專利名稱：一種用于空氣凈化的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于空氣凈化的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
空氣凈化在生物、制藥、化工、電子、環(huán)保、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等高科技領(lǐng)域有著十分重要的意義。傳統(tǒng)的過(guò)濾介質(zhì)有聚丙烯、聚酯、玻璃纖維，用或紡黏、或熔噴、或熱壓、或抄造的方法制造，所獲得的產(chǎn)品為深層過(guò)濾介質(zhì)，在空氣過(guò)濾使用過(guò)程中，過(guò)濾的效率隨著空氣的流動(dòng)速度變化而有所變化，并且伴隨著過(guò)濾截留物穿透的可能。
聚四氟乙烯微孔膜是以雙向拉伸方法制造、膜孔呈網(wǎng)絡(luò)形狀的表面過(guò)濾介質(zhì)，由于其具有敏銳的篩分過(guò)濾特征，已在氣體和液體的凈化、除菌處理中得到廣泛應(yīng)用。作為空氣凈化用的聚四氟乙烯微孔膜現(xiàn)有的技術(shù)是將聚四氟乙烯微孔膜用不同的方法復(fù)合在如聚丙烯、聚酯、玻璃纖維等材料的表面，這種組合方式迫使以增加聚四氟乙烯微孔膜的厚度來(lái)彌補(bǔ)膜在使用過(guò)程因受損傷而造成的效率降低，使過(guò)濾效率保證與空氣流動(dòng)阻力的下降成為一對(duì)矛盾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以克服現(xiàn)有技術(shù)在過(guò)濾效率保證與空氣流動(dòng)阻力兩者之間普遍存在的不調(diào)和性的用以空氣凈化的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜及其制備方法。
一種用于空氣凈化的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜，由作為過(guò)濾效率保證的聚四氟乙烯微孔膜和與其復(fù)合的保護(hù)支撐材料組成一種毛細(xì)管模型微孔膜，所述的保護(hù)支撐材料為高分子或無(wú)機(jī)纖維材料，所述的聚四氟乙烯微孔膜的厚度為3～20um，孔徑為0.050～10.0um，所述的保護(hù)支撐材料的厚度為10～3000um。
所述的高分子纖維材料包括棉、麻、毛、人造絲(黏、富強(qiáng)、銅銨、醋酯)、錦綸(聚酰胺)、腈綸(聚丙烯腈)、丙綸(聚丙烯)、滌綸(聚酯)、氯綸(聚氯乙烯)、維綸(聚乙烯醇縮甲醛)、氨綸(聚氨基甲酸酯)中的一種或一種以上。
所說(shuō)的無(wú)機(jī)纖維材料包括不銹鋼、陶瓷、玻璃、活性炭、無(wú)機(jī)晶須中的一種或一種以上。
所說(shuō)的聚四氟乙烯微孔膜為聚四氟乙烯以膨化雙向拉伸方法制造，膜孔呈網(wǎng)絡(luò)形狀的微孔過(guò)濾介質(zhì)。
所說(shuō)的保護(hù)支撐層材料包括高分子或無(wú)機(jī)纖維材料。
所說(shuō)的復(fù)合方法是指黏結(jié)劑復(fù)合和熱熔復(fù)合方法中的一種或一種以上。
本發(fā)明用于空氣凈化的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜的制備方法第一步、材料的選擇所選擇的聚四氟乙烯微孔膜厚度為3～20um，孔徑為0.050～10.0um；所選擇的保護(hù)支撐材料為由聚丙烯、聚酯組成的無(wú)紡布，其中聚丙烯質(zhì)量含量為2％～50％，熔點(diǎn)為110℃～165℃；一層無(wú)紡布選擇5～50g/m2，另一層無(wú)紡布選擇50～500g/m2；第二步、復(fù)合方法的選擇所選擇的復(fù)合方法為熱熔復(fù)合方法，加熱溫度為110℃～165℃；第三步、復(fù)合微孔膜的制造將支撐無(wú)紡布、聚四氟乙烯微孔膜、支撐無(wú)紡布按順序放置于帶阻尼的放料裝置上，并且按熱熔復(fù)合方法裝載在偶合的熱復(fù)合轉(zhuǎn)鼓上，最后收卷于帶力矩電機(jī)的張力轉(zhuǎn)鼓上，復(fù)合速度控制在0.1～5.0m/min，優(yōu)選的為0.8～2.5m/min。
采用上述方法所制備的復(fù)合微孔膜，由于聚四氟乙烯微孔膜極薄且孔隙率高、過(guò)濾效率好且穩(wěn)定，支撐無(wú)紡布保護(hù)了膜且流阻低，因此表現(xiàn)出低流阻、高效率、耐使用、成本低廉等特點(diǎn)。例如用于HEPA級(jí)的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜厚度為0.20～0.50mm，在空氣速度5.3cm/sec時(shí)對(duì)0.3～0.4um DOP的過(guò)濾效率≥99.99％，而壓力降≤160Pa；用于U1PA級(jí)的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜厚度為0.35～0.80mm，在空氣速度5.3cm/sec時(shí)對(duì)0.1～0.2um DOP的過(guò)濾效率≥99.99999％，而壓力降≤350Pa。
所述的制備方法第一步中聚四氟乙烯微孔膜厚度優(yōu)選為5～10um，孔徑為1.0～1.5um；聚丙烯質(zhì)量含量?jī)?yōu)選為5％～15％，熔點(diǎn)為120℃～145℃；一層無(wú)紡布優(yōu)選的為15～30g/m2，另一層無(wú)紡布優(yōu)選為為70～130g/m2。
本發(fā)明設(shè)想的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜不僅過(guò)濾效率高、流阻低、性能可靠，而且制造工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低廉等特點(diǎn)。


圖1為一層聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜。
圖2為兩層聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將熔點(diǎn)為125℃的聚丙烯短纖維和聚酯中長(zhǎng)纖維按1∶9比例用水刺方法制成無(wú)紡布1后熱軋，其中一種為15g/m2，另其中一種為75g/m2時(shí)，作為聚四氟乙烯微孔膜2上下保護(hù)支撐材料。選擇孔徑為1.2um、孔隙率≥88％、厚度為6um聚四氟乙烯微孔膜2為效率保證材料，三層熱復(fù)合，熱復(fù)合溫度控制在114～117℃，線壓力為0.45MPa，復(fù)合速度為1.5m/min，所制得的膜厚度為0.28～0.30mm，結(jié)構(gòu)如圖1。
