一種超薄膜聚合物復(fù)合膜的流延微浸涂連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種超薄膜聚合物復(fù)合膜的流延微浸涂連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，屬于化學(xué)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。本設(shè)備含有傳輸系統(tǒng)、計算機(jī)控制系統(tǒng)，微浸涂系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)和溶劑回收系統(tǒng)；從微浸涂輥送出的已浸涂有聚合物浸涂液的濕的超薄膜聚合物復(fù)合膜薄片通過傳輸輥送入干燥系統(tǒng)中；從空氣吹掃冷卻護(hù)膜器送出的已干燥的超薄膜聚合物復(fù)合膜通過傳輸輥送到成品滾筒。微浸涂槽槽體的一對紅外線液位傳感器分別與計算機(jī)相連；高精密計量泵與計算機(jī)相連，其出口深入所述微浸涂槽之中；在干燥系統(tǒng)的氮?dú)獬隹诰屠淠鬟M(jìn)口相連，冷凝器的出口與回收儲瓶相連，回收儲瓶與真空泵相連。用本實(shí)用新型設(shè)備能連續(xù)地自動化地生產(chǎn)所述復(fù)合膜，生產(chǎn)效率高，成品質(zhì)量好。
【專利說明】一種超薄膜聚合物復(fù)合膜的流延微浸涂連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于化學(xué)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于過濾或透過空氣且能產(chǎn)生 五防(即防塵粒(包括PM2.5)、防病毒、防病菌、防污染物、防煙塵)及富氧的功能的，由高氧 氣滲透率或?qū)ρ鯕飧哌x擇性的滲透遵守溶解擴(kuò)散模型的聚合物制成的超薄膜聚合物復(fù)合 膜的制造設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣污染在人口密度大的地區(qū)，尤其是大、中城市產(chǎn)生霧霾天氣，嚴(yán)重威脅人民的 身體健康和生命。霧霾天氣產(chǎn)生的機(jī)制很復(fù)雜，其化學(xué)成分也非常復(fù)雜。這些物質(zhì)可能引 發(fā)癌癥及其它嚴(yán)重疾病。更重要的是，病毒、病菌都能在這種很小的顆粒物上存活和繁殖， 附著在大氣的顆粒物上，在空氣中產(chǎn)生大量的游離著的病毒和病菌分子，就會傳播疾病。 PM2.5是空氣污染物中對人危害最大的細(xì)顆粒物，此細(xì)顆粒物的直徑等于或者小于2.5微 米，PM2.5在醫(yī)學(xué)上叫可入肺顆粒物，它們對人體的損害較大。一般來說我們外科的口罩大 概能夠有PM4的微?？梢灶A(yù)防，到PM2.5就不行了，到PM2.5現(xiàn)在一般是要N95的那種口罩， 但那種口罩很悶，不能長期用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，因應(yīng)不同的用途和需求，口罩有不同的種類與分級:
[0004]1、一般口罩，它對於比較容易進(jìn)入人類呼吸系統(tǒng)的灰塵，并沒有防護(hù)的效果，但對 於顆粒大的灰塵，有一些阻絕的作用。這種口罩可以作為保暖、避免灰頭土臉與鼻孔骯髒等 用途，但是不可作為防止病菌侵入之用。
[0005]2、活性碳口罩，其過濾層的主要功用在于吸附有機(jī)氣體、具惡臭的分子及毒性粉 塵，并非用于過濾粉塵，不具殺菌的功能。但活性碳的使用有一項限制，一旦所有的細(xì)孔都 被填滿，便失去效用且無法確定何時到達(dá)飽和點(diǎn)。
[0006]3、醫(yī)療用口罩，主要是為了避免醫(yī)生的飛沫影響病人，標(biāo)準(zhǔn)的外科醫(yī)療用口罩分 叁層，外層有阻塵阻水作用，可防止飛沫進(jìn)入口罩里面，中層有過濾作用，可擋住90%以上 的5微米顆粒，近口鼻的一層作為吸濕之用。
