CN102952284B - 微孔膜的改性方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微孔膜的改性方法，包括如下步骤：（1）用处理液对微孔膜的其中一个表面进行浸渍处理；（2）经步骤(1)处理的微孔膜进行烘干，得到改性微孔膜。本发明方法简单、成本低，且制备得到的微孔膜水洗前后的透湿率基本没有降低，克服了微孔膜水洗前后耐水压大幅度减低的缺陷，水洗前后的耐水压基本保持不变。
Description
技术领域
本发明涉及一种微孔膜，具体属于微孔膜改性领域，主要是通过微孔膜的后处理方法改性来赋予微孔膜所需要的性能特征从而拓宽微孔膜的运用。
背景技术
微孔膜因其特殊的微孔结构赋予了基材独特的性能，如聚烯烃微孔膜能阻隔正负极，但是能允许离子流快速通过；如聚四氟乙烯微孔膜能阻止雨水滴通过，但是能让水蒸气通畅挥发透过。但因为微孔膜独特的性能导致其使用领域过于狭窄，而为了完善或者拓宽其运用范围，需要在保证其特征性能的基础上进行恰当的改性处理达到其所需要的其他性能要求。
发明专利US5354587公布了一种预聚体交联的改性方法，将数种预聚体以及交联剂等涂覆在微孔膜上，然后通过反应箱体使其在微孔膜上发生交联作用，处理剂通过网状结构固定在微孔膜上从而达到改性的目的，此方法工艺复杂，加工成本昂贵。
发明专利CN200910098021公布了一种微孔膜涂覆的改性方法，将处理液制作成粘性溶液涂覆在微孔膜上，加热烘干溶剂，处理剂吸附在膜表面达到改性的作用，此方法工艺简单，成本低，虽然水洗后耐水压有了提高，但是改性后微孔堵塞严重，透湿率损失非常明显。
发明专利CN200410017158公布了一种共混加工的改性方法，将处理剂与微孔膜基材原料共混，然后共同加工成膜，处理剂镶嵌在微孔网中达到改性的目的，但此方法工业化难度较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方法简单，成本低的微孔膜的改性方法，该方法制备得到的微孔膜水洗前后的透湿率基本没有降低，且克服了微孔膜水洗前后耐水压大幅度减低的缺陷，水洗前后的耐水压基本保持不变。
本发明的具体技术方案如下：
一种微孔膜的改性方法，包括如下步骤：
（1）用处理液对微孔膜的其中一个表面进行浸渍处理；
所述处理液包括如下物质按质量百分比组成：
溶质 0.1～10%
溶剂A 15～80%
溶剂B 15～80%
所述溶质选自聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、四氟乳液、含氟表面活性剂中的一种或两种以上任意组合；
所述溶剂A选自二甲基丙烯酸甲酯，二甲基丙烯酸乙酯，甲苯中的一种或两种以上任意组合；
所述溶剂B选自无水乙醇，丙酮，丁酮中的一种或两种以上任意组合；
（2）经步骤(1)处理的微孔膜进行烘干，得到改性微孔膜。
步骤（1）中处理液的温度为5～100℃，微孔膜通过处理液的速度为10-100m/min，通过控制处理液的温度和微孔膜通过处理液的速度来控制微孔膜上处理剂的处理程度。
步骤（2）中的烘干是先在40～100℃下烘干1～10min；然后在50～120℃下烘干1～10min；最后在60～150℃下烘干1～10min，使处理液中的溶剂分阶段挥发。
所述微孔膜选自聚四氟乙烯微孔膜、聚偏氟乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、聚乙烯微孔膜、聚酰亚胺微孔膜、聚砜微孔膜、聚醚砜微孔膜中的一种。
本发明中微孔膜的改性方法，只是对微孔膜的单面处理，改变其单面物理或者化学性能，但是另一面则完全保持微孔膜结构性能不变。
本发明的处理液可以包含多种溶剂，但至少包括溶剂A、溶剂B两种溶剂。溶剂A与溶剂B互溶，处理液中的溶质溶于溶剂A不溶于溶剂B，微孔膜能被溶剂B浸润，不能被溶剂A浸润。溶剂B带动溶剂A，溶剂A带动处理溶质进入微孔膜表面，进入微孔通道有一个足够工艺调控的时间段，而此时间段和通过量则与浸润时间，膜张力，处理液温度和浓度有关，所以本发明通过控制处理液的温度、生产中微孔膜通过处理槽的速度等因素来达到微孔膜一面改性，另一面保持原材料结构性能不变的要求。
处理后的微孔膜通过阶梯型温度烘箱加热烘干，将处理液中的溶剂挥发出去，所需溶质通过物理吸附、嵌入或者化学力的作用保留在微孔膜单面的表面结构中。处理液中溶剂A与溶剂B的蒸发温度不一致，必须先烘除溶剂B，再烘除溶剂A等其他溶剂。如果先烘除溶剂A，处理溶质不溶于溶剂B，微孔膜处理表面将会出现起泡现象，不利于表面处理的均匀性。本发明中的加热过程包括40～100℃加热1～10min，50～120℃加热1～10min ，60～150℃加热1～10min；分段烘除处理液中的不同溶剂。