按照常規(guī)的膜性能評(píng)價(jià)方法，該膜在空氣速度5.3cm/sec時(shí)對(duì)0.3～0.4um DOP的過(guò)濾效率為99.995％，壓力降為142Pa，達(dá)到歐洲標(biāo)準(zhǔn)H14的效率要求。
實(shí)施例2用如實(shí)施例1中所述方法制造無(wú)紡布1，其中兩種為15g/m2，另其中一種為75g/m2，作為聚四氟乙烯微孔膜2上下保護(hù)支撐材料。選擇孔徑為1.2um、孔隙率≥88％、厚度為5um聚四氟乙烯微孔膜2放置于兩種15g/m。無(wú)紡布1中間，選擇孔徑為0.7um、孔隙率≥88％、厚度為5um聚四氟乙烯微孔膜2放置于15g/m2和75g/m2無(wú)紡布1中間，五層熱復(fù)合，熱復(fù)合溫度在15g/m2。無(wú)紡布一面控制在114～117℃，在75g/m2無(wú)紡布一面控制在116～118℃，線壓力為0.45MPa，復(fù)合速度為1.0m/min，所制得的膜厚度為0.35～0.38mm，結(jié)構(gòu)如圖2。
按照常規(guī)的膜性能評(píng)價(jià)方法，該膜在空氣速度5.3cm/sec時(shí)對(duì)0.1～0.2um DOP的過(guò)濾效率為99.999995％，壓力降為338Pa，達(dá)到歐洲標(biāo)準(zhǔn)U17的效率要求。
權(quán)利要求
1.一種用于空氣凈化的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜，其特征在于由作為過(guò)濾效率保證的聚四氟乙烯微孔膜和與其復(fù)合的保護(hù)支撐材料組成一種毛細(xì)管模型微孔膜，所述的保護(hù)支撐材料為高分子或無(wú)機(jī)纖維材料，所述的聚四氟乙烯微孔膜的厚度為3～20um，孔徑為0.050～10.0um，所述的保護(hù)支撐材料的厚度為10～3000um。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于空氣凈化的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜，其特征在于所述的高分子纖維材料是棉、麻、毛、人造絲、錦綸、腈綸、丙綸、滌綸、氯綸、維綸、氨綸中的一種或一種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于空氣凈化的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜，其特征在于所說(shuō)的無(wú)機(jī)纖維材料是不銹鋼、陶瓷、玻璃、活性炭、無(wú)機(jī)晶須中的一種或一種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于空氣凈化的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜，其特征在于所說(shuō)的聚四氟乙烯微孔膜的膜孔呈網(wǎng)絡(luò)形狀的微孔過(guò)濾介質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于空氣凈化的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜，其特征在于所說(shuō)的保護(hù)支撐層材料是高分子或無(wú)機(jī)纖維材料。
6.一種用于空氣凈化的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜的制備方法，其特征在于第一步、材料的選擇，所選擇的聚四氟乙烯微孔膜厚度為3～20um，孔徑為0.050～10.0um；所選擇的保護(hù)支撐材料為由聚丙烯、聚酯組成的無(wú)紡布，其中聚丙烯質(zhì)量含量為2％～50％，熔點(diǎn)為110℃～165℃；一層無(wú)紡布選擇5～50g/m2，另一層無(wú)紡布選擇50～500g/m2；第二步、復(fù)合方法的選擇，所選擇的復(fù)合方法為熱熔復(fù)合方法，加熱溫度為110℃～165℃，優(yōu)選的為120℃～145℃；第三步、復(fù)合微孔膜的制造，將支撐無(wú)紡布、聚四氟乙烯微孔膜、支撐無(wú)紡布按順序放置于帶阻尼的放料裝置上，并且按熱熔復(fù)合方法裝載在偶合的熱復(fù)合轉(zhuǎn)鼓上，最后收卷于帶力矩電機(jī)的張力轉(zhuǎn)鼓上，復(fù)合速度控制在0.1～5.0m/min，優(yōu)選的為0.8～2.5m/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于空氣凈化的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜的制備方法，其特征在于所選擇的聚四氟乙烯微孔膜厚度為5～10um，孔徑為1.0～1.5um。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于空氣凈化的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜及其制造方法，一種用于空氣凈化的聚四氟乙烯復(fù)合微孔膜，由作為過(guò)濾效率保證的聚四氟乙烯微孔膜和與其復(fù)合的保護(hù)支撐材料組成一種毛細(xì)管模型微孔膜，所述的保護(hù)支撐材料為高分子或無(wú)機(jī)纖維材料，所述的聚四氟乙烯微孔膜的厚度為3～20um，孔徑為0.050～10.0um，所述的保護(hù)支撐材料的厚度為10～3000um。具有成本低、制造方便、工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D69/00GK1820831SQ20051002396
公開(kāi)日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2005年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月19日
發(fā)明者顧玉琴, 尤健民, 楊樹(shù)學(xué) 申請(qǐng)人:桐鄉(xiāng)市健民過(guò)濾材料有限公司, 顧玉琴