专利名称：一种高分子纳滤膜的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种高分子纳滤膜的制造方法。
背景技术：
高分子纳滤膜是膜分离技术中最重要的膜，目前已被广泛的应用于化工、电子、轻工、纺织、冶金、食品、石油化工等领域。现有的高分子纳滤膜制造方法主要包括如下几种1)将高分子溶于溶剂中制成溶液，再将高分子溶液在玻璃板或钢板上流延成膜，然后让溶剂蒸发，在板上形成均匀的高分子纳滤膜。这种方法制成的膜，其高分子树脂应有良好的溶解性。
2)用核反应器的荷电粒子来照射高分子膜，留下感光径迹，使膜内高分子链节断裂，再用溶液刻蚀高分子中感光的核径迹，形成孔，制成高分子纳滤膜。这种膜孔的数目和孔的大小分别受照射时间的长短和刻蚀时间的长短控制。这种膜主要品种有聚碳酸酯和聚乙酯膜。
3)将高强度定向的结晶态高分子，在接近其熔点温度下，挤压成膜，同时快速拉出，冷却后进行二次延伸，使膜结晶构造受损，产生裂隙，成孔，制成高分子纳滤膜。这种膜主要是聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯膜。
4)将加热配制的均相膜液流延成薄后，冷却、液膜发生沉淀分相，而成膜、成孔、制成高分子纳滤膜。这种膜膜孔的大小主要受沉淀速度影响，沉淀速度越慢膜孔越大。聚丙烯和聚偏氟乙烯微孔膜是其最重要的产品。
5)将高分子注于混合溶剂内，浇铸成膜，随着易挥发溶剂的挥发，高分子沉淀分相成膜、成孔、制成高分子膜。这里混合溶剂由易挥发溶剂和难挥发溶剂组成，主要品种有醋酸纤维素膜。
6)将高分子制成乳液，使该乳液均匀分布在其布中，再加热使溶剂挥发、凝胶、交联、固化成高分子纳滤膜。
7)另外的高分子纳滤膜制造方法还有界面聚合、单体催化聚合、等离子聚合、溶液浇铸聚合、水面展开等。
以上高分子纳滤膜制造方法或是将高分子溶于溶剂中或制成乳液通过流延、涂布等方法制成膜，然后再加热除去溶剂，或是通过在接近高分子熔点温度下，快速挤压、拉伸高定向的结晶聚合物，或是通过反应的方法，制成各种纳滤膜。以上方法制成的高分子纳滤膜制造工艺复杂，成本高，这也阻碍了膜技术的更大规模的推广应用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种工艺简单、成本较低的高分子纳滤膜的制造方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种高分子纳滤膜的制造方法，包括以下工艺步骤第一步，混合，将纳米级无机物粉体、纳米级微孔骨架结构的无机物粉体和聚烯烃及包括抗氧剂、偶联剂、润湿剂的加工助剂在混合设备中混合，混合中控制温度在50℃以下，混合设备最高转速控制在800～1400rpm，所述的纳米无机物粉体和纳米微孔骨架结构的无机物粉体混合前在104～110℃温度下，干燥2小时以上；第二步，挤出，将混合好的物料在双螺杆挤出机中挤出，挤出温度在120～240℃之间，挤出机螺杆背压在5～30MPa之间，挤出机螺杆转速50～300 rpm，长径比为20～40；第三步，压延成膜，物料经挤出机挤出喂料给压延机，压延机压出要求厚度的膜，压延机辊筒温度控制在60～130℃，辊筒线速度控制在5～15m/min；第四步，清洗，膜被成型后进入清洗机，清洗机内根据物料混合体系的不同加入不同的溶剂，如果物料内含有有机油，则用有机溶剂，包括环己烷、环己酮、丙酮、氯仿、三氯乙烯做介质，温度控制在溶剂沸点，如果物料混合体系内含有水溶性的醇类助剂，则用水做介质，温度控制在100℃；第五步，干燥，膜经清洗后进行干燥，干燥温度控制在60～120℃。
所述的第五步之后，还包括第六步、第七步，所述的第六步为亲水处理，它采用浓度0.05％～5％重量的表面活性剂溶液或乳液对干燥后的膜进行亲水处理，所述的第七步为干燥，它对清洗后的膜进行干燥，干燥温度为60～120℃。
所述的抗氧剂包括四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酸酯、硫代双酚，所述的偶联剂包括乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、β-(3，4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、三(十二烷基苯磺酰氧基)钛酸异丙酯、二(十二烷基亚磷酸酰氧基)四辛氧基钛酸酯，所述的润湿剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚。
所述的双螺杆挤出机挤出口模采用衣架型，并分五区分别控制温度，温度在170～240℃。
所述的压延机的辊筒为中空，可用电或蒸汽加热，辊筒表面镀铬，镀层不小于0.05mm，辊筒耐压不低于2.5KN/cm。
所述的清洗机可用蒸汽、加热油或电热器加热。
本发明利用纳米级无机物粉体和纳米级微孔骨架结构粉体分散于聚烯烃树脂中，通过混合、挤出、压延成膜，清洗、干燥等工序制成聚烯烃纳滤膜，孔隙直径在0.5～1000nm，体积孔隙率30～70％，拉伸强度5～20Mpa，拉伸伸长率300～800％。用这种方法制成的纳滤膜成本低、利于推广应用，适于大规模产业化生产。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