本发明方法简单、成本低，且制备得到的微孔膜水洗前后的透湿率基本没有降低，克服了微孔膜水洗前后耐水压大幅度减低的缺陷，水洗前后的耐水压基本保持不变。
具体实施方式
实施例中的耐水压采用AATCC127标准；“透湿率”采用JIS L1099A1法进行测量。
实施例1
将100ml（105.1g）二甲基丙烯酸乙酯，50ml（43.3g）甲苯，100ml（79g）无水乙醇，20ml（16.2g）丁酮配成混合溶剂，加入10g聚醚型聚氨酯，0.1g含氟表面活性剂搅拌组成处理液；将处理液降温至5℃，聚四氟乙烯微孔膜在移动的双轨铗作用下其中一个表面以10m/分钟的速度通过处理液，通过张力拉伸进入阶梯型烘箱中，先在50℃加热2min，然后在80℃加热2min，最后在100℃加热3min烘干溶剂得到改性微孔膜，收卷。改性前后微孔膜性能比较如下表所示,改性后聚四氟乙烯微孔膜水洗后耐水压有了明显的提高。
实施例2
将50ml（,52.5g）二甲基丙烯酸乙酯，20ml（17.32g）甲苯，20ml（15.8g）无水乙醇，10ml（8.1g）丁酮配成混合溶剂，加入10g聚醚型聚氨酯，.0.1g含氟表面活性剂搅拌组成处理液；将处理液升温至50℃，聚丙烯微孔膜在移动的双轨铗作用下其中一个表面以30m/分钟的速度通过处理液，通过张力拉伸进入阶梯型烘箱中，先在40℃加热2min，60℃加热1min，100℃加热3min烘干溶剂得到改性微孔膜，收卷。改性前后微孔膜性能比较如下表所示,改性后聚丙烯微孔膜水洗后耐水压有了明显的提高。
实施例3
将220ml二甲基丙烯酸甲酯，100ml（79g）无水乙醇，100ml（81g）丁酮配成混合溶剂，加入5g聚醚型聚氨酯，5 g四氟乳液，1g含氟表面活性剂搅拌组成处理液；将处理液升温100℃，聚酰亚胺微孔膜在移动的双轨铗作用下其中一个表面以50m/分钟的速度通过处理液，通过张力拉伸进入阶梯型烘箱中，先在100℃加热10min，120℃加热10min，150℃加热10min烘干溶剂得到改性微孔膜，收卷。改性前后微孔膜性能比较如下表所示,改性后聚酰亚胺微孔膜水洗后耐水压有了明显的提高。
实施例4
将 200ml（210.2g）二甲基丙烯酸乙酯，80ml（69.84g）二甲基丙烯酸甲酯，30ml（25.98g）甲苯，80ml（62.76g）丙酮配成混合溶剂，加入15g聚醚型聚氨酯搅拌组成处理液；将处理液升温60℃,聚砜微孔膜在移动的双轨铗作用下其中一个表面以100m/分钟的速度通过处理液，通过张力拉伸进入阶梯型烘箱中，先在 40℃加热3 min， 80℃加热5 min， 120℃加热2 min烘干溶剂得到改性微孔膜，收卷。改性前后微孔膜性能比较如下表所示,改性后聚砜微孔膜水洗后耐水压有了明显的提高。
实施例5
将80ml（69.28g）甲苯，200ml（158g）无水乙醇，70ml（54.915g）丙酮，50ml（40.5g）丁酮配成混合溶剂，加入3g聚醚型聚氨酯搅拌组成处理液；聚偏氟乙烯微孔膜在移动的双轨铗作用下其中一个表面以80m/分钟的速度通过处理液，通过张力拉伸进入阶梯型烘箱中，先在50 ℃加热 5min，70 ℃加热2 min，130 ℃加热5 min烘干溶剂得到改性微孔膜，收卷。改性前后微孔膜性能比较如下表所示,改性后聚偏氟乙烯微孔膜水洗后耐水压有了明显的提高。
Claims (3)
1.一种微孔膜的改性方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）用处理液对微孔膜的其中一个表面进行浸渍处理；
所述处理液包括如下物质按质量百分比组成：
溶质 0.1～10%
溶剂A 15～80%
溶剂B 15～80%
所述溶质选自聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、四氟乳液、含氟表面活性剂中的一种或两种以上任意组合；
所述溶剂A选自二甲基丙烯酸甲酯，二甲基丙烯酸乙酯，甲苯中的一种或两种以上任意组合；
所述溶剂B选自无水乙醇，丙酮，丁酮中的一种或两种以上任意组合；
（2）经步骤(1)处理的微孔膜进行烘干，得到改性微孔膜；
步骤（1）中处理液的温度为5～100℃，微孔膜通过处理液的速度为10-100m/min。
2.根据权利要求1所述的微孔膜的改性方法，其特征在于步骤（2）中的烘干是先在40～100℃下烘干1～10min；然后在50～120℃下烘干1～10min；最后在60～150℃下烘干1～10min。
3.根据权利要求1所述的微孔膜的改性方法，其特征在于所述微孔膜选自聚四氟乙烯微孔膜、聚偏氟乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、聚乙烯微孔膜、聚酰亚胺微孔膜、聚砜微孔膜、聚醚砜微孔膜中的一种。
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