CN105944577A - 一种复合粒子缠结多孔膜材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合粒子缠结多孔膜材料的制备方法，以功能强化层、网、筋为原料，结合粒子缠结成型制备微孔材料的方法，在粒子缠结成型制备微孔材料的制备过程中或者在粒子缠结成型制备微孔材料成型后，将功能强化层、网、筋与微孔材料进行复合成膜，得到复合粒子缠结多孔膜材料。本发明的有益效果是：克服原有粒子缠结多孔膜材料机械强度差、使用寿命短等缺点，采用复合成膜方法对原有多孔膜进行加固和结构调整，制备出具有选择渗透性可控、机械强度高、形稳性好和可应用性强的多孔膜材料。

Description

一种复合粒子缠结多孔膜材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合粒子缠结多孔膜材料的制备方法。
背景技术
膜材料因其不同的孔径和孔隙率而具有选择性分离功能。利用膜材料的选择性分离作用可以实现对料液不同组分的分离、纯化和浓缩。目前使用的气体分离膜大多数是高分子聚合物膜。常用的过滤膜材质主要有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。传统的过滤器的滤料具有使用寿命短，过滤效率低，压力损失高，适用范围有限等缺点。
中国专利公开号为CN103551095A的发明专利公开了一种粒子缠绕成型制备微孔材料的方法。高分子聚合物(如PTFE)等与固体功能性颗粒共混后，经过压延、热定型后可制备出具有多孔结构的膜材料。通过改变不同的实验操作条件，可以制备出适合不同需求的具有三维网状缠结结构的多孔材料。该粒子缠结膜具有良好的透气性能和过滤性能，但是在使用过程中存在机械强度差的问题。薄膜厚度通常为毫米级，在应用过程中，尤其是在高温、强酸或强碱等极端条件下，容易出现变形、破损等问题。
复合膜是一种非对称膜，可优选不同的支撑材料和复合膜层的材料进行组合，通过制备条件的优化，使膜的整体性能达到最佳。非对称膜的分离性能主要依靠材料表面的复合致密膜层，与对称膜相比，传质阻力小且透过率高，并且机械强度更高，因此复合膜有着十分广泛的应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种复合粒子缠结多孔膜材料的制备方法，克服原有粒子缠结多孔膜材料机械强度差、使用寿命短等缺点，采用复合成膜方法对原有过滤膜进行加固和结构调整，制备出具有选择渗透性可控、机械强度高、形稳性好和可应用性强的多孔膜材料。
本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种复合粒子缠结多孔膜材料的制备方法，以功能强化层、网、筋为原料，结合粒子缠结成型制备微孔材料的方法，在粒子缠结成型制备微孔材料的制备过程中或者在粒子缠结成型制备微孔材料成型后，将功能强化层、网、筋与微孔材料进行复合成膜，得到复合粒子缠结多孔膜材料。
进一步地，功能强化层、网、筋的材质为具有一定强度的纯金属(铁、铜、铅、铝、金、钯、铬、钽、锡、银、镍、钛)或其合金(碳钢、不锈钢、钛合金、铅合金、锡锑合金、哈氏合金)、天然产物(植物纤维、动物纤维、矿物纤维及主要由相应纤维构成的网状或层状物)、纯化合物(具有棒状或针状外形的晶体化合物)、有机聚合物(分子量大于1000D的有机分子聚合物)中的一种或多种。
进一步地，功能强化层、网、筋的结构是薄膜、网孔布或板、开孔板、织物、毡状物、海绵状物、蜂窝状物、粘结或烧结粒子堆积状物、条带状物、棒状物、丝束、纤维中的一种或多种。
进一步地，复合成膜的方法为贴合、铆合、缝合、粘结、浇铸、焊接、烧结、热压、植入、混杂、包裹中的一种或多种。
进一步地，复合粒子缠结多孔膜材料通过剪裁、压折、钣金的机械加工方式对外观形貌进行二次处理。
进一步地，复合粒子缠结多孔膜材料具有粒子缠结的微观形貌结构。