[0007]4、帶電濾材口罩，它具有與活性碳口罩有相同的使用限制。
[0008]5,SARS流行期間大家爭相搶購的N95型口罩，是美國指定防範(fàn)肺結(jié)核病菌的防疫 口罩，可以有效過濾結(jié)核桿菌(直徑約為0.3?0.6微米，長I?4微米)，防止經(jīng)由空氣的 感染。
[0009]有資料報道，人口密度大的地區(qū)，尤其是大、中城市，空氣污染會導(dǎo)致空氣中氧的 濃度從大自然的21%降到19%以下，環(huán)境長期處于貧氧狀態(tài)。汽車出行高峰期，空氣中的氧 大量用于汽車燃油的燃燒，空氣中氧的濃度甚至低于18%，環(huán)境處于極度貧氧狀態(tài)，因此，真 正吸入到人體體內(nèi)的氧氣量大大降低。生活在這種貧氧或者極度貧氧環(huán)境下的人們，其健 康將受到嚴(yán)重威脅，其身體將處于亞健康狀態(tài)，并且很容易患上或者誘發(fā)多種慢性疾病，缺 氧將是造成許多疾病的主因之一，比如頭痛、心腦血管疾病，心絞痛，等等。眾所周知，氧氣 是人類生存不可或缺的氣體。如果能有一種技術(shù)能制造一種具有防塵(包括防PM2.5)、防病毒、防病菌、防污染、防煙塵和富氧功能的口罩給人們佩戴，將非常方便地給人們提供清 新健康的富氧空氣，大大改善人們大腦供氧的狀況，并因此緩解或者根治由缺氧而引起的 各種不良身體癥狀，消除因體內(nèi)血液中氧濃度低而導(dǎo)致的疲勞，倦怠和頭暈、頭疼等不適癥 狀。當(dāng)人們處在清新健康富氧的環(huán)境下時，人們的體力機(jī)能，大腦智力，血液氧濃度等能達(dá) 到身體最佳狀態(tài)。這對于老年人、孕婦、兒童，以及學(xué)習(xí)強(qiáng)度和心理壓力大的學(xué)生，和工作強(qiáng) 度和心理壓力大的各類群體，都將具有特別顯著的保健和醫(yī)療作用。
[0010]但目前尚無任何技術(shù)和產(chǎn)品能夠在滿足五防(即防塵(包括防PM2.5)、防病毒、 防病菌、防污染、防煙塵)功能的同時，提供富氧功能的口罩。而且，絕大多數(shù)口罩都不能防 PM2.5大小的可入肺顆粒物，有少數(shù)能防PM2.5的可入肺顆粒物的口罩，如N95型口罩，但這 些種類的口罩佩載時讓人感覺很悶，不能長期使用。
[0011]本 申請人:在深入研究了現(xiàn)有技術(shù)的已有物質(zhì)和膜技術(shù)的基礎(chǔ)上，在本 申請人:同日 申請的另一發(fā)明中，公開了一種能用于口罩的高氧氣滲透率或?qū)ρ鯕飧哌x擇性的滲透遵守 溶解擴(kuò)散模型的聚合物制成的復(fù)合膜，設(shè)置有這種復(fù)合膜的口罩能夠在滿足五防(即防塵 (包括防PM2.5)、防病毒、防病菌、防污染、防煙塵)功能的同時，提供富氧功能。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)中，用以分離不同氣體的膜是已知的，現(xiàn)有技術(shù)已開發(fā)了一系列的具有 高分離因子和高氣體流量，即具有高選擇性和高滲透性的膜。但是，這些聚合物分離材料都 是工業(yè)上應(yīng)用的，它具有一系列的工業(yè)應(yīng)用的特點(diǎn)，尚不能簡單地將它們應(yīng)用于民用產(chǎn)品， 尚無人將它們應(yīng)用于人們普通使用的口罩上。應(yīng)用于口罩的復(fù)合膜必須是具有柔軟性，能 與口罩相配合，它既能阻擋各種對人體有害的顆粒和病菌等，還能為佩帶者提供富氧的空 氣，同時不會對佩帶者造成呼吸障礙。為達(dá)到如上目的，用于口罩的復(fù)合膜是需要具有一 定的技術(shù)和性能要求的，如，必須是具有一定韌性的，使其能自如地插入和脫離口罩，必須 足夠薄和足夠均勻，既能阻擋各種對人體有害的物質(zhì)(比如，PM2.5、病毒、病菌、污染物、煙 塵)，又能提供富氧的空氣?，F(xiàn)有技術(shù)中尚無適用的已知薄膜。
