CN108786496A - 改性聚四氟乙烯微孔膜、制备方法及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了改性聚四氟乙烯微孔膜、制备方法及其用途。本发明提供了一种改性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其包括以下步骤：(1)将聚四氟乙烯微孔膜用吸湿快干整理剂进行预处理；(2)将步骤(1)中所述预处理得到的聚四氟乙烯微孔膜用易去污整理剂进行易去污处理；其中，所述易去污整理剂包含亲水亲油型含氟聚醚基嵌段共聚物。通过该方法制备得到的改性聚四氟乙烯微孔膜拒油性和防静电性能得到了改善，并且易去污能力达到了3级及以上，有利于聚四氟乙烯微孔膜及其覆膜产品的使用和维护。

Description

改性聚四氟乙烯微孔膜、制备方法及其用途
技术领域
本发明涉及改性聚四氟乙烯微孔膜、制备方法及其用途。
背景技术
聚四氟乙烯优良的耐酸碱、耐腐蚀及耐低温性能得到了人们的认可与好评，被称为“塑料王”；聚四氟乙烯微孔膜是由聚四氟乙烯挤出成型的棒、带，经压延成薄膜的半成品，在熔点以下的温度拉伸、热定型后，得到的多孔制品，是一种柔韧而富有弹性的微孔材料，孔率高，孔径分布均匀，具有透气不透水的特性，可用作杀菌滤膜、电解隔膜、气体透析膜、各种溶剂的超净过滤膜等；粘贴在织物上可以做登山服、透气帐篷、雨衣等。然而由于聚四氟乙烯的电绝缘性(表面比电阻10^13Ω，相对湿度50％)及较高的体积电阻率(体积电阻大于10^16Ω*cm，23℃，相对湿度50％)，使产品极易产生静电，被油污和灰尘沾染，堵塞聚四氟乙烯微孔膜的微孔，且按FZ/T14021-2011标准中附录A易去污测试法表面易去污(易去污是指织物制成品在穿着或使用过程中沾污后易除去污物的性能)等级为最低的1级，给产品的使用和维护保养造成影响。
因此如何制备兼顾防污、防静电且易去污的改性聚四氟乙烯微孔膜是本领域的一个研发热点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中聚四氟乙烯微孔膜易产生静电、易被油污和灰尘沾染且易去污性能差的缺陷，从而提供了一种改性聚四氟乙烯微孔膜、制备方法及其用途。本发明提供的改性聚四氟乙烯微孔膜，按AATCC118方法检测拒油性，拒油级别≥3级；按GB/T12703-2008测试抗静电性，测得其半衰期≤2秒；按FZ/T14021-2011标准中的附录A易去污测试方法，测其去污等级≥3级，有利于聚四氟乙烯微孔膜及其覆膜产品的使用和维护。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种改性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其包括以下步骤：(1)将聚四氟乙烯微孔膜用吸湿快干整理剂进行预处理；(2)将步骤(1)中所述预处理得到的聚四氟乙烯微孔膜用易去污整理剂进行易去污处理；其中，所述易去污整理剂包含亲水亲油型含氟聚醚基嵌段共聚物。
本发明所述的制备方法中，所述易去污整理剂为亲水亲油型含氟聚醚基嵌段共聚物，所述亲水亲油型含氟聚醚基嵌段共聚物一般是指通过具有酮或酯基的活性物和树脂反应形成嵌段共聚物，具有亲水亲油的两亲表层活性树脂，例如四川华高化工有限公司生产的氟硅共聚物HG-686。
本发明所述制备方法中，所述吸湿快干整理剂可为本领域常规的吸湿快干整理剂，所述吸湿快干整理剂是一般指使疏水性纤维具有一定吸湿性、易散湿透湿的整理剂，例如聚二苯基硅氧烷乳液，和/或氨基脂肪酸酰胺乳液，再例如赫特公司生产的吸湿快干整理剂HMW8870，和/或东莞嘉宏有机硅科技有限公司生产的吸湿快干整理剂Goon886。
本发明所述制备方法中，所述用吸湿快干整理剂进行预处理的操作可参考本领域的常规操作，选自浸渍法、浸轧法和转移辊法中的一种或多种。
例如，当采用浸渍法进行预处理时，包括以下步骤：A浸泡；B脱去溶液；C烘干。