将混合好的物料放入螺杆长径比为20，口模为衣架型的平行双螺杆挤出机中挤出，挤出温度在230℃，挤出螺杆背压在30Mpa之间，挤出机螺杆转速300rpm，口模分五区分别控制温度，温度在170～240℃。
物料经挤出机挤出后喂料给压延机，压膜厚度为0.20mm，压延机滚筒温度为100℃，滚筒线速度为12m/min，压延机辊筒表面镀铬，镀铬厚度为0.06mm，辊筒为中空，用蒸汽加热，辊筒耐压为12KN/cm。
将得到的膜送入清洗机进行清洗。
将清洗后的膜在120℃进行干燥。
将干燥后的膜用表面活性剂进行亲水处理。
将亲水处理后的膜再在100℃进行干燥。
经过上述方法的到的膜材料的空隙直径在50～100nm之间，体积空隙率为30％～80％。
实施例2加工过程如同实施例1，但物料配方变为 重量％聚氯乙烯10～65纳米级碳酸钙粉体(比表面积800m2/g) 2～50纳米级微孔沉淀法二氧化硅粉体(比表面积800m2/g) 10～60滑石粉 10～50四[3-(3，5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2～2.5乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷 0.5～2.5十二烷基苯磺酸钠0.01～0.1得到的膜材料的空隙直径在1～1000nm之间，体积空隙率为40％～80％。
权利要求
1.一种高分子纳滤膜的制造方法，其特征在于，包括以下工艺步骤第一步，混合，将纳米级无机物粉体、纳米级微孔骨架结构的无机物粉体和聚烯烃及包括抗氧剂、偶联剂、润湿剂的加工助剂在混合设备中混合，混合中控制温度在50℃以下，混合设备最高转速控制在800～1400rpm，所述的纳米无机物粉体和纳米微孔骨架结构的无机物粉体混合前在104～110℃温度下，干燥2小时以上；第二步，挤出，将混合好的物料在双螺杆挤出机中挤出，挤出温度在120～240℃之间，挤出机螺杆背压在5～30MPa之间，挤出机螺杆转速50～300 rpm，长径比为20～40；第三步，压延成膜，物料经挤出机挤出喂料给压延机，压延机压出要求厚度的膜，压延机辊筒温度控制在60～130℃，辊筒线速度控制在5～15m/min；第四步，清洗，膜被成型后进入清洗机，清洗机内根据物料混合体系的不同加入不同的溶剂，如果物料内含有有机油，则用有机溶剂，包括环己烷、环己酮、丙酮、氯仿、三氯乙烯做介质，温度控制在溶剂沸点，如果物料混合体系内含有水溶性的醇类助剂，则用水做介质，温度控制在100℃；第五步，干燥，膜经清洗后进行干燥，干燥温度控制在60～120℃。
2.根据权利要求1所述的高分子纳滤膜的制造方法，其特征在于，所述的第五步之后，还包括第六步、第七步，所述的第六步为亲水处理，它采用浓度0.05％～5％重量的表面活性剂溶液或乳液对干燥后的膜进行亲水处理，所述的第七步为干燥，它对清洗后的膜进行干燥，干燥温度为60～120℃。
3.根据权利要求1所述的高分子纳滤膜的制造方法，其特征在于，所述的抗氧剂包括四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酸酯、硫代双酚，所述的偶联剂包括乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、β-(3，4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、三(十二烷基苯磺酰氧基)钛酸异丙酯、二(十二烷基亚磷酸酰氧基)四辛氧基钛酸酯，所述的润湿剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚。
4.根据权利要求1所述的高分子纳滤膜的制造方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机挤出口模采用衣架型，并分五区分别控制温度，温度在170～240℃。
5.根据权利要求1所述的高分子纳滤膜的制造方法，其特征在于，所述的压延机的辊筒为中空，可用电或蒸汽加热，辊筒表面镀铬，镀层不小于0.05mm，辊筒耐压不低于2.5KN/cm。
6.根据权利要求1所述的高分子纳滤膜的制造方法，其特征在于，所述的清洗机可用蒸汽、加热油或电热器加热。
全文摘要
本发明涉及一种高分子纳滤膜的制造方法，包括将纳米级无机物粉体、纳米级微孔骨架结构的无机物粉体和聚烯烃及加工助剂进行混合，然后将混合好的物料在双螺杆挤出机中挤出，再将挤出的物料喂料给压延机进行压延成膜，最后将成形后的膜进行清洗、干燥等工艺步骤。与现有技术相比，本发明制造工艺简单、成本较低，有利于膜技术更大规模的推广应用。
文档编号B01D67/00GK1400038SQ0112638
公开日2003年3月5日 申请日期2001年8月1日 优先权日2001年8月1日
发明者孙学礼 申请人:上海杰事杰新材料股份有限公司