一種聚四氟乙烯中空纖維膜組件的澆注方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚四氟乙烯中空纖維膜組件的澆注方法。該方法先制備鈉萘溶液，再將要澆注的聚四氟乙烯中空纖維膜表面用鈉萘溶液進(jìn)行預(yù)處理，后采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行一次澆注，最后在曝氣頭位置和第一次澆注的固化后的環(huán)氧樹脂之間用聚氨酯或硅膠進(jìn)行二次澆注。本發(fā)明的環(huán)氧樹脂為硬膠，粘結(jié)性好，可提高粘結(jié)強(qiáng)度，避免僅采用軟膠存在的漏絲問題；聚氨酯或硅膠為軟膠，曝氣可引起中空纖維膜根部的擺動，軟膠可在一定程度上隨這種擺動而擺動，從而有效避免了中空纖維膜根部在曝氣過程中出現(xiàn)的斷絲現(xiàn)象。本發(fā)明可將聚四氟乙烯中空纖維膜澆注在固體容器中制成膜組件，其粘接處密封良好，能耐水、耐高溫和耐化學(xué)腐蝕。
【專利說明】一種聚四氟乙烯中空纖維膜組件的澆注方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及中空纖維膜組件的澆注方法，具體涉及一種聚四氟乙烯中空纖維膜組件的澆注方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚四氟乙烯中空纖維膜可以廣泛應(yīng)用在超微濾、膜生物反應(yīng)器和膜蒸餾等膜分離過程，在市政污水和工業(yè)廢水深度處理與回用、飲用水凈化、反滲透前處理、食品和化工產(chǎn)品的分離與精制等領(lǐng)域具有廣泛的潛在應(yīng)用價(jià)值。聚四氟乙烯中空纖維膜，具有膜絲強(qiáng)度高、裝填密度大、孔隙率大、耐酸堿和有機(jī)溶劑、耐氧化等優(yōu)點(diǎn)，在超微濾分離中具有明顯的優(yōu)勢。
[0003]聚四氟乙烯中空纖維膜在過濾使用前需用粘合劑將其封閉在容器中制成膜組件。專利201210112827.2通過界面改性劑對聚四氟乙烯中空纖維膜進(jìn)行滲透處理，后再澆注環(huán)氧樹脂。但由于環(huán)氧樹脂硬度高，在長時(shí)間曝氣過程中，膜絲在氣流中劇烈振動，導(dǎo)致膜絲根部與粘合劑膠結(jié)處形成斷裂點(diǎn)，造成斷絲。斷絲會對周圍的膜絲形成很大的威脅，因?yàn)樵谡駝舆^程中，斷絲會纏繞住附近的膜絲，致使污泥和固體物質(zhì)更快地附著在膜絲根部膠結(jié)處，當(dāng)污泥達(dá)到膜絲所能承受的量，會引發(fā)更多的斷絲，最終使整片膜報(bào)廢。專利201110425403.7和201210101336.8均采用環(huán)氧樹脂、聚氨酯或硅膠單一粘合劑進(jìn)行澆注。單一粘合劑的澆注方法存在以下問題:環(huán)氧樹脂(硬膠)粘結(jié)強(qiáng)度大，但硬度高，膜絲根部與粘合劑膠結(jié)處在曝氣過程中易斷絲。聚氨酯和硅膠粘合劑(軟膠)彈性好，柔軟，但粘結(jié)強(qiáng)度低，膜絲易從粘合劑中脫出而漏絲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種聚四氟乙烯中空纖維膜組件的澆注方法，該方法是通過鈉萘溶液對聚四氟乙烯中空纖維膜進(jìn)行表面預(yù)處理，再采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行一次澆注，然后用聚氨酯或硅膠進(jìn)行二次澆注。通過該方法，可將聚四氟乙烯中空纖維膜澆注在固體容器中制成膜組件，其粘接處密封良好，能耐水、耐高溫和耐化學(xué)腐蝕。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
該方法的步驟如下:
(1)鈉萘溶液的制備
