CN103521088A - 一种单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法，用重离子加速器加速的重离子或核反应堆产生的裂变碎片对用于辐照的薄膜进行辐照；用涂布机在辐照过的所述薄膜的单面上涂布保护层，并进行烘干；将涂好保护层的所述薄膜放入蚀刻设备中进行化学蚀刻，形成微孔孔道截面为锥形的重离子微孔滤膜；将化学蚀刻完成的所述重离子微孔滤膜放入清洗设备中进行去除清洗，将所述保护层去除；将去除保护层的所述重离子微孔滤膜放入去离子水清洗设备中进行清洗；将清洗后的所述重离子微孔滤膜放入烘干设备中进行烘干。本发明可以显著降低过滤膜的堵塞几率，提高产品流速、延长使用寿命，提高产品生产效率和成品率。

Description

一种单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法
技术领域
本发明涉及核技术应用技术领域，尤其是涉及一种单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法。
背景技术
水和各种溶液中都存在各种各样不同尺寸的不溶性微粒，它们的存在会对人身健康和产品质量造成威胁。而膜过滤技术已经成为解决上述问题的主要途径之一。
现在常用的主要过滤膜材料就包括重离子微孔过滤膜(也称“核微孔过滤膜”或“核孔膜”)。
现有技术中重离子微孔过滤膜的制造方法，其特点是将辐照膜直接放入碱溶液中进行蚀刻加工，最终形成微孔孔道为双锥形的重离子微孔滤膜。其优点在于加工工艺相对简单，缺点在于双锥形孔道容易堵塞，造成流量衰减。
专利200710178344公开了一种优化孔道的核孔膜制造方法，其特点是将辐照膜的一边复合一层耐碱的带胶膜，然后进行单面蚀刻加工，最终形成非双锥形微孔的重离子微孔过滤膜。这种方法的缺点是复合的带胶膜由于具有一定的粘接力，在后续加工中带胶膜与重离子微孔过滤膜不易分离，而且，因为重离子微孔滤膜强度较低，会引起过滤膜产品的破损，造成产品成品率降低，严重影响大批量生产。
发明内容
本发明的目的在于设计一种新型的单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法，解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法，包括步骤如下：
S1，用重离子加速器加速的重离子或核反应堆产生的裂变碎片对用于辐照的薄膜进行辐照；
S2，用涂布机在辐照过的所述薄膜的单面上涂布保护层，并进行烘干；
S3，将涂好保护层的所述薄膜放入溶液浓度为3～8mol/L的蚀刻设备中进行化学蚀刻，形成微孔孔道截面为锥形的重离子微孔滤膜；
S4，将化学蚀刻完成的所述重离子微孔滤膜放入溶液浓度为2～7mol／L的清洗设备中进行去除清洗，将所述保护层去除；
S5，将所述去除保护层的所述重离子微孔滤膜放入去离子水清洗设备中进行清洗；
S6，将清洗后的所述重离子微孔滤膜放入烘干设备中进行烘干。
优选的，S1中，所述薄膜为厚度6～80微米的PET或PC膜。
优选的，S1中，辐照密度为1×104～1×1010个径迹/cm2。
优选的，S2中，所述保护层的厚度为2～30微米。
优选的，S2中，所述烘道的烘道温度为30～90℃。
优选的，S3中，所述化学蚀刻的溶液为NaOH或KOH溶液，蚀刻的蚀刻温度30～90℃，蚀刻时间5～60min。
优选的，S4，所述去除清洗的去除液为HCl，清洗的温度20～80℃，时间2～50min。
优选的，S5中，将所述去除保护层的所述薄膜放入去离子水清洗设备中进行清洗的清洗温度为30℃～50℃。
优选的，S6中，进行烘干的温度为30～80℃。
优选的，所述保护层为聚氨酯树脂层。
本发明属于流体过滤领域，适用于水处理、医药行业过滤、酿造行业等精密过滤用。
本发明的有益效果可以总结如下：
1、本发明将重离子微孔膜孔道制成单锥型可以显著降低过滤膜的堵塞几率，提高产品流速、延长使用寿命。采用酸解性保护层可以防止由于剥离保护层引起的过滤膜破损，提高产品生产效率和成品率。
2、该发明工艺简单，实施成本低廉。
附图说明
图1为薄膜和保护层结构结合在一起的示意图；
图2为为最终形成单锥型孔的微观结构放大示意图。
其中，保护层1，薄膜2，单锥型孔3。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示的一种单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法，包括步骤如下：
S1，用重离子加速器加速的重离子或核反应堆产生的裂变碎片对用于辐照的薄膜进行辐照；
S2，用涂布机在辐照过的所述薄膜的单面上涂布保护层，并进行烘干；
S3，将涂好保护层的所述薄膜放入溶液浓度为3～8mol/L的蚀刻设备中进行化学蚀刻，形成微孔截面为锥形的重离子微孔滤膜；
S4，将化学蚀刻完成的所述重离子微孔滤膜放入溶液浓度为2～7mol/L的清洗设备中进行去除清洗，将所述保护层去除；
S5，将所述去除保护层的所述重离子微孔滤膜放入去离子水清洗设备中进行清洗；
S6，将清洗后的所述重离子微孔滤膜放入烘干设备中进行烘干。
在更加优选的实施例中，S1中，所述薄膜为厚度6～80微米的PET或PC膜。
