[发明专利]一种高密封性电渗析膜堆的制备方法

说明书

本发明的一种高密封性电渗析膜堆的制备方法，包括以下步骤：(1)将具有热塑性高分子材料塑料边框的隔板和含有热塑性高分子材料的膜片层层叠装后，安装上下盖板并压紧支撑膜堆(2)将步骤(1)的膜堆加热，使得隔板四周的塑料边框与膜片上的热塑性高分子材料熔融渗透，膜堆实现一体密封；(3)将步骤(2)制备得到的一体密封的膜堆放入室温冷却。通过直接加热膜堆的方式，使得隔板四周的热塑性塑料和膜片上的热塑性粘结剂软化，在盖板和螺栓的高压力下，高分子链蠕变缓慢渗透到膜片表面层，达到熔接的效果。本发明所使用的方法过程简单，且制备的电渗析膜堆密封性好，承压能力强。

技术领域

本发明涉及电渗析技术领域，特别是涉及一种高密封性电渗析膜堆的制备方法。

背景技术

电渗析过程是电化学过程和渗析扩散过程的结合，在外加直流电场的驱动下，利用离子交换膜的选择透过性，阴、阳离子分别向阳极和阴极移动。离子迁移过程中，若膜的固定电荷与离子的电荷相反，则离子可以通过，如果它们的电荷相同，则离子被排斥，从而实现溶液淡化、浓缩、精制或纯化等目的。电渗析器由膜堆、极区和压紧装置三大部分构成，其主要结构单元包括阳膜、隔板、阴膜，一个结构单元也叫一个膜对，一台电渗析器由许多膜对组成，这些膜对总称为膜堆。为了把极区和膜堆组成不漏水的电渗析器整体，可采用压板和螺栓拉紧的方式，也可采用液压压紧的方式。

电渗析膜堆层压式结构决定了其不能承受很大的水压，通常运行压力不能超过0.2MPa，很大的限制了电渗析的广泛应用。膜堆的密封性是由膜片和隔板的平整度和压弹性配合而成，稍微的不平整或者层间有异物，就会造成渗漏。随着膜堆运行时间加长，还会出现膜片变形的情况，漏水风险更高。现有技术中为提高密封性，有隔板使用三层材料，上下两层是硅胶垫提高密封性的方法，还有在隔板上增加凸起的筋状结构等方法。最关键的是这些方法要确保长时间高压力下膜堆上下盖板保持完全的平整，通常需要使用10mm以上厚度的钢板。这些方法均只能改善密封性，漏水还是有可能发生。还有用聚氨酯或者环氧胶把膜堆的四个侧面密封的方法，但是胶水和每一层膜片、隔板、上下盖板和电极层的粘合性不能保证，尤其在长时间暴露在外界，各个部分老化形变，会导致胶面开裂。Evoqua阐述了一种密封方法，隔板直接使用聚丙烯隔网而没有四周密封，在膜堆装好后把膜堆的四个侧面依次用灌封胶固化，达到一个完整密封的膜堆组件，但是此方法耗时长，需要4-8个面依次固化，且进出水口需要塑料薄膜保护，最后进行冲孔，工艺复杂。

因此，针对现有技术不足，提供一种高密封性电渗析膜堆的制备方法以克服现有技术不足甚为必要。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种高密封性电渗析膜堆的制备方法，通过直接加热膜堆的方法，使得隔板四周的热塑性塑料和膜片上的热塑性粘结剂熔融渗透连接，达到一体密封膜堆的效果，方法简单，且制备的膜堆承压能力强。

本发明的目的通过以下技术措施实现。

提供一种高密封性电渗析膜堆的制备方法，包括以下步骤：

(1)将具有热塑性高分子材料塑料边框的隔板和含有热塑性高分子材料的膜片层层叠装后，安装上下盖板并压紧支撑膜堆；

(2)将步骤(1)的膜堆加热，使得隔板四周的塑料边框与膜片上的热塑性高分子材料熔融渗透，膜堆实现一体密封；

(3)将步骤(2)制备得到的一体密封的膜堆放入室温冷却。

优选的，步骤(1)中所述隔板设置有支撑网和塑料边框，塑料边框连接于支撑网四周。

优选的，所述塑料边框材质为热塑性高分子材料EVA、PVC、PP、PE或PET，所述支撑网材质为聚丙烯。

优选的，步骤(1)中所述膜片为异相离子交换膜或半均相离子交换膜。

优选的，步骤(2)中将步骤(1)的膜堆放入烘箱中加热。