[0013]現(xiàn)有技術(shù)中制備膜的技術(shù)中，有一種稱為流延的制取薄膜的方法。制造時，先將液 態(tài)或分散體流布在動行的載體(一般為金屬帶)上，隨后用適當(dāng)方法將其熟化，最后從載體 上剝?nèi)”∧?。流延成型又稱帶式澆注，在陶瓷制品的成型方法中有應(yīng)用，如成型0.2MM-3MM 厚度的片狀陶瓷制品，生產(chǎn)此類產(chǎn)品具有速度快、自動化程度高、效率高、組織結(jié)構(gòu)均勻、產(chǎn) 品質(zhì)量好等諸多優(yōu)勢。又如一種溶液流延方法，使含有聚合物的所述涂料從所述狹縫的出 口流出，以在移動的載體上形成流延膜，所述涂料在所述出口和所述載體之間形成涂料流 道；將所述流延膜從所述載體上剝離；將所述剝離的流延膜干燥成膜。
[0014]本 申請人:借鑒了現(xiàn)有技術(shù)的流延成型的方法，但是，現(xiàn)有技術(shù)中流延成型的方法 和設(shè)備都不能用以制備本 申請人:所述的含有均質(zhì)無孔聚合物薄膜層的超薄膜聚合物復(fù)合 膜。本申請的均質(zhì)無孔聚合物薄膜層的厚度為0.001?5微米，這樣薄的一層致密薄膜，且 需要均質(zhì)無孔是非常困難的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0015]針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種超薄膜聚合 物復(fù)合膜的流延微浸涂連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，使用它能夠制備一種符合需要的能用于過濾空氣阻 止污染物透過并能使透過的空氣成為富氣空氣的超薄膜聚合物復(fù)合膜。[0016]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種超薄膜聚合物復(fù)合膜的流延微浸涂連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備， 含有傳輸系統(tǒng)、計算機(jī)控制系統(tǒng)，所述的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備中還設(shè)置有微浸涂系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)和 溶劑回收系統(tǒng)；所述的傳輸系統(tǒng)中的物料滾筒、微浸涂輥、成品滾筒、和多個傳輸輥均由電 機(jī)驅(qū)動，所述的物料滾筒和至少2個傳輸輥通過多孔聚合物載體層原料薄片與微浸涂槽中 的微浸涂輥相連接，所述的微浸涂輥還通過已浸涂有聚合物浸涂液的濕的超薄膜聚合物復(fù) 合膜薄片與將所述濕的超薄膜聚合物復(fù)合膜薄片送入干燥系統(tǒng)的傳輸輥相連接；所述干燥 系統(tǒng)的第一級真空烘箱、第二級真空烘箱、第三級真空烘箱、空氣吹掃冷卻護(hù)膜器依次相互 銜接；從空氣吹掃冷卻護(hù)膜器通過已干燥的超薄膜聚合物復(fù)合膜和傳輸輥相連接，所述的 將已干燥的超薄膜聚合物復(fù)合膜送出的傳輸輥與成品滾筒相連接；所述的微浸涂系統(tǒng)中的 所述微浸涂槽的槽體上設(shè)置有一對紅外線液位傳感器，所述的一對紅外線液位傳感器分別 通過電纜與計算機(jī)控制系統(tǒng)相連；聚合物浸涂溶液容器的下部設(shè)置有高精密計量泵，所述 高精密計量泵通過電纜與計算機(jī)控制系統(tǒng)相連，其出口通過聚合物浸涂溶液輸送管道深入 所述微浸涂槽之中；在干燥系統(tǒng)中，所述的第一級真空烘箱的氮?dú)膺M(jìn)口、第二級真空烘箱的 氮?dú)膺M(jìn)口、第三級真空烘箱的氮?dú)膺M(jìn)口分別通過氮?dú)夥峙涔艿琅c氮?dú)饬髁靠刂破骱偷獨(dú)馄?相連；所述空氣吹掃冷卻護(hù)膜器的空氣進(jìn)口通過空氣管道與無油空氣壓縮機(jī)相連，在所述 空氣管道中還設(shè)置有空氣過濾器和空氣干燥器；所述的第一級真空烘箱的氮?dú)獬隹?、所?的第二級真空烘箱的氮?dú)獬隹?、和所述的第三級真空烘箱的氮?dú)獬隹诰ㄟ^管道和所述溶 劑回收系統(tǒng)中的冷凝器進(jìn)口相連，所述的冷凝器的出口與回收溶劑的儲瓶相連，所述的回 收溶劑的儲瓶通過真空管道與真空泵相連。