本发明的有益效果是：克服原有粒子缠结多孔膜材料机械强度差、使用寿命短等缺点，采用复合成膜方法对原有过滤膜进行加固和结构调整，制备出具有选择渗透性可控、机械强度高、形稳性好和可应用性强的多孔膜材料；功能强化层、网、筋能够对微孔材料膜层起到有效的支撑和保护作用，相较于微孔材料膜层的过滤阻力复合层阻力可忽略不计，在保留较优的过滤效率的同时，能够使工作寿命、使用性能得到加强；使用本发明方法制得的复合粒子缠结多孔膜应用范围宽，可以用于制备空气过滤器滤芯、防霾口罩，也可用作催化剂载体等功能性材料，以改善或优化材料的机械强度和可应用性。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1
一种复合粒子缠结多孔膜，所述膜材料由过滤层和加强层复合而成。其中过滤层为具有粒子缠结的微观形貌结构的多孔薄膜材料，加强层为不锈钢丝网材料。其中，不锈钢丝网筛孔尺寸为10～100目。
将TiO2粉末(平均粒径25nm)、PTFE微分散液(60％wt，粒度0.25μm)和去离子水(电导率<10μΩ/cm)以质量比6：2：4混合均匀。之后恒温70℃，置于热压机上压制(1mm厚)，反复压制5次后，将不锈钢丝网复合层与膜层一同压制复合定型。之后，在120℃下预干燥30min，再在300℃条件下烧结3min，得到具有形稳性和高机械强度的复合粒子缠结多孔膜，该膜可用于过滤及光催化降解空气及废水中的污染物。
实施例2
一种复合粒子缠结多孔膜，所述膜材料由过滤层和加强层复合而成。其中过滤层为具有粒子缠结的微观形貌结构的多孔薄膜材料，加强层为聚丙烯(PP)无纺布。
将粉末活性炭(100目)、聚丙烯乳液(10％)和去离子水按10：1：10比例混合均匀。恒温110℃条件下，置于热压机压制，得到PP缠结活性炭粒子多孔薄膜。150℃条件下，将所制得的薄膜与PP无纺布进行热压粘合。得到形稳性较高的复合粒子缠结多孔膜。该膜可直接用于口罩、空气过滤器等空气过滤器材滤芯，或者用于废水吸附过滤并且较均一的对称膜更耐用。
实施例3
一种复合粒子缠结多孔膜，所述膜材料由过滤层与加强筋复合而成。其中过滤层为具有粒子缠结的微观形貌结构的多孔薄膜材料，加强筋为尼龙纤维。
将粉末活性炭(100目)、聚丙烯乳液(10％)、去离子水和尼龙纤维(直径20μm，长1～2cm)按10：1：10：0.5比例混合均匀。恒温125℃条件下，置于热压机反复压制10次，得到聚丙烯缠结活性炭粒子尼龙纤维增强型复合多孔薄膜。该膜材料具有形稳性较高的特点，可用于过滤气体中的有机成分或油水分离过程。
实施例4
一种复合粒子缠结多孔膜，所述膜材料由过滤层与加强筋复合而成。其中过滤层为具有粒子缠结的微观形貌结构的多孔薄膜材料，加强层为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)无纺布。
将纳米银颗粒(平均粒径25nm)、聚偏氟乙烯乳液(55％wt)和去离子水按5：2：5比例混合均匀。恒温95℃条件下，置于热压机压制，得到偏四氟乙烯缠结纳米银颗粒多孔薄膜。将所得薄膜用塑料铆钉与PET无纺布进行铆合，得到具有高机械强度的增强型粒子缠结膜。该膜材料可用于杀菌过滤过程或者作为负载型催化剂。
为了降低渗透阻力，传统的均一对称膜组件厚度通常为毫米甚至微米级别，因此不能保障膜组件的强度性能，而导致其使用寿命不长。在适当温度压力条件下，通过使用贴合、热压、植入、铆合、缝合等不同手段，将PET无纺薄膜、不锈钢铁丝网、尼龙纤维加强筋等复合强化组分与均一对称膜进行复合。复合层能够对对称膜起到保护作用，使其机械性能得到加强，延长使用寿命。
复合结构也有利于调节过滤膜的选择渗透性，可选择具有不同孔隙率和渗透阻力的复合层来满足不同过滤介质的需求。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种复合粒子缠结多孔膜材料的制备方法，其特征是：以功能强化层、网、筋为原料，结合粒子缠结成型制备微孔材料的方法，在粒子缠结成型制备微孔材料的制备过程中或者在粒子缠结成型制备微孔材料成型后，将功能强化层、网、筋与微孔材料进行复合成膜，得到复合粒子缠结多孔膜材料。
