疏油单体，配置成溶液，采用液滴喷射的方法使溶液渗透进基材有机微孔膜中；

（2）上述处理后的基材上，用大气压下的辉光放电等离子处理单体，产生自由基，迅速聚合形成具有疏水疏油特征的聚合物，同时不破坏基材有机膜的微孔结构；

（3）上述形成的膜通过加热，去除残余物质，最后生成双疏膜。

其中：

步骤（1）中的疏水、疏油单体选自全氟辛酸、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、全氟烷基乙基丙烯酸酯、丙基全氟丁基磺酰胺、全氟烷基三氯硅烷中的一种或者多种。

步骤（1）中的基材有机膜为微孔结构，其材质为聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种。

步骤（1）液滴喷射工艺通过伺服电机控制工作台和支架上的喷枪进行移动，将疏水疏油单体划入高压流体喷枪系统，伺服电机控制喷枪对准基材并打开喷枪，将高压疏水疏油单体高速直喷射在基材表面。

步骤（1）中液滴喷射工艺中喷射压力为0.05~2.5Mpa，喷射速度为1~80g/s。

步骤（2）中的等离子处理为大气压下的辉光放电产生，非真空系统。

步骤（2）中等离子工艺中处理时间为1~150s，处理功率为20~200W。

步骤（3）中加热温度为20～220℃，加热时间为5～200s。