[0017]所述的第一級真空烘箱的氮?dú)獬隹?、所述的第二級真空烘箱的氮?dú)獬隹?、和所?的第三級真空烘箱的氮出口與管道之間，分別設(shè)置有一級真空度控制閥、二級真空度控制 閥、和三級真空度控制閥。
[0018]所述的一級真空度控制閥、二級真空度控制閥、和三級真空度控制閥分別通過電 纜與計算機(jī)控制系統(tǒng)相連。所述的第一級真空烘箱的氮?dú)膺M(jìn)口、第二級真空烘箱的氮?dú)膺M(jìn) 口、第三級真空烘箱的氮?dú)膺M(jìn)口分別通過電纜與計算機(jī)控制系統(tǒng)相連。
[0019]所述的第一級真空烘箱的氮?dú)獬隹?、所述的第二級真空烘箱的氮?dú)獬隹?、和所?的第三級真空烘箱的氮出口分別通過電纜與計算機(jī)控制系統(tǒng)相連。
[0020]本實(shí)用新型的設(shè)備設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡捷，操作方便，是一種連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，用本實(shí) 用新型設(shè)備能連續(xù)地自動化地生產(chǎn)所述復(fù)合膜，生產(chǎn)效率高，成品質(zhì)量好。為了生產(chǎn)均勻和 無缺陷的復(fù)合膜，控制聚合物溶液涂層中的溶劑的蒸發(fā)速度，本實(shí)用新型特別在微浸涂后 設(shè)置了三級真空干燥箱。三級真空烘箱的溫度逐級升高，含有聚合物溶液涂層的濕膜在各 級真空烘箱的滯留時間，真空度均逐級變化，非常有效地控制聚合物溶液涂層中的溶劑在 各級真空烘箱的蒸發(fā)速度，從而保證了復(fù)合膜的質(zhì)量。本實(shí)用新型設(shè)備和方法還進(jìn)行了溶 劑的回收，節(jié)約了生產(chǎn)成本，同時，杜絕了環(huán)境的污染。當(dāng)生產(chǎn)量達(dá)以一定規(guī)模時，本連續(xù)生 產(chǎn)設(shè)備和方法的成本將比批處理的成本更低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]附圖1是本實(shí)用新型所生產(chǎn)的超薄膜聚合物復(fù)合膜一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]附圖2是本實(shí)用新型所生產(chǎn)的超薄膜聚合物復(fù)合膜另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；[0023]附圖3是本實(shí)用新型的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備和方法的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖中標(biāo)記分述如下:1 一超薄膜聚合物復(fù)合膜；2—均質(zhì)無孔聚合物超薄膜層； 3一多孔超薄膜載體層；3_1—多孔超薄膜載體層A ;3_2—多孔超薄膜載體層B ； 10一物料 滾筒一多孔聚合物載體層原料薄片；12—多孔聚合物復(fù)合膜載體層原料薄片放大效果 圖；13—聚合物浸涂溶液的容器；14一聚合物浸涂溶液；15—高精密計量泵；15a和15b— 紅外線液位傳感器；16—聚合物浸涂溶液輸送管道；17—微浸涂槽；18—聚合物浸涂溶液； 19一微浸涂輥；20—濕的超薄膜聚合物復(fù)合膜薄片；21—均質(zhì)無孔聚合物超薄膜層的放大 效果圖，22—多孔聚合物復(fù)合膜載體層的放大效果圖，23—輸送滾筒，24—第一級真空烘 箱，25—第二級真空烘箱，26—第三級真空烘箱，27—第一級真空烘箱的氮?dú)膺M(jìn)口，28—第 一級真空烘箱的氮?dú)獬隹冢?8c—第一級真空度控制閥，29—第二級真空烘箱的氮?dú)膺M(jìn)口， 30—第二級真空烘箱的氮?dú)獬隹冢?0c—第二級真空度控制閥，31—第三級真空烘箱的氮?dú)?