CN108786497A - 一种石墨烯聚四氟乙烯复合微孔膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯聚四氟乙烯复合微孔膜的制备方法,包括如下步骤:将石墨烯加入溶剂中,进行超声剥离制备纳米石墨烯;加入聚四氟乙烯混合均匀,并在40‑60℃的条件下静置15‑20小时,形成聚四氟乙烯物料;对聚四氟乙烯物料进行压坯、压延并经双向拉伸和烧结成型制备石墨烯/聚四氟乙烯复合微孔膜。本发明工艺简单,耗能少,绿色环保,制备的复合微孔膜具有较好的导热性和导电性,可以作为过滤膜应用于空气净化、气固分离等领域,可以消除过滤过程中产生的静电,有利于粉尘的剥离,使过滤过程长期有效、连续稳定。

Description

一种石墨烯聚四氟乙烯复合微孔膜的制备方法
技术领域
本发明涉及环保领域,具体为一种石墨烯聚四氟乙烯微孔膜的制备方法。
背景技术
聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,简写为PTFE),具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点,几乎不溶于所有的溶剂,同时具有耐高低温的特点,摩擦系数极低。因此聚四氟乙烯是在一些苛刻条件下分离微粒子的理想膜材料,广泛应用于医药行业的除尘、除菌、空气中粉尘及微粒的过滤、化工生产中的产品纯化和物料回收以及防水、透气纺织品和水处理等各行业。
聚四氟乙烯薄膜在进行气固分离时,粉尘颗粒会与薄膜表面进行碰撞、摩擦从而产生静电,聚四氟乙烯是绝缘材料,因此静电会随着过滤时间的延长而积累,而当静电达到一定程度时,会引起电火花甚至引起爆炸或燃烧,十分不安全,因此设计制备用于气体粉尘过滤的导电薄膜具有十分重要的现实意义。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种石墨烯聚四氟乙烯微孔膜的制备方法,解决了过滤膜静电累积的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种石墨烯聚四氟乙烯微孔膜的制备方法,包括如下步骤:
(1)将石墨烯加入到溶剂中,进行超声剥离制备纳米石墨烯;
(2)加入聚四氟乙烯混合均匀,并在40-60℃的条件下静置15-20小时,形成聚四氟乙烯物料;
(3)对聚四氟乙烯物料进行压坯、压延并经双向拉伸和烧结成型制备石墨烯/聚四氟乙烯复合微孔膜。
优选的,所述聚四氟乙烯物料经压坯机压制成毛坯,毛坯经推出机在80℃温度下挤出棒状物并经过压延机在80℃下压延成聚四氟乙烯基带。
优选的,所述双向拉伸参数为:聚四氟乙烯基带在200-300℃的烘箱中纵向拉伸,加工成脱脂基带,脱脂基带在180-210℃下进行横向拉伸。
优选的,所述烧结定型工艺参数为在300-350℃下烧结定型15-30秒。
优选的,所述溶剂为液体石蜡、石油醚、煤油中的其中一种,加入质量为聚四氟乙烯质量的20-25%。
优选的,所述石墨烯经剥离后直径小于100nm,加入质量为聚四氟乙烯质量的5-10%。
上述制备的石墨烯/聚四氟乙烯复合微孔膜平均孔径1-10um,厚度平均为20-40μm。
(三)有益效果
本发明提供了一种石墨烯聚四氟乙烯微孔膜的制备方法,具备以下有益效果:
(1)本发明工艺配方中具有纳米石墨烯,其具有优异的导热性和导电性,制备的石墨烯/聚四氟乙烯复合微孔膜具有导热性和防静电作用。可以作为过滤膜应用于空气净化、气固分离等领域,
(2)本发明制备的复合膜可以作为过滤膜应用于空气净化、气固分离等领域,可以消除过滤过程中产生的静电,有利于粉尘的剥离,使过滤过程长期有效、连续稳定。
(3)本发明工艺配方及过程非常简单,耗能少,绿色环保,适合工业化大规模生产。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例,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做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
一种石墨烯聚四氟乙烯微孔膜的制备方法,包括如下步骤:
(1)将2.5㎏石墨烯加入到10㎏石油醚中,超声6小时剥离,制备纳米石墨烯;
(2)加入50㎏聚四氟乙烯搅拌混合均匀,并在40℃的条件下静置15小时,形成聚四氟乙烯物料;