所述A浸泡优选将所述聚四氟乙烯微孔膜浸入所述吸湿快干整理剂的水溶液中，所述聚四氟乙烯微孔膜与所述吸湿快干整理剂的质量比例范围可为2:5～1:1；例如3:5；所述吸湿快干整理剂与水的质量体积比可为50g/L～120g/L，例如111.1g/L。
所述B脱去溶液即除去所述浸泡得到的聚四氟乙烯微孔膜上多余的溶液。
所述C烘干的温度优选80℃～100℃；所述烘干的时间优选0.5min～1.5min，进一步优选1min。
所述浸轧法可参考本领域的常规操作；
所述转移辊给液可参考本领域的常规操作，优选膜面给液的方式，所述膜面给液的方式可参考本领域的常规操作。
本发明所述制备方法中，所述用易去污整理剂进行易去污处理的操作可参考本领域的常规操作，选自浸渍法、浸轧法和转移辊给液中的一种或多种。
例如，当采用转移辊进行易去污处理时，包括以下步骤：
(i)将所述易去污整理剂和有机溶剂混合；
(ii)将所述预处理得到的聚四氟乙烯微孔膜经过有转移滚筒的轧槽中；
(iii)烘干；
(iv)焙烘。
所述步骤(i)中，所述有机溶剂可为能溶解所述亲水亲油型含氟聚醚基嵌段共聚物的常规溶剂，选自醇类溶剂(例如乙醇、异丙醇等)、酮类溶剂(例如丙酮、丁酮等)、酯类溶剂(例如乙酸乙酯)和酰胺类溶剂(例如二甲基酰胺)中的一种或多种，较佳地为醇类溶剂与醇类溶剂、或醇类溶剂与酮类溶剂的混合溶剂。
所述步骤(i)中，所述混合，较佳地在搅拌下混合；更佳地，将所述易去污整理剂加入到所述有机溶剂中搅拌。
所述步骤(i)中，所述易去污整理剂和所述有机溶剂的质量比优选1:10～1:1；进一步优选1:5～9:10。所述步骤(ii)中，所述经过有转移滚筒的轧槽中时的速度优选5m/min。
所述步骤(iii)中，所述烘干温度优选80℃～100℃；所述烘干时间优选50秒～1.5分钟。
所述步骤(iv)中，所述述焙烘温度优选160℃～180℃；所述焙烘时间优选1～2min。
本发明还提供了一种通过所述聚四氟乙烯微孔膜的制备方法制备得到的改性聚四氟乙烯微孔膜。
所述改性聚四氟乙烯微孔膜的厚度为10～80μm，孔径为0.1～0.3μm，孔隙率为50％～90％。
本发明还提供了所述改性聚四氟乙烯微孔膜在杀菌滤膜、电解隔膜、气体透析膜、各种溶剂的超净过滤膜或织物上的应用。
本发明中，所述聚四氟乙烯微孔膜的厚度为10至80微米，孔径为0.1～0.3微米，孔隙率为50％～70％。
在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：采用本发明的制备方法所制得的改性聚四氟乙烯微孔膜、拒油性和防静电的性能得到了改善，且按FZ/T14021-2011标准中的附录A易去污测试方法，测其去污等级≥3级，按GB/T12703-2008测试抗静电性，测得其半衰期≤2秒，按AATCC118方法检测拒油性，拒油级别≥3级，有利于聚四氟乙烯微孔膜及其覆膜产品的使用和维护。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
将赫特公司生产的吸湿快干整理剂HMW8870型2㎏溶于18kg水中搅拌均匀，取聚四氟乙烯微孔膜(双向拉伸膜)12g/㎡*100㎡浸于上述溶液中30分钟，用手拧干多余的溶液，在100℃滚筒上烘干，烘干时间1min。取市售乙醇，10kg和异丙醇10kg混合，在150转/分钟的搅拌下，将四川华高化工有限公司生产的氟硅共聚物HG-686型4kg缓慢加入上述混合溶剂中，待氟硅共聚物完全溶解后，倒入有转移辊的轧槽中，将预处理过的聚四氟乙烯双向拉伸微孔膜以5m/min的速度经过转移辊，后进入100℃烘箱烘干50秒，再经过160℃的烘箱焙烘2分钟，所得到的易去污聚四氟乙烯微孔膜按FZ/T14021-2011标准中的附录A易去污测试方法去污等级≥3级，按AATCC118方法检测拒油性，拒油级别≥4级；按GB/T12703-2008测试抗静电性，测得其半衰期≤1秒。
实施例2