2.根据权利要求1所述的一种复合粒子缠结多孔膜材料的制备方法，其特征是：所述的功能强化层、网、筋的材质为纯金属或其合金、天然产物、纯化合物、有机聚合物中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种复合粒子缠结多孔膜材料的制备方法，其特征是：所述的纯金属为铁、铜、铅、铝、金、钯、铬、钽、锡、银、镍、钛，合金为碳钢、不锈钢、钛合金、铅合金、锡锑合金、哈氏合金，天然产物为植物纤维、动物纤维、矿物纤维及由相应纤维构成的网状或层状物，纯化合物为具有棒状或针状外形的晶体化合物，有机聚合物为分子量大于1000D的有机分子聚合物。
4.根据权利要求1所述的一种复合粒子缠结多孔膜材料的制备方法，其特征是：所述的功能强化层、网、筋的结构是薄膜、网孔布或板、开孔板、织物、毡状物、海绵状物、蜂窝状物、粘结或烧结粒子堆积状物、条带状物、棒状物、丝束、纤维中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种复合粒子缠结多孔膜材料的制备方法，其特征是：所述的复合成膜的方法为贴合、铆合、缝合、粘结、浇铸、焊接、烧结、热压、植入、混杂、包裹中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种复合粒子缠结多孔膜材料的制备方法，其特征是：所述的复合粒子缠结多孔膜材料通过剪裁、压折、钣金的机械加工方式对外观形貌进行二次处理。
7.根据权利要求1所述的一种复合粒子缠结多孔膜材料的制备方法，其特征是：所述的复合粒子缠结多孔膜材料具有粒子缠结的微观形貌结构。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106377974A (zh) * 2016-09-30 2017-02-08 南通市康桥油脂有限公司 一种用于硬脂酸生产废气处理的工艺装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2170143Y (zh) * 1993-07-06 1994-06-29 宁波富达电器股份有限公司 复合式空气过滤层
CN201529529U (zh) * 2009-10-27 2010-07-21 河北科技大学 一种活性炭纤维复合片材
CN102600730A (zh) * 2012-03-20 2012-07-25 北京坎普尔环保技术有限公司 外压管式膜制备方法
CN103551095A (zh) * 2013-10-11 2014-02-05 常州大学 一种粒子缠结成型制备微孔材料的方法
CN205760677U (zh) * 2016-05-16 2016-12-07 北京鑫佰利科技发展有限公司 一种复合陶瓷膜

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2170143Y (zh) * 1993-07-06 1994-06-29 宁波富达电器股份有限公司 复合式空气过滤层
CN201529529U (zh) * 2009-10-27 2010-07-21 河北科技大学 一种活性炭纤维复合片材
CN102600730A (zh) * 2012-03-20 2012-07-25 北京坎普尔环保技术有限公司 外压管式膜制备方法
CN103551095A (zh) * 2013-10-11 2014-02-05 常州大学 一种粒子缠结成型制备微孔材料的方法
CN205760677U (zh) * 2016-05-16 2016-12-07 北京鑫佰利科技发展有限公司 一种复合陶瓷膜

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106377974A (zh) * 2016-09-30 2017-02-08 南通市康桥油脂有限公司 一种用于硬脂酸生产废气处理的工艺装置

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