CN107096399A - 一种耐高压多孔高分子pmma滤膜材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，包括以下重量份的原料：PMMA60‑95份；MMA60‑90份；表面活性剂0.5‑25份；水5‑25份。本发明的耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料制备工艺简单，制备的耐高压多孔高分子滤膜材料不含有气泡，孔径均匀，微孔径在0.01～12μm之间调制，特殊用途孔径13～80μm，孔隙率为20‑38％，过水率大于20％；具有可以反复利用、材料质轻、机械强度高、耐冲击性好、耐高压、成型收缩小、透水性好、孔径可调等特点，可用于食用净水、环保、化工等水处理领域，也是食品、制药、国防军事等分离富集材料的首选滤材。
Description
技术领域
本发明涉及高分子聚合技术领域，具体指一种耐高压多孔高分子滤膜材料。
背景技术
目前，国内外工业上经常使用的过滤材料，一般都是由滤纸、滤布、金属网、陶瓷、活性炭等制作而成，其缺点主要为孔径不均匀，过滤精度较低，纤维容易脱落，经常磨损系统的零部件，机械故障多，寿命短等。现有技术中的高分子过滤材料虽然解决了孔径均匀的问题，但制备工艺复杂，难以扩大工业生产规模等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于解决上述缺陷，提出一种产品孔径均匀、工艺流程简单的耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料。
本发明的技术方案是这样实现的：一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，包括以下重量份的原料：PMMA60-95份；MMA60-90份；表面活性剂0.5-25份；水5-25份。改进地，还包括重量份的引发剂0.01-5份。改进地，还包括重量份的促进剂0.01-8份。
进一步地，所述促进剂为N,N-二甲基对甲苯胺、N,N-二乙基苯胺、N,N-二甲基苄胺、异辛酸锌和环烷酸钴中的一种或几种。
进一步地，所述表面活性剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。
进一步地，所述阳离子表面活性剂包括季铵盐阳离子表面活性剂(1631)；所述阴离子表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠；所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚(TX、OP或NP系列)、脂肪酸甘油酯、失水山梨醇脂肪酸酯(司盘，主要有S-20、S-60、S-80、S-85等。)和聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯(吐温)的一种或几种；所述两性离子表面活性剂为卵磷脂、氨基酸型表面活性剂和甜菜碱型表面活性剂的一种或几种。
进一步地，所述引发剂为光引发剂、过氧化物或偶氮化合物的一种或几种。
进一步地，所述光引发剂为光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮或1-羟基环己基苯基甲酮；所述的过氧化物为过氧化苯甲酰、过氧化二苯甲酰、过碳酸二异丙酯和过碳酸二仲丁酯中的一种或几种的混合物；所述的偶氮化合物为偶氮二异庚。
改进地，还包括重量份的助乳化剂0.5-8份。
本方法采用“乳液聚合法”来形成微型通孔。其基本原理是:将高分子预聚体、单体、水、表面活性剂在搅拌下制成油水型乳状液，水以微滴分散于单体中，互不相连，然后在引发剂和促进剂的作用下单体发生聚合反应，随着反应的进行，单体聚合成固体，体积变小。同时由于温度升高等因素影响油水型乳液的结构遭到破坏，水或油和孔相连通，从而在固化后的高分子材料中形成微型通孔。
本发明的一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，包括以下重量份的原料：PMMA60-95份；MMA60-90份；表面活性剂0.5-25份；水5-25份。本发明的耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料制备工艺简单、容易成型和加工；本发明制备的高分子PMMA滤膜材料不含有气泡，孔径均匀，微孔径在0.01～15μm之间按需调制，特殊用途孔径16μm～80μm；孔隙率为20-38％，过水率大于20％；本发明的耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料具有可以反复利用、材料质轻、机械强度高、耐冲击性好、耐高压、成型收缩小、透水性好、孔径可调等特点，可用于食用净水、环保、化工等水处理领域，也是食品、制药、国防军事等分离富集材料的首选滤材。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，包括以下重量份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)80份；甲基丙烯酸甲酯(MMA)30份；TX-100.5份；水15份。
1)将3000g MMA和50g TX-10加入到反应容器中混合均匀，然后加入1500mL水搅拌成混合物；
2)将8000g PMMA加入步骤1)获得的混合物中搅拌均匀；
4)将步骤2)获得的混合物进行固化成型得到半成品；
3)将固化成型的半成品置于热水中侵泡1h，得到成品。
实施例2
一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，包括以下重量份的原料：PMMA95份；MMA 90份；TX-10 15份；1631 10份；水15份。
1)将9000g MMA、1500g TX-10和1000g1631加入到反应容器中混合均匀，然后加入1500mL水搅拌成混合物；
2)将9500g PMMA加入步骤1)获得的混合物中搅拌均匀；
3)将步骤2)获得的混合物进行固化成型得到半成品；