進(jìn)口，32—第三級真空烘箱的氮?dú)獬隹冢?2c—第三級真空度控制閥，33—管道，34—冷凝 器，35—回收溶劑的儲瓶，36 —回收的溶劑，37—真空管道，38—真空泵，39—氮?dú)馄浚?0— 氮?dú)饬髁靠刂破鳎?1 一氮?dú)夥峙涔艿溃?2—無油空氣壓縮機(jī)，43—空氣管道，44 一空氣過濾 器，45 —空氣干燥器，46—空氣吹掃冷卻護(hù)膜器，47 —空氣吹掃冷卻護(hù)膜器的空氣進(jìn)口， 48—空氣吹掃冷卻護(hù)膜器的空氣出口，49一空氣出口管道，50—成品滾筒，51—計算機(jī)控制 系統(tǒng)，52 —電纜。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。如附 圖1所示，用本實(shí)用新型的設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品，即超薄膜聚合物復(fù)合膜，所述的超薄膜聚合物 復(fù)合膜I由均質(zhì)無孔聚合物超薄膜層2和多孔超薄膜載體層3相互緊密疊加而成。所述的 超薄膜聚合物復(fù)合膜I可以用于過濾空氣，能具有防PM2.5、防病毒、防病菌、防污染、防煙 塵和提供富氧的功能和富氧功能，采用超薄膜聚合物復(fù)合膜I的口罩具有保健口罩或醫(yī)療 用口罩的特點(diǎn)。如附圖2所示，其中多孔超薄膜載體層3可以是如附圖1所示，是由一種物 質(zhì)組成的，也可以是如附圖2所示的由兩層不同的物質(zhì)相互疊加而成，即多孔超薄膜載體 層3是由多孔超薄膜載體層3-1和多孔超薄膜載體層3-2疊加而成。本實(shí)用新型的最終產(chǎn) 品是超薄膜聚合物復(fù)合膜1，由于多孔超薄膜載體層3的生產(chǎn)比較容易，用現(xiàn)有技術(shù)中的已 知方法能生產(chǎn)出符合需要的多孔超薄膜載體層3。所以本實(shí)用新型的設(shè)備中生產(chǎn)超薄膜聚 合物復(fù)合膜的I時，是將多孔超薄膜載體層3作為原料來使用的，也就是說，本實(shí)用新型中 不包括多孔超薄膜載體層3的制備。
[0026]如附圖3所示，是本實(shí)用新型的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如附圖3 所示，本實(shí)用新型的設(shè)備包括:載體層和復(fù)合膜的傳輸系統(tǒng)；溶液流延微浸涂系統(tǒng)；復(fù)合膜 的干燥系統(tǒng)；計算機(jī)控制系統(tǒng)；和溶劑回收系統(tǒng)。就各系統(tǒng)的主要設(shè)備和功能描述如下:所 述載體層和復(fù)合膜的傳輸系統(tǒng)包括物料滾筒10，帶電機(jī)驅(qū)動卷取輥的成品滾筒50，和傳輸 輪23、微浸涂輥19，其目的是控制物料的傳輸速度。
[0027]所述流延微浸涂系統(tǒng)包括聚合物浸涂溶液14和聚合物浸涂溶液的容器13，聚合 物浸涂溶液的容器13通過高精密計量泵15用于連續(xù)準(zhǔn)確地給出聚合物浸涂溶液14 ;溶液 流延微浸涂系統(tǒng)包括有聚合物溶液浸涂槽17和聚合物浸涂溶液18 ;在上述傳動系統(tǒng)中提到的微浸涂輥19，微浸涂輥19也是流延微浸涂系統(tǒng)中的設(shè)備。多孔聚合物載體層原料薄片 11隨著微浸涂輥19在聚合物浸涂溶液18中經(jīng)過，使聚合物浸涂溶液18浸涂或稱附著于微 浸涂輥19之上的多孔聚合物載體層原料薄片11上，使多孔聚合物載體層原料薄片11上均 勻浸涂很薄的一層聚合物浸涂溶液18，成為濕的超薄膜聚合物復(fù)合膜薄片20。本 申請人:將 這一過程稱為溶液流延微浸涂。