(3)聚四氟乙烯物料经压坯机压制成毛坯,毛坯经推出机在80℃温度下挤出棒状物并经过压延机在80℃下压延成聚四氟乙烯基带,聚四氟乙烯基带在200℃的烘箱中纵向拉伸,加工成脱脂基带,脱脂基带在180℃下进行横向拉伸,并在300℃下烧结定型15秒。
本实施方案制备的石墨烯聚四氟乙烯复合微孔膜平均孔径1-5um,厚度平均为20-30μm。
实施例2
一种石墨烯聚四氟乙烯微孔膜的制备方法,包括如下步骤:
(1)将5㎏石墨烯加入到12.5㎏煤油中,超声10小时剥离,制备纳米石墨烯;
(2)加入50㎏聚四氟乙烯搅拌混合均匀,并在60℃的条件下静置20小时,形成聚四氟乙烯物料;
(3)聚四氟乙烯物料经压坯机压制成毛坯,毛坯经推出机在80℃温度下挤出棒状物并经过压延机在80℃下压延成聚四氟乙烯基带,聚四氟乙烯基带在300℃的烘箱中纵向拉伸,加工成脱脂基带,脱脂基带在210℃下进行横向拉伸,并在350℃下烧结定型30秒。
本实施方案制备的石墨烯聚四氟乙烯复合微孔膜平均孔径3-10um,厚度平均为25-40μm。
实施例2
一种石墨烯聚四氟乙烯微孔膜的制备方法,包括如下步骤:
(1)将3㎏石墨烯加入到11㎏煤油中,超声8小时剥离,制备纳米石墨烯;
(2)加入50㎏聚四氟乙烯搅拌混合均匀,并在50℃的条件下静置20小时,形成聚四氟乙烯物料;
(3)聚四氟乙烯物料经压坯机压制成毛坯,毛坯经推出机在80℃温度下挤出棒状物并经过压延机在80℃下压延成聚四氟乙烯基带,聚四氟乙烯基带在250℃的烘箱中纵向拉伸,加工成脱脂基带,脱脂基带在200℃下进行横向拉伸,并在310℃下烧结定型20秒。
本实施方案制备的石墨烯聚四氟乙烯复合微孔膜平均孔径5-10um,厚度平均为30-40μm。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种石墨烯聚四氟乙烯复合微孔膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将石墨烯加入到溶剂中,进行超声剥离制备纳米石墨烯;
(2)加入聚四氟乙烯混合均匀,并在40-60℃的条件下静置15-20小时,形成聚四氟乙烯物料;
(3)对聚四氟乙烯物料进行压坯、压延并经双向拉伸和烧结成型制备石墨烯/聚四氟乙烯复合微孔膜。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯聚四氟乙烯复合微孔膜的制备方法,其特征在于,聚四氟乙烯物料经压坯机压制成毛坯,毛坯经推出机在80℃温度下挤出棒状物并经过压延机在80℃下压延成聚四氟乙烯基带。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯聚四氟乙烯复合微孔膜的制备方法,其特征在于,双向拉伸参数为:聚四氟乙烯基带在200-300℃的烘箱中纵向拉伸,加工成脱脂基带,脱脂基带在180-210℃下进行横向拉伸。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯聚四氟乙烯复合微孔膜的制备方法,其特征在于,烧结定型工艺参数为在300-350℃下烧结定型15-30秒。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯聚四氟乙烯复合微孔膜的制备方法,其特征在于,所述溶剂为液体石蜡、石油醚、煤油中的其中一种,加入质量为聚四氟乙烯质量的20-25%。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯聚四氟乙烯复合微孔膜的制备方法,其特征在于,石墨烯经剥离后直径小于100nm,加入质量为聚四氟乙烯质量的5-10%。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111545080A (zh) * 2020-04-09 2020-08-18 颇尔(河北)环保设备有限公司 一种永久亲水纳米石墨烯聚四氟乙烯中空纤维纳滤膜的制备方法
CN114752265A (zh) * 2022-04-25 2022-07-15 中国航空发动机研究院 一种含氟涂层及其制备方法和用途
CN116212665A (zh) * 2023-03-23 2023-06-06 山东大学 一种聚四氟乙烯微孔膜及其功能化制备工艺

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