[发明专利]抑菌型聚偏氟乙烯多孔膜制备用改性母粒及其制备方法

说明书

本发明涉及抑菌型聚偏氟乙烯多孔膜制备用改性母粒及其制备方法，改性母粒按重量百分比原料组成：聚偏氟乙烯10~15%；无机粉体50~60%；高分子抑菌剂液体制剂20~30%；改性添加剂1~5%；制备方法包括步骤S1‑S3：无机粉体添加改性添加剂在高速混合剪切条件下预处理；预处理后与高分子抑菌剂液体制剂在高速搅拌条件下混合均匀同时伴以超声波分散，制得混合分散体系；混合分散体系与聚偏氟乙烯用高速混合机搅拌混合均匀，再用双螺杆挤出机熔融混炼同时采用多段抽真空方式排尽其小分子挥发份，再通过柱状口模挤出冷却切粒。本发明使得以热致相分离法为基础高效制备长效抑菌且指标优良的抑菌型聚偏氟乙烯多孔膜成为可能。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及抑菌型聚偏氟乙烯多孔膜制备用改性母粒及其制备方法。

背景技术

膜分离技术属当今水处理领域分离技术中较为高效、节能环保的技术之一，同时由于其分离精度可控性较强，分离效果好且稳定，广泛用于污水深度处理、电池隔膜、医用材料等各个方面。

聚偏氟乙烯有突出的耐化学性、耐高温、性质稳定的特点，为其加工方式提供了多样的选择，因此聚偏氟乙烯是超微滤膜的主要原材料。微生物污染是超微滤膜在实际使用过程中一个主要的污染源，尤其是膜生物反应器系统中，因此对膜进行抑菌改性是防止膜微生物污染，提高运行效率与效能的一种较为有效的方式。

在现有技术中，聚偏氟乙烯多孔膜主要有两种制备技术体系：

一种是基于非溶剂致相分离原理的方法，该法所需用设备简单，加工温度较低，同时也便于加入各种改性助剂，但是要求助剂与铸膜液体系的相容性较好，因此助剂的选择范围与用量受到一定限制；同时，该法由于需要的低温强溶剂往往有一定的微生物毒性，成型过程中溶剂溶于非溶剂中后也较难以分离回用，因而制膜过程中的溶剂废水处理成为了一个难题；其次，由该法制备的膜强度往往较低，功能皮层较薄，易损坏，使用寿命往往较短。

另一种为热致相分离法，该法利用树脂与稀释剂高温相容低温分相的特点，制备出均质多孔膜，并且该法制备出的膜具有强度高、耐化学性好、孔径均一等特点，大大提升了膜的使用寿命，热致相分离法也逐渐的成为了新一代PVDF多孔膜的领先制备技术。但是，由于热致相分离法加工温度较高，其对应的改性剂的选择需要充分考虑改性原料的耐热性能、在体系的相容分散性、高温挥发性、使用中在基体中持久性等问题，因此，直接共混改性热致相PVDF多孔膜技术也存在一些难以克服的缺陷。

小分子抑菌剂添加在多孔膜中使用时易洗脱，因此时效较短，在多孔膜中实际使用价值较低；高分子抑菌剂毒性更低，同时由于分子量大，其加入膜中能够与基体树脂形成三维网络交叉互穿结构，从而能长时间存在于膜中，保持较长的时效性。但是，抑菌剂一般添加量占整体配方的用量很低、与本体的相容性也较难保证，因而利用热致相分离法制备含高分子抗菌剂的多孔膜时，纯抑菌剂使用时较难直接、良好的分散于多孔膜制备体系中；而液体高分子抑菌剂一般为含一定质量浓度有效成分的水溶液，也较难直接加入制膜体系中。

热致相分离法制备中空产品物化性能优良，而现有抑菌改性方法又有不足，因此，急需开发一种以热致相分离法为基础的、高效的方式来制备长效抑菌且其他指标优良的聚偏氟乙烯多孔膜。

发明内容

针对现有技术中的热致相分离法制备抑菌改性聚偏氟乙烯多孔膜的困难，本发明首先提供一种抑菌型聚偏氟乙烯多孔膜制备用改性母粒及其制备方法，以为高效制备抑菌型聚偏氟乙烯多孔膜做准备，将是有利的。

为此，根据本发明的第一个方面，提供一种抑菌型聚偏氟乙烯多孔膜制备用改性母粒，其按重量百分比由如下原料组成：

聚偏氟乙烯（PVDF）：10~15%；

无机粉体：50~60%；

高分子抑菌剂液体制剂：20~30%；

改性添加剂：1~5%。