在這一過程中，控制溶液流延微浸涂的量是很重要的，在本 申請中，控制微浸涂輥的直徑為26-36厘米，其底部浸于微浸涂槽的聚合物的浸涂液之中， 微浸涂輥19與聚合物浸涂液的液面相接觸的面積為其表面的8%-36%，保持微浸涂輥19的 轉(zhuǎn)速為0.1-1Orpm0設(shè)置于微浸涂槽17槽壁上的一對紅外線液位傳感器15a和15b將聚 合物浸涂液18的液面高度數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)控制系統(tǒng)51，計算機(jī)控制系統(tǒng)51將控制信號 傳輸給聚合物浸涂溶液容器13下部的高精密計量泵15，使經(jīng)高精密計量泵15流入微浸涂 槽17之中的聚合物浸涂液18的量正好能使微浸涂槽之中的聚合物浸涂液保持在設(shè)定的高 度，液面保持恒定，進(jìn)而確保聚合物溶液涂層均勻。
[0028]在本實(shí)用新型的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備中，所述浸涂后的超薄膜聚合物復(fù)合膜I即濕的超 薄膜聚合物復(fù)合膜薄片20的干燥系統(tǒng)包括至少有一級真空烘箱，用于蒸發(fā)聚合物溶液涂 層中的溶劑而生成超薄膜聚合物復(fù)合膜I。為了生產(chǎn)均勻和無缺陷的超薄膜聚合物復(fù)合膜 I，控制聚合物溶液涂層中的溶劑的蒸發(fā)速度是非常重要的。因此，在上述方案中，所述浸涂 后的超薄膜聚合物復(fù)合膜I即濕的超薄膜聚合物復(fù)合膜薄片20的干燥系統(tǒng)包括三級真空 烘箱24、25、和26，每一級真空烘箱的溫度的設(shè)置是不一樣的，真空烘箱的溫度逐級升高。 通過改變每一級真空烘箱的長短，可控制含有聚合物溶液涂層的濕膜在各級真空烘箱的滯 留時間，從而進(jìn)一步控制聚合物溶液浸涂層中的溶劑在各級真空烘箱的蒸發(fā)速度。與此同 時，通過調(diào)節(jié)各級真空烘箱的真空度，可非常有效地控制聚合物溶液浸涂層中的溶劑在各 級真空烘箱的蒸發(fā)速度。
[0029]所述溶劑回收系統(tǒng)包括冷凝器34 (用于冷凝聚合物溶液浸涂層中蒸發(fā)的溶劑)，溶 劑回收儲瓶35和回收溶劑36，冷凝器34用于冷凝聚合物溶液浸涂層中蒸發(fā)的溶劑，并且回 收溶劑重復(fù)使用，同時防止溶劑污染環(huán)境。
[0030]實(shí)施例1:
[0031]本實(shí)用新型應(yīng)用Teflon AF2400作為均質(zhì)無孔聚合物超薄膜層2的材料，Teflon AF2400是高氧氣滲透率或?qū)ρ鯕飧哌x擇性的滲透遵守(或適用)溶解擴(kuò)散模型的聚合物。 高度不對稱的亞微米級聚砜作為多孔超薄膜載體層3。所述高度不對稱的亞微米級聚砜 的孔徑分布特征表現(xiàn)在:1、高度不對稱的亞微米級聚砜作為多孔超薄膜載體層3，即是用 Teflon AF2400溶液進(jìn)行微浸涂的表面，即是與所述均質(zhì)無孔聚合物超薄膜層2接觸的表 面，其孔徑為0.05微米，2、孔徑為0.05微米的厚度僅為10微米、3、外表面的孔徑為5.0微 米，4、總厚度為120微米，孔隙率為60%。因此，所選擇的所述高度不對稱亞微米級聚砜具 有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和透氣性能，尤其是其優(yōu)秀的高度不對稱亞微米級的孔徑分布特質(zhì)非常 適合作為制造超薄膜聚合物涂層的載體層。根據(jù)如上所選制造超薄膜聚合物復(fù)合膜I的材 料，以連續(xù)生產(chǎn)方式制備超薄膜聚合物復(fù)合膜1，其具體生產(chǎn)步驟、過程和方法描述如下:
[0032]1、將Teflon AF2400溶解在由3M公司生產(chǎn)的Fluorinert FC-75的溶劑中，形成 lwt%的Teflon AF2400溶液。Fluorinert是3M公司的商標(biāo)品牌名稱，F(xiàn)C-75是碳氟化合 物，其化學(xué)式為C8F16O,是四氫呋喃的衍生物。FC-75是Teflon AF2400的溶劑之一，它的沸點(diǎn)是102°C ；
[0033]2、將作為多孔聚合物載體層3的高度不對稱的亞微米級聚砜襯底卷入到物料滾 筒10上，并置于所述傳輸系統(tǒng)中形成生產(chǎn)線；