4)将固化成型的半成品置于热水中侵泡10h，得到成品。
实施例3
一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，包括以下重量份的原料：PMMA95份；MMA 90份；S-855份；过碳酸二异丙酯0.01份；去离子水25份。
1)将配方量的上述原料中的单体9000g MMA、500g S-85加入到反应容器中混合均匀，然后加入1500mL水搅拌成均匀混合物；
2)将9500g PMMA加入剩余水中后搅拌均匀；
3)将步骤2)混合物加入步骤1)获得的混合物中搅拌均匀；
4)将1g过碳酸二异丙酯加入步骤3)获得的混合物中搅拌均匀；
5)将步骤4)获得的混合物进行固化成型得到半成品；
6)将固化成型的半成品置于热水中侵泡10h，得到成品。
实施例4
一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，包括以下重量份的原料：PMMA60份；MMA 90份；OP 5份；1-羟基环己基苯基甲酮5份；去离子水25份。
1)将单体9000g MMA、500g OP和500g 1-羟基环己基苯基甲酮加入到反应容器中混合均匀，加入2500mL水再搅拌成混合物；
2)将6000g PMMA加入步骤1)获得的混合物中搅拌均匀；
3)将步骤2)获得的混合物进行固化成型得到半成品；
4)将固化成型的半成品置于热水中侵泡3h，得到成品。
实施例5
一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，包括以下重量份的原料：PMMA80份；MMA 30份；TX-10 10份；过氧化苯甲酰3份；十六醇0.5份；去离子水15份。
1)将单体MMA、TX-10、过氧化苯甲酰和十六醇加入到反应容器中混合均匀，加入水再搅拌成混合物；
2)将PMMA加入步骤1)获得的混合物中搅拌均匀；
3)将步骤2)获得的混合物进行固化成型得到半成品；
4)将固化成型的半成品置于热水中侵泡5h，得到成品。
实施例6
一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，包括以下重量份的原料：MMA 13份；PMMA 70份；TX-10 1份；过氧化二苯甲酰0.5份；N,N-二甲基对甲苯胺0.5份；水15份。
1)将1300g MMA、100g TX10和50g N,N-二甲基对甲苯胺加入到反应容器中混合均匀，加入1500mL水混合搅拌均匀；
2)加入7000g的粒径为0.1mm的PMMA，搅拌至完全溶解；
3)向溶液中加入50g过氧化二苯甲酰，混合搅拌均匀后成流体浆料；
4)将流体浆料注入到模具中，静置1h，完全固化成型得到半成品；
5)将固化成型的半成品脱模后置于热水中侵泡2h，得到成品。
实施例7
一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，包括以下重量份的原料：预聚的MMA浆料15份；PMMA 80份；OP 4.89份；偶氮二异庚0.01份；N,N-二乙基苯胺0.01份；水5份。
1)将1500g预聚的MMA浆料、489g OP、1g促进剂(N,N-二乙基苯胺)1g引发剂(偶氮二异庚)和2500mL水加入到反应容器中，混合均匀；
2)加入8000g粒径为0.05mm的PMMA，搅拌至完全溶解，成流体浆料；
3)将流体浆料注入到模具中，静置2h，完全固化成型得到半成品；
4)将固化成型的半成品脱模后置于热水中侵泡3h，得到成品。
实施例8
一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，包括以下重量份的原料：预聚的MMA 浆料48份；PMMA 12份；TX10 0.5份；过碳酸二异丙酯5份；N,N-二甲基苄胺8份；水25份。
1)将4800g预聚的MMA浆料、50g TX10、800g N,N-二甲基苄胺(促进剂)加入到反应容器中混合均匀，然后加入2500mL水混合均匀；
2)加入1200g的粒径为0.08mm的PMMA，搅拌至完全溶解；
3)向溶液中加入500g过碳酸二异丙酯，混合搅拌均匀后成流体浆料，抽真空脱去浆料中的气泡；
4)将流体浆料注入模具中，静置5h，完全固化成型得到半成品；
5)将固化成型的半成品脱模后置于热水中侵泡3h，得到成品。
实施例9
一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，包括以下重量份的原料：MMA 12份；PS 59份；S306份；2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮2份；异辛酸锌0.05份；水20份。
1)将1200g MMA、600g S30、5g异辛酸锌和2000mL水加入到反应容器中，混合均匀；
2)加入5900g PS，搅拌至完全溶解；
3)向溶液中加入200g 2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，混合搅拌均匀后成流体浆料，抽真空脱去浆料中的气泡；
4)将流体浆料注入模具中，加热到50℃，完全固化成型得到半成品；
5)将固化成型的半成品脱模后置于热水中侵泡3h，得到成品。
实施例10
一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，包括以下重量份的原料：MMA 38份；PMMA 38份；TX10 0.5份；过氧化二苯甲酰0.5份；环烷酸钴0.3份；水14份。
1)将3800g MMA、50g TX10、30g环烷酸钴和1400mL水加入到反应容器中，混合均匀；
2)加入3800g粒径为0.1mm的PMMA，搅拌至完全溶解；
3)向溶液中加入50g过氧化二苯甲酰，混合搅拌均匀后成流体浆料；
4)将流体浆料注入到模具中，加热到60℃，完全固化成型得到半成品；
5)将固化成型的半成品脱模后置于热水中侵泡2h，得到成品。
实施例11
一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，包括以下重量份的原料：MMA35份；PMMA 40份；OP 2.5份；过碳酸二仲丁酯2份；环烷酸钴2份；水13份。