S1中，辐照密度为1×104～1×1010个径迹/cm2。
S2中，所述保护层的厚度为2～30微米。所述烘道的烘道温度为30～90℃。
S3中，所述化学蚀刻的溶液为NaOH或KOH溶液，蚀刻的蚀刻温度30～90℃，蚀刻时间5～60min。
S4中，所述去除清洗的去除液为HCl，清洗的温度20～80℃，时间2～50min。
S5中，将所述去除保护层的所述薄膜放入去离子水清洗设备中进行清洗的清洗温度为30℃～50℃。
S6中，进行烘干的温度为30～80℃。
在更加优选的实施例中，所述保护层为聚氨酯树脂层。
实施例1、
1、用重离子加速器加速的能量为60MeV/u的32S粒子辐照20μm厚的聚酯薄膜(PET)，密度为3×105个径迹/cm2。60MeV表示60兆电子伏特/核子(中子、质子)。
2、用烘道涂布机在辐照膜上涂布一层聚氨酯树脂，厚度为5μm。烘道温度为50℃、60℃、50℃。
3、用浓度为7mol/L、温度为85℃的NaOH溶液对涂布了保护层的辐照膜进行蚀刻10min，形成单锥形的微孔。
4、用浓度为5mol/L、温度为40℃的HCl溶液对蚀刻后的重离子滤膜进行清洗，去除滤膜上的保护层，形成完全的重离子微孔滤膜。
5、用30℃去离子水对上述重离子微孔滤膜进行清洗，分4次进行。
6、用烘干系统对清洗完成的重离子微孔滤膜进行烘干，温度为50℃。得到最终大径8μm、小径为2μm的产品。
实施例2、
1、用重离子加速器加速的能量为40MeV/u的40Ar粒子辐照12μm厚的聚碳酸酯薄膜(PC)，密度为l×l07个径迹/cm2。40MeV表示40兆电子伏特／核子(中子、质子)。
2、用烘道涂布机在辐照膜上涂布一层聚氨酯树脂，厚度为4μm。烘道温度为50℃、60℃、50℃。
3、用浓度为6mol/L、温度为50℃的KOH溶液对涂布了保护层的辐照膜进行蚀刻30min，形成单锥形的微孔。
4、用浓度为6mol/L、温度为40℃的HCl溶液对蚀刻后的重离子滤膜进行清洗，去除滤膜上的保护层，形成完全的重离子微孔滤膜。
5、用30℃去离子水对上述重离子微孔滤膜进行清洗，分4次进行。
6、用烘干系统对清洗完成的重离子微孔滤膜进行烘干，温度为50℃。得到最终大径3μm、小径为0.5μm的产品。
以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法，其特征在于，包括步骤如下：
S1，用重离子加速器加速的重离子或核反应堆产生的裂变碎片对用于辐照的薄膜进行辐照；
S2，用涂布机在辐照过的所述薄膜的单面上涂布保护层，并进行烘干；
S3，将涂好保护层的所述薄膜放入溶液浓度为3～8mol／L的蚀刻设备中进行化学蚀刻，形成微孔孔道截面为锥形的重离子微孔滤膜；
S4，将化学蚀刻完成的所述重离子微孔滤膜放入溶液浓度为2～7mo l／L的清洗设备中进行去除清洗，将所述保护层去除；
S5，将去除保护层的所述重离子微孔滤膜放入去离子水清洗设备中进行清洗；
S6，将清洗后的所述重离子微孔滤膜放入烘干设备中进行烘干。
2.根据权利要求1所述的单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法，其特征在于：S1中，所述薄膜为厚度6～80微米的PET或PC膜。
3.根据权利要求1所述的单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法，其特征在于：S1中，辐照密度为1×104～1×1010个径迹/cm2。
4.根据权利要求1所述的单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法，其特征在于：S2中，所述保护层的厚度为2～30微米。
5.根据权利要求1所述的单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法，其特征在于：S2中，所述烘道的烘道温度为30～90℃。
6.根据权利要求1所述的单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法，其特征在于：S3中，所述化学蚀刻的溶液为NaOH或KOH溶液，蚀刻的蚀刻温度30～90℃，蚀刻时间5～60min。
7.根据权利要求1所述的单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法，其特征在于：S4，所述去除清洗的去除液为HCl，清洗的温度20～80℃，时间2～50min。
8.根据权利要求1所述的单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法，其特征在于：S5中，将所述去除保护层的所述薄膜放入去离子水清洗设备中进行清洗的清洗温度为30℃～50℃。
9.根据权利要求1所述的单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法，其特征在于：S6中，进行烘干的温度为30～80℃。
10.根据权利要求1所述的单锥型孔道重离子微孔滤膜的制造方法，其特征在于：所述保护层为聚氨酯树脂层。
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