將萘、鈉和四氫呋喃按質(zhì)量百分比1:0.28、.52:2.72-3.52混和，攪拌使其溶解，制備含有萘鈉絡(luò)合物的鈉萘溶液；
(2)改性聚四氟乙烯中空纖維膜的制備
將要澆注的聚四氟乙烯中空纖維膜浸潰在所述鈉萘溶液中10秒~5分鐘，取出，用分析純或化學(xué)純丙酮清洗聚四氟乙烯中空纖維膜澆注部分，去除聚四氟乙烯中空纖維膜表面附著物，在常溫下晾干，制備成改性聚四氟乙烯中空纖維膜；
(3)聚四氟乙烯中空纖維膜組件的澆注 先采用硅膠粘合劑對改性聚四氟乙烯中空纖維膜兩端進(jìn)行封閉處理；再采用環(huán)氧樹脂粘合劑將所述的改性聚四氟乙烯中空纖維膜要澆注的部分澆注在固體容器中，進(jìn)行第一次澆注，環(huán)氧樹脂粘合劑的澆注長度為I厘米?10厘米，固化溫度為20°C?80°C，固化時(shí)間為2小時(shí)?48小時(shí)；然后在固化后的環(huán)氧樹脂表面注入聚氨酯樹脂粘合劑或硅膠粘合劑，進(jìn)行第二次澆注，聚氨酯樹脂或硅膠的澆注長度為I厘米?10厘米，固化溫度為20°C?80°C，固化時(shí)間為2小時(shí)?48小時(shí)，制成聚四氟乙烯中空纖維膜組件。
[0006]所述的第二次澆注的位置位于過濾系統(tǒng)中曝氣頭位置和第一次澆注的固化后的環(huán)氧樹脂之間。
[0007]所述的環(huán)氧樹脂粘合劑采用市售產(chǎn)品，如6101，E44。
[0008]所述的硅膠粘合劑采用市售產(chǎn)品，如703、704或705硅膠。
[0009]所述的聚氨酯樹脂粘合劑采用市售產(chǎn)品，如英國帝斯曼NeoRez ? U335、U391或U321。
[0010]與【背景技術(shù)】相比，本發(fā)明具有的有益效果是:
采用硬膠和軟膠兩段澆注法，并且軟膠靠近膜組件曝氣的一側(cè)。環(huán)氧樹脂為硬膠，粘結(jié)性好，可提高粘結(jié)強(qiáng)度，避免僅采用軟膠存在的漏絲問題；聚氨酯或硅膠為軟膠，曝氣可引起中空纖維膜根部的擺動，軟膠可在一定程度上隨這種擺動而擺動，從而有效避免了中空纖維膜根部在曝氣過程中出現(xiàn)的斷絲現(xiàn)象。本發(fā)明可將聚四氟乙烯中空纖維膜澆注在固體容器中制成膜組件，其粘接處密封良好，能耐水、耐高溫和耐化學(xué)腐蝕。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1:
(1)鈉萘溶液的制備
將20克萘、5.6克鈉和54.4克四氫呋喃混和，攪拌使其溶解，制備鈉萘溶液；
(2)改性聚四氟乙烯中空纖維膜的制備
將要澆注的聚四氟乙烯中空纖維膜浸潰在所述鈉萘溶液中，5分鐘后取出，用分析純丙酮清洗聚四氟乙烯中空纖維膜澆注部分，去除聚四氟乙烯中空纖維膜表面附著物，在常溫下晾干，制備成改性聚四氟乙烯中空纖維膜；
(3)聚四氟乙烯中空纖維膜組件的澆注
先采用703硅膠粘合劑對改性聚四氟乙烯中空纖維膜兩端進(jìn)行封閉處理；再采用6101環(huán)氧樹脂粘合劑將所述的改性聚四氟乙烯中空纖維膜澆注在固體容器中，進(jìn)行第一次澆注，環(huán)氧樹脂粘合劑的澆注長度為I厘米，固化溫度為20°C，固化時(shí)間為48小時(shí)；然后在固
化后的環(huán)氧樹脂上注入英國帝斯曼NeoRez ? U335聚氨酯樹脂粘合劑，進(jìn)行第二次澆注，
聚氨酯樹脂或硅膠的澆注長度為10厘米，固化溫度為80°C，固化時(shí)間為2小時(shí)，澆注的聚氨酯樹脂粘合劑靠近膜組件曝氣的一側(cè)，制成聚四氟乙烯中空纖維膜組件。聚四氟乙烯中空纖維膜組件在檢漏測試中能耐0.4兆帕以下的壓力，檢漏液體為60°C的蒸餾水。
[0012]實(shí)施例2:
a、鈉萘溶液的制備
將20克萘、10.4克鈉和70.4克四氫呋喃混和，攪拌使其溶解，制備鈉萘溶液； b、改性聚四氟乙烯中空纖維膜的制備
將聚四氟乙烯中空纖維膜浸潰在所述鈉萘溶液中，10秒鐘后取出，用化學(xué)純丙酮清洗，去除聚四氟乙烯中空纖維膜表面附著物，在常溫下晾干，制備成改性聚四氟乙烯中空纖維膜；