1)将3500g MMA、250g OP、200g环烷酸钴和1300mL水加入到反应容器中，混合均匀；
2)加入4000g粒径为0.05mm的PMMA，搅拌至完全溶解；
3)向溶液中加入200g过碳酸二仲丁酯，混合搅拌均匀后成流体浆料；
4)将流体浆料注入模具中，加热到80℃，完全固化成型得到半成品；
5)将固化成型的半成品脱模后置于热水中侵泡3h，得到成品。
实施例12
一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，包括以下重量份的原料：MMA 17份；PMMA 61份；TX 10 4.6份；过氧化二苯甲酰(BPO)0.03份；N,N-二甲基对甲苯胺0.4份；水17份。
1)将1700g MMA、460g TX 10、40g N,N-二甲基对甲苯胺和1700mL水加入到反应容器中，混合均匀；
2)加入6100g粒径为0.08mm的PMMA，搅拌至完全溶解；
3)向溶液中加入3g过氧化二苯甲酰，混合搅拌均匀后成流体浆料，抽真空脱去溶液中的气泡；
4)将流体浆料注入模具中，加热到90℃，完全固化成型得到半成品；
5)将固化成型的半成品脱模后置于热水中侵泡2h，得到成品。
实施例13
一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，包括以下重量份的原料：MMA 17份；PMMA 61份；OP 4.57份；过氧化二苯甲酰(BPO)0.4份；N,N-二乙基苯胺0.03份；水17份。
1)将1700g MMA、457g OP、40g过氧化二苯甲酰、3g N,N-二乙基苯胺和1700mL水加入到反应容器中，混合均匀；
2)加入6100g粒径为0.05mm的PMMA，混合搅拌均匀后成流体浆料；
3)将流体浆料注入模具中，静置1h，完全固化成型得到半成品；
4)将固化成型的半成品脱模后置于热水中侵泡3h，得到成品。
本发明制备的耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料比重1.05-1.12；抗压强度25-28MPa；抗折强度13-15MPa；成品收缩率小于0.5％；过水率大于20％；孔隙率20-38％；微孔径0.01～12μm；特殊用途孔径13μm～80μm；透水性能优等。由于本发明的高分子过滤材料添加了可溶于MMA的高分子材料，聚合反应时聚合热产生的较少，因此不会产生爆聚现象，制备的高分子材料不含有气泡，孔径均匀。
本发明制备的耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料制备工艺简单、室温固化快及加热速固化、容易成型和加工；本发明的耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料具有可以反复利用、材料质轻、机械强度高、耐冲击性好、耐高压、成型收缩小、透水性好、孔径可调的特点；可用于食用净水、环保、化工等水处理领域，也是食品、制药、国防军事等分离富集材料、过滤材料、透水材料等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：PMMA 60-95份；MMA30-90份；表面活性剂0.5-25份；水5-25份。
2.根据权利要求1所述的耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，其特征在于：还包括重量份的引发剂0.01-5份。
3.根据权利要求1或2所述的耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，其特征在于：还包括重量份的促进剂0.01-8份。
4.根据权利要求3所述的耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，其特征在于：所述促进剂为N,N-二甲基对甲苯胺、N,N-二乙基苯胺、N,N-二甲基苄胺、异辛酸锌和环烷酸钴中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，其特征在于：所述表面活性剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。
6.根据权利要求5所述的耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，其特征在于：所述阳离子表面活性剂为季铵盐阳离子表面活性剂；所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯、失水山梨醇脂肪酸酯和聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯的一种或几种；所述两性离子表面活性剂为卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱型的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，其特征在于：所述引发剂为光引发剂、过氧化物或偶氮化合物的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，其特征在于：所述光引发剂为光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮或1-羟基环己基苯基甲酮；所述的过氧化物为过氧化苯甲酰、过氧化二苯甲酰、过碳酸二异丙酯和过碳酸二仲丁酯中的一种或几种的混合物；所述的偶氮化合物为偶氮二异庚。
9.根据权利要求1所述的耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，其特征在于：还包括重量份的助乳化剂0.5-8份。
10.根据权利要求9所述的耐高压多孔高分子PMMA滤膜材料，其特征在于：所述助乳化剂为十六烷或十六醇。
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