[发明专利]耐高压管式支撑覆合膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子树脂涂覆多孔基材分离膜制备领域，特别涉及一种耐高压管式支撑覆合膜的制备方法。

技术背景

分离膜材料按形状分成中空纤维、平板卷式、平板框式和管式膜四大类。其中管式膜材料能处理含有悬浮固体或者流体粘度较高的液体，可以省掉预处理要求，湍流错流过滤使膜表面不易被污染，因此广泛地使用在食品和饮料、化工、微电子、造纸和医药行业。管式支撑覆合膜是一种新型的分离膜，根据实际应用需要在多孔管式支撑基材上涂覆不同材质的表面有机膜层，多孔材料为支撑作用，其分离效果主要有表面有机膜层决定。现有很多管式膜的支撑层采用带子螺旋缠绕而成，专利CN03141410.9公开了一种无纺布带缠绕用热熔胶粘合及超声波粘结加固卷制管，专利200610039090.0公开了一种采用滤材条前后迭合绕制并以超声波焊接形成滤管，同时从芯轴内孔均匀注液于滤管的内壁形成液膜。专利CN200920256727.0公开了一种增强支撑管式膜，在无纺材料带子螺旋缠绕管子外面再单丝编织缠绕增强支撑层。上述方法存在下列缺陷：采用涂覆材料简单涂覆于支撑层表面，涂覆层的厚度很难控制均一性，涂覆层和支撑层的粘结力较差，使用过程中两者容易剥离严重影响过滤效果；无纺布缠绕支撑管增强了管式膜内压使用的抗破损能力，但是无纺布缠绕支撑管自身没有刚性，反洗抗压能力没有得到改善，反洗压力升高管式膜容易被压扁或者破损。为了提高反洗抗压性，专利200910115557.9公开了一种无机编织管浸涂有机铸膜液制得管式复合中空纤维膜，但该方法自由浸涂会造成管式膜涂层不均匀、涂覆层与编织管粘结力不均一、有机铸膜液会渗透编织管到中空内腔导致堵塞。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种耐高压管式支撑覆合膜的制备方法。

耐高压管式支撑覆合膜的制备方法的步骤如下：

1) 采用涂覆装置，涂覆装置包括搅拌罐 、料液罐、底部密封卡座、待加工支撑管、第一环状刮具、固定涂覆头、涂覆刮具、环状卡箍、支撑管连接件、涂覆装置连接杆、控制系统、凝胶浴、第二环状刮具；搅拌罐 出料口与料液罐进料口相连，料液罐溢料口与搅拌罐 相连，料液罐底部设有密封卡座，并固定有待加工支撑管，料液罐顶部设有与待加工支撑管上端相配合的环状卡箍和第一环状刮具，待加工支撑管上端内腔设有固定涂覆头，固定涂覆头下端设有涂覆刮具，固定涂覆头上端设有涂覆装置连接杆，涂覆装置连接杆与控制系统相连，待加工支撑管顶部设有支撑管连接件，支撑管连接件与控制系统相连，料液罐旁设有凝胶浴，凝胶浴顶部设有与待加工支撑管上端相配合的第二环状刮具；

2)将重量百分比为12～20%高分子树脂、重量百分比为56～70%溶剂、重量百分比为10～18%致孔添加剂和重量百分比为2～6%亲水添加剂加入搅拌罐中,在60～80℃搅拌12～16小时，过滤、真空脱泡12～36小时得到涂覆料液；

3)将涂覆料液通过压力输送到料液罐，在压力的驱动下料液从待加工支撑管外表面渗透到内表面，使待加工支撑管的多孔基材和内腔都充满涂覆料液；

4)将料液罐内的压力完全释放，待加工支撑管上端的环状卡箍松开，控制系统通过顶端连接件带动待加工支撑管缓慢的垂直上升至待加工支撑管底端离开料液罐，同时待加工支撑管外表面由第一环状刮具刮去多余的涂覆料液，待加工支撑管内表面由涂覆刮具刮去多余的涂覆料液得到初始态管式覆合膜；

5) 控制系统通过顶端连接件和涂覆装置连接杆将涂有初始态覆合膜的待加工支撑管水平移动到凝胶浴上方，通过控制系统经顶端连接件缓慢向下降直到初始态管式覆合膜上端完全浸入凝胶浴；同时固定在凝胶浴上端的第二环状刮具和支撑管内腔的涂覆刮具把支撑管多孔基材内溢出的料液刮去及修复涂覆层；

6)初始态管式覆合膜完全浸入凝胶浴后，通过控制系统使支撑管连接件和涂覆装置连接杆与初始态管式覆合膜脱开，经溶液相分离充分交换后取出自然晾干制得耐高压管式支撑覆合膜。

所述的待加工支撑管为由聚四氟乙烯、聚乙烯或聚偏氟乙烯树脂粉末烧结的管式多孔材料，待加工支撑管的外径为5～40mm、内径为4～32mm，孔隙率为30～60%，平均孔径范围为5～30μm。

所述高分子树脂为：聚偏氟乙烯、聚氯乙烯或聚醚砜，高分子树脂的数均分子量为5×10⁴～1.0×10⁶。

所述的溶剂为：二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、磷酸三甲酯或磷酸三乙酯中的一种或两种。