C、聚四氟乙烯中空纖維膜組件的澆注
先采用704硅膠粘合劑對改性聚四氟乙烯中空纖維膜兩端進(jìn)行封閉處理；再采用E44環(huán)氧樹脂粘合劑將所述的改性聚四氟乙烯中空纖維膜澆注在固體容器中，進(jìn)行第一次澆注，環(huán)氧樹脂粘合劑的澆注長度為10厘米，固化溫度為80°C，固化時(shí)間為2小時(shí)；然后在固化后的環(huán)氧樹脂上注入英國帝斯曼NeoRez ? U391聚氨酯樹脂粘合劑，進(jìn)行第二次澆注，
聚氨酯樹脂澆注長度為I厘米，固化溫度為20°C，固化時(shí)間為48小時(shí)，澆注的聚氨酯樹脂粘合劑靠近膜組件曝氣的一側(cè)，制成聚四氟乙烯中空纖維膜組件。聚四氟乙烯中空纖維膜組件在檢漏測試中能耐0.3兆帕以下的壓力，檢漏液體為60°C的蒸餾水。
[0013]實(shí)施例3:
a、鈉萘溶液的制備
將20克萘、8.4克鈉和65克四氫呋喃混和，攪拌使其溶解，制備鈉萘溶液；
b、改性聚四氟乙烯中空纖維膜的制備
將聚四氟乙烯中空纖維膜浸潰在所述鈉萘溶液中，I分鐘后取出，用分析純丙酮清洗，去除聚四氟乙烯中空纖維膜表面附著物，在常溫下晾干，制備成改性聚四氟乙烯中空纖維膜；
C、聚四氟乙烯中空纖維膜組件的澆注
先采用705硅膠粘合劑對改性聚四氟乙烯中空纖維膜兩端截面進(jìn)行封閉處理；再采用E44環(huán)氧樹脂粘合劑將所述的改性聚四氟乙烯中空纖維膜澆注在固體容器中，進(jìn)行第一次澆注，環(huán)氧樹脂粘合劑的澆注長度為5厘米，固化溫度為60°C，固化時(shí)間為30小時(shí)；然后在固化后的環(huán)氧樹脂上注入703硅膠粘合劑，進(jìn)行第二次澆注，硅膠的澆注長度為6厘米，固化溫度為60°C，固化時(shí)間為30小時(shí)，澆注的硅膠粘合劑靠近膜組件曝氣的一側(cè)，制成聚四氟乙烯中空纖維膜組件。聚四氟乙烯中空纖維膜組件在檢漏測試中能耐0.35兆帕以下的壓力，檢漏液體為60°C的蒸餾水。
【權(quán)利要求】
1.一種聚四氟乙烯中空纖維膜組件的澆注方法，其特征在于，該方法的步驟如下: (1)鈉萘溶液的制備 將萘、鈉和四氫呋喃按質(zhì)量百分比1:0.28、.52:2.72^3.52混和，攪拌使其溶解，制備含有萘鈉絡(luò)合物的鈉萘溶液； (2)改性聚四氟乙烯中空纖維膜的制備 將要澆注的聚四氟乙烯中空纖維膜浸潰在所述鈉萘溶液中10秒~5分鐘，取出，用分析純或化學(xué)純丙酮清洗聚四氟乙烯中空纖維膜澆注部分，去除聚四氟乙烯中空纖維膜表面附著物，在常溫下晾干，制備成改性聚四氟乙烯中空纖維膜； (3)聚四氟乙烯中空纖維膜組件的澆注 先采用硅膠粘合劑對改性聚四氟乙烯中空纖維膜兩端進(jìn)行封閉處理；再采用環(huán)氧樹脂粘合劑將所述的改性聚四氟乙烯中空纖維膜要澆注的部分澆注在固體容器中，進(jìn)行第一次澆注，環(huán)氧樹脂粘合劑的澆注長度為I厘米~10厘米，固化溫度為20°C~80°C，固化時(shí)間為2小時(shí)~48小時(shí)；然后在固化后的環(huán)氧樹脂表面注入聚氨酯樹脂粘合劑或硅膠粘合劑，進(jìn)行第二次澆注，聚氨酯樹脂或硅膠的澆注長度為I厘米~10厘米，固化溫度為20°C~80°C，固化時(shí)間為2小時(shí)~48小時(shí)，制成聚四氟乙烯中空纖維膜組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚四氟乙烯中空纖維膜組件的澆注方法，其特征在于:所述的第二次澆注的位置位于過濾系統(tǒng)中曝氣頭位置和第一次澆注的固化后的環(huán)氧樹脂之間。
【文檔編號】B01D71/36GK103464008SQ201310399647
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】朱海霖, 郭玉海, 王峰, 唐紅艷 申請人:浙江理工大學(xué)