[0034]3、如圖3所示，在含所述lwt%的Teflon AF2400溶液的聚合物涂層溶液儲池17 中，所述高度不對稱亞微米級聚砜的多孔超薄膜載體層3通過所述微浸涂輥19的勻速轉(zhuǎn)動 與所述聚合物浸涂溶液儲池17中的所述lwt%的Teflon AF2400溶液18的表面接觸，經(jīng) 微浸涂方法在所述高度不對稱亞微米級聚砜的多孔超薄膜載體層3上形成lwt%的Teflon AF2400溶液的聚合物浸涂層。所述聚合物溶液涂層滾筒，即微浸涂輥19的直徑為26-36厘 米，在所述聚合物涂層溶液儲池17中，微浸涂輥19浸入聚合物溶液浸涂液18中的表面是 微浸涂輥19的表面的8%-36% ;所述微浸涂輥19的轉(zhuǎn)速為0.1-1Orpm ；
[0035]4、如圖3所示，將涂有所述lwt%的Teflon AF2400溶液的聚合物浸涂溶液的濕的 超薄膜聚合物復(fù)合膜薄片20傳送到所述烘干系統(tǒng)中烘干,使所述lwt%的Teflon AF2400 溶液在所述高度不對稱亞微米級聚砜的多孔超薄膜載體層3襯底表面形成均質(zhì)無孔聚合 物超薄膜層2，經(jīng)后續(xù)空氣吹掃冷卻護(hù)膜器46的處理即得超薄膜聚合物復(fù)合膜I，最后所述 超薄膜聚合物復(fù)合膜I卷入到帶電機(jī)驅(qū)動卷取輥的成品滾筒50。
[0036]在本實(shí)施例中，如圖3所示，所述三級真空烘箱24、25、26的各級真空烘箱的溫度 是通過電纜52與計算機(jī)輔助控制系統(tǒng)51相聯(lián)而控制的；所述三級真空烘箱24、25、26的真 空度是經(jīng)各級的真空烘箱的真空度控制閥28c、30c、32c通過電纜52與計算機(jī)控制系統(tǒng)51 相聯(lián)而控制的。用于三級真空烘箱的各級真空烘箱的氮?dú)獯祾咚俣扔傻獨(dú)饬髁靠刂破?0 控制，各級真空烘箱氮?dú)獯祾吡魉倬鶠?L (STP)/min，所用氮?dú)庥傻獨(dú)馄?9提供，所用氮 氣的純度大于99.9%。第一級真空烘箱24的溫度、第二級真空烘箱25的溫度、和第三級真 空烘箱26的溫度分別控制在60±2°C、80±2°C、和106±2°C ;第一級真空烘箱24的真空 度、第二級真空烘箱25的真空度、和第三級真空烘箱26的真空度分別控制在460Torr(即 mmHg), 180Torr、和60Torr ;第一級真空烘箱24的滯留時間、第二級真空烘箱25的滯留時 間、和第三級真空烘箱26的滯留時間分別控制在30分鐘、40分鐘、和60分鐘。
[0037]在本實(shí)施例中，如圖3所示，三級真空烘箱24、25、26的各級真空烘箱蒸發(fā)的FC-75 溶劑經(jīng)真空管道33和冷凝器34冷凝而收集到回收溶劑的儲瓶35，回收的FC-75溶劑36可 重復(fù)使用，達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的循環(huán)可持續(xù)發(fā)展的工藝過程。
[0038]在本實(shí)施例中，如圖3所示，超薄膜聚合物復(fù)合膜I的護(hù)膜系統(tǒng)的處理是應(yīng)用空氣 吹掃冷卻護(hù)膜器46經(jīng)室溫下的無濕度、清潔的空氣吹掃降溫，可用于除去超薄膜聚合物復(fù) 合膜I經(jīng)干燥系統(tǒng)處理后仍然殘留的任何FC-75溶劑，并且將超薄膜聚合物復(fù)合膜I的溫 度降到接近室溫后轉(zhuǎn)輸?shù)綆щ姍C(jī)驅(qū)動卷取輥的成品滾筒50。用于空氣吹掃的所述無濕度、 清潔的空氣是由無油空氣壓縮機(jī)42經(jīng)空氣管道43、空氣干燥器44、和空氣過濾器45處理 后通過空氣吹掃冷卻護(hù)膜器的空氣進(jìn)口 47進(jìn)入空氣吹掃冷卻護(hù)膜器46，空氣吹掃超薄膜 聚合物復(fù)合膜I后由空氣吹掃冷卻護(hù)膜器的空氣出口 48排出，再經(jīng)空氣出口管道49排放。 空氣吹掃的流速為60L/min。