将东莞嘉宏有机硅科技有限公司生产的吸湿快干整理剂Goon886型2kg溶于18kg水中搅匀后倒入拥有转移辊的轧槽中，将43cm宽500g/㎡的涤纶覆膜(聚四氟乙烯双向拉伸微孔膜)50米长一卷的滤料，以膜面给液的方式给液，经120℃烘筒烘干，烘干时间1min。取市售工业异丙醇1kg和工业用丁酮6kg混合，在150转/分钟搅拌下，将四川华高化工有限公司生产的氟硅共聚物HG-686型5kg缓缓加入到上述混合溶剂中，将预处理过的上述覆膜滤料以5m/min的速度经过有转移滚筒的轧槽中，后进入100℃烘箱烘干1.5分钟，再经过160℃的烘箱焙烘1.5分钟，易去污聚四氟乙烯微孔膜覆膜滤料表面的易去污性能按FZ/T14021-2011标准附录A易去污测试方法去污等级≥3级。按AATCC118方法检测拒油性，拒油级别≥3级；按GB/T12703-2008测试抗静电性，测得其半衰期≤2秒。
实施例3
将东莞嘉宏有机硅科技有限公司生产的吸湿快干整理剂Goon886型2.6kg溶于18kg水中搅匀后倒入拥有转移辊的轧槽中，将100cm宽500g/㎡的涤纶覆膜(聚四氟乙烯双向拉伸微孔膜)50米长一卷的滤料，以膜面给液的方式给液，经120℃烘筒烘干，烘干时间1min。取市售工业异丙醇1kg和工业用丁酮6kg混合，在150转/分钟搅拌下，将四川华高化工有限公司生产的氟硅共聚物HG-686型6kg缓缓加入到上述混合溶剂中，将预处理过的上述覆膜滤料以5m/min的速度经过有转移滚筒的轧槽中，后进入100℃烘箱烘干1.5分钟，再经过160℃的烘箱焙烘1.5分钟，易去污聚四氟乙烯微孔膜覆膜滤料表面的易去污性能按FZ/T14021-2011标准附录A易去污测试方法去污等级≥3级。按AATCC118方法检测拒油性，拒油级别≥3级；按GB/T12703-2008测试抗静电性，测得其半衰期≤1.5秒。
实施例4
将赫特公司生产的吸湿快干整理剂HMW8870型1㎏溶于20kg水中搅拌均匀，取聚四氟乙烯微孔膜(双向拉伸膜)10g/㎡*100㎡浸于上述溶液中30分钟，用手拧干多余的溶液，在100℃滚筒上烘干，烘干时间1min。取市售乙醇10kg和异丙醇10kg混合，在150转/分钟的搅拌下，将四川华高化工有限公司生产的氟硅共聚物HG-686型18kg缓慢加入上述混合溶剂中，待氟硅共聚物完全溶解后，倒入有转移辊的轧槽中，将预处理过的聚四氟乙烯双向拉伸微孔膜以5m/min的速度经过转移辊，后进入100℃烘箱烘干1分钟，再经过160℃的烘箱焙烘2分钟，所得到的易去污聚四氟乙烯微孔膜按FZ/T14021-2011标准中的附录A易去污测试方法去污等级≥3级，按AATCC118方法检测拒油性，拒油级别≥4级；按GB/T12703-2008测试抗静电性，测得其半衰期≤1.5秒。
对比实施例1
取市售乙醇，10kg和异丙醇10kg混合，在150转/分钟的搅拌下，将四川华高化工有限公司生产的氟硅共聚物HG-686型4kg缓慢加入上述混合溶剂中，待氟硅共聚物完全溶解后，倒入有转移辊的轧槽中，将12g/㎡*100㎡聚四氟乙烯双向拉伸微孔膜以5m/min的速度经过转移辊，后进入100℃烘箱烘干50秒，再经过160℃的烘箱焙烘2分钟，所得到的易去污聚四氟乙烯微孔膜按FZ/T14021-2011标准中的附录A易去污测试方法去污等级为1级，按AATCC118方法检测拒油性，拒油级别为3级；按GB/T12703-2008测试抗静电性，无防静电效果。
对比实施例2
将赫特公司生产的吸湿快干整理剂HMW8870型2㎏溶于18kg水中搅拌均匀，取聚四氟乙烯微孔膜(双向拉伸膜)12g/㎡*100㎡浸于上述溶液中30分钟，用手拧干多余的溶液，在100℃滚筒上烘干，烘干时间1min。取日本大华株式会社生产的易去污整理剂SR1kg溶于10kg水中，将上述经吸湿快干整理剂预处理的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于上述溶液中，80℃浸渍1h后，在100℃下烘干5min，再在180℃下烘焙2min，所得到的易去污聚四氟乙烯微孔膜按FZ/T14021-2011标准中的附录A易去污测试方法去污等级为1级，按AATCC118方法检测拒油性，拒油级别为1级；按GB/T12703-2008测试抗静电性，测得其半衰期≥2秒。

