[发明专利]中空纤维膜分离器环氧封头的制备

说明书

本发明涉及一种中空纤维膜分离器的一个组成部件环氧封头及环氧树脂管板的制备方法。确切地说是提供一种中空纤维N₂-H₂膜分离器环氧封头的制备方法。

中空纤维N₂-H₂膜分离器是七十年代末开发成功的新技术，此技术具有分离效率高、能量消耗低、操作简单、无驱动设备及检修方便等优点。已成功地应用于从合成氨弛放气中回收H₂，CO/H₂的调比，石油化工厂废气中H₂的回收，油田气中CO₂的回收，以及从空气中制取富N₂等工业过程中。中空纤维N₂-H₂膜分离器是将中空纤维膜制成纤维束装在耐压钢制壳体中，类似于管式换热器，纤维束由数千至数万根复合中空纤维膜组成，一端封死，另一端形成环氧树脂管板是分离器的重要部件之一。它是将无数根高分散的中空纤维膜一端用环氧树脂粘合剂粘结密封在分离器一端即环氧封头，而另一端用环氧树脂粘合剂粘成环氧树脂管板，如同换热器的花板。使高压原料气和低压渗透气隔开，从而发挥密封和承受压力之作用。因此，一个结构合理、性能好的环氧封头和环氧树脂管板将对中空纤维膜分离器的性能起着十分重要的作用。为达到上述目的，在制备分离器的环氧树脂封头或环氧树脂管板时，对环氧树脂粘合剂的选择和浇铸工艺都有较苛刻的要求。即浇铸用的环氧树脂粘合剂要有良好的流动性，使高分散性的中空纤维膜均匀地分布，且不会产生气泡和空穴，以免影响强度和密封性。同时环氧树脂粘合剂在固化前必须能使中空纤维膜表面充分浸润，固化后有良好的粘结性，不产生剥离现象，还应避免环氧树脂粘合剂腐蚀性组分破坏中空纤维膜表面，进入中空纤维膜的内腔，而堵塞中空纤维膜，结果降低膜的有效面积。目前国外虽有成功的中空纤维N₂-H₂膜分离器投入生产运行，但是有关分离器环氧封头或环氧树脂管板制备技术的报导尚鲜为人知。

本发明的目的提供一种制备中空纤维N₂-H₂膜分离器环氧封头及环氧树脂管板的方法，即提供一组配制环氧树脂粘合剂的技术（配方）和利用这种粘合剂浇铸环氧封头及环氧树脂管板的工艺方法。

本发明选择的环氧树脂粘合剂，它主要包括环氧树脂、固化剂、交联剂、增韧剂、稀释剂和填充剂，其特征在于按下重量百分比混合制成：环氧树脂：30～80%;固化剂：5～50%;交联剂：1～5%;增韧剂：5～20%;稀释剂：1-10%;填料0～300%（按配方总量比）;此外，粘合剂组分中也可加有少量活化剂，其含量（重量）为0～1%。上述组份中环氧树脂可选用双酚型环氧树脂，双-2，3-环氧基环戊基醚，4，5-环氧环己烷与1，2-二甲酸二缩水甘油脂，二氧化双环戌基醚或上述环氧衍生物;固化剂可选用脂肪胺类，如：乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、己二胺、间苯二甲胺;改性脂肪胺类，如：β-羟基乙二胺、二乙基三胺与丁基缩水甘油醚，β-氰乙基化二乙烯三胺;芳香胺类：如间苯二胺，4，4′-二氨基二苯甲烷，4，4′-二氧基二苯砜、间氨基苄胺;酸酐类固化剂，如邻苯二甲酸酐及基衍生物或咪唑类及其衍生物，如：咪唑、二甲基咪唑、2-乙基4-甲基咪唑，2-甲基咪唑与丁基缩水甘油醚、乙甲咪唑与异辛基缩水甘油醚;交联剂可选用有机硅类偶联剂;增韧剂可选用聚砚、聚硫、聚酚、氧树脂、聚酯类等;稀释剂可选用甘油、苯、二甲苯、松节油、丙酮、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯;填料可选用石棉、炭黑、石墨、二氧化硅、玻璃纤维、金属氧化物或金属（铜、铝、铁）的细粉。如粘合剂中加入活化剂可选用SnCl₂·2H₂O，FeCl₃·6H₂O，ZnCl₂·15H₂O或SrCl₂·6H₂O等。上述粘合剂的各种组份按比例称取混合后，充分搅拌均匀，如需要加填料时再加入一定比例填料混均后即可作为粘合剂使用。