Claims (10)

1.一种改性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)将聚四氟乙烯微孔膜用吸湿快干整理剂进行预处理；(2)将步骤(1)中所述预处理得到的聚四氟乙烯微孔膜用易去污整理剂进行易去污处理；其中，所述易去污整理剂包含亲水亲油型含氟聚醚基嵌段共聚物。
2.如权利要求1所述的改性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于，所述易去污整理剂为亲水亲油型含氟聚醚基嵌段共聚物，优选四川华高化工有限公司生产的氟硅共聚物HG-686。
3.如权利要求1所述的改性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于，所述吸湿快干整理剂为聚二苯基硅氧烷乳液，和/或氨基脂肪酸酰胺乳液。
4.如权利要求1所述的改性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于，所述吸湿快干整理剂为赫特公司生产的吸湿快干整理剂HMW8870，和/或东莞嘉宏有机硅科技有限公司生产的吸湿快干整理剂Goon886。
5.如权利要求1所述的改性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于，所述用吸湿快干整理剂进行预处理和所述用易去污整理剂进行易去污处理的操作各自独立地选自浸渍法、浸轧法和转移辊法中的一种或多种。
6.如权利要求5所述的改性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于，所述用吸湿快干整理剂进行预处理采用所述浸渍法，包括以下步骤：A浸泡；B脱去溶液；C烘干；
和/或，所述用易去污整理液进行易去污处理采用所述转移辊法，包括以下步骤：(i)将所述易去污整理剂和有机溶剂混合；(ii)将所述预处理得到的聚四氟乙烯微孔膜经过有转移滚筒的轧槽中；(iii)烘干；(iv)焙烘。
7.如权利要求6所述的改性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于，所述A浸泡为将所述聚四氟乙烯微孔膜浸入所述吸湿快干整理剂的水溶液中，所述聚四氟乙烯微孔膜与所述吸湿快干整理剂的质量比例范围为2:5～1:1，优选3:5；和/或，所述吸湿快干整理剂与水的质量体积比为50g/L～120g/L，优选111.1g/L；
和/或，所述B脱水即除去所述浸泡得到的聚四氟乙烯微孔膜上多余的溶液；
和/或，所述C烘干的温度为80℃～100℃；所述烘干的时间为0.5min～1.5min，优选1min。
8.如权利要求6所述的改性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(i)中，所述有机溶剂选自醇类溶剂、酮类溶剂、酯类溶剂和酰胺类溶剂中的一种或多种，优选为两种溶剂的混合溶剂；所述醇类溶剂优选乙醇和/或异丙醇；所述酮类溶剂优选丙酮和/或丁酮；所述酯类溶剂优选乙酸乙酯；所述酰胺类溶剂优选二甲基酰胺；
和/或，所述步骤(i)中，所述混合，在搅拌下混合；优选将所述易去污整理剂加入到所述有机溶剂中搅拌；
和/或，所述步骤(i)中，所述易去污整理剂和所述有机溶剂的质量比为1:10～1:1；优选1:5～9:10；
和/或，所述步骤(ii)中，所述经过有转移滚筒的轧槽中时的速度为5m/min；
和/或，所述步骤(iii)中，所述烘干温度为80℃～100℃；所述烘干时间为50秒～1.5分钟；
和/或，所述步骤(iv)中，所述述焙烘温度为160℃～180℃；所述焙烘时间为1～2min。
9.一种如权利要求1-8任一项所述聚四氟乙烯微孔膜的制备方法制备得到的改性聚四氟乙烯微孔膜。
10.如权利要求9所述的改性聚四氟乙烯微孔膜在杀菌滤膜、电解隔膜、气体透析膜、各种溶剂的超净过滤膜或织物上的应用。
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