[0039]由上述實(shí)施例中生產(chǎn)制得的以Teflon AF2400為均質(zhì)無孔聚合物超薄膜層2和以 高度不對稱的亞微米級聚砜作為所述多孔聚合物復(fù)合膜載體層3的超薄膜聚合物復(fù)合膜I 命名為復(fù)合膜A。復(fù)合膜A中的Teflon AF2400均質(zhì)無孔聚合物超薄膜層5的厚度約為0.5微米。
[0040]實(shí)施例2:
[0041]本實(shí)用新型應(yīng)用Teflon AF2400作為均質(zhì)無孔聚合物超薄膜層2的材料，Teflon AF2400是高氧氣滲透率或?qū)ρ鯕飧哌x擇性的滲透遵守(或適用)溶解擴(kuò)散模型的聚合物。 所述聚四氟乙烯多孔聚合物作為所述的均質(zhì)無孔聚合物超薄膜層2的多孔超薄膜載體層 3-1，再采用聚酯無紡布作為所述聚四氟乙烯多孔聚合物的支撐襯底3-2。這一復(fù)合多孔超薄膜載體層3是通過所述聚四氟乙烯多孔聚合物和所述聚酯無紡布支撐襯底通過層壓粘合方式而制成。所述復(fù)合多孔超薄膜載體層的特征表現(xiàn)在:1、由兩層多孔聚合物材料疊加制成多孔超薄膜載體層3，2、接觸所述均質(zhì)無孔聚合物薄膜層2的第一層多孔超薄膜載體層為聚四氟乙烯多孔聚合物3-1，即是用作Teflon AF2400溶液進(jìn)行微浸涂的表面，即是與所述均質(zhì)無孔聚合物超薄膜層2接觸的表面，其平均孔徑為0.02微米，平均孔徑為0.02 微米的厚度為40-60微米，孔隙率為~60%，3、所述聚酯無紡布支撐襯底3-2可為所述聚四氟乙烯多孔聚合物載體層。所述復(fù)合多孔超薄膜載體層3提供了非常優(yōu)秀的用作Teflon AF2400溶液進(jìn)行微浸涂的表面、極高的透氣性和足夠強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，其厚度為80-120微米。因此，所選擇的所述復(fù)合多孔超薄膜載體層3具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和透氣性能，尤其是其與所述均質(zhì)無孔聚合物超薄膜層2接觸的表面的優(yōu)秀的超亞微米級的平均孔徑分布特質(zhì)非常適合作為制造超薄膜聚合物涂層的載體層。根據(jù)如上所選制造聚合物超薄膜復(fù)合膜 I的材料，以連續(xù)生產(chǎn)方式制備聚合物超薄膜復(fù)合膜I，其具體生產(chǎn)步驟、過程和方法描述如下:
[0042]1、將Teflon AF2400溶解在由3M公司生產(chǎn)的Fluorinert FC-75的溶劑中，形成
0.6wt%的Teflon AF2400溶液。Fluorinert是3M公司的商標(biāo)品牌名稱，F(xiàn)C-75是碳氟化合物，其化學(xué)式為C8F16O,是四氫呋喃的衍生物。FC-75是TeflonAF2400的溶劑之一，它的沸點(diǎn)是1020C ；
[0043]2、將作為多孔超薄膜載體層3的所述復(fù)合多孔超薄膜載體層薄片卷入到物料滾筒10上，并置于所述傳輸系統(tǒng)中形成生產(chǎn)線；
[0044]3、如圖3所示，在含所述0.6wt°/c^^Teflon AF2400溶液的聚合物涂層溶液儲池17 中，所述復(fù)合多孔超薄膜載體層3通過所述微浸涂輥19的勻速轉(zhuǎn)動與所述聚合物浸涂溶液儲池17中的所述0.6wt%的Teflon AF2400溶液18的表面接觸，經(jīng)微浸涂方法在所述復(fù)合多孔超薄膜載體層3上形成0.6wt%的Teflon AF2400溶液的聚合物浸涂層。所述聚合物溶液涂層滾筒，即微浸涂輥19的直徑為26-36厘米，在所述聚合物涂層溶液儲池17中，微浸涂輥19浸入聚合物溶液浸涂液18中的表面是微浸涂輥19的表面的8%-16% ;所述微浸涂輥19的轉(zhuǎn)速為l_5rpm ；
[0045]4、如圖3所示，將涂有所述0.6wt%的Teflon AF2400溶液的聚合物浸涂溶液的濕的超薄膜聚合物復(fù)合膜薄片20傳送到所述烘干系統(tǒng)中烘干，使所述0.6wt%的Teflon AF2400溶液在所述復(fù)合多孔超薄膜載體層3襯底表面形成均質(zhì)無孔聚合物超薄膜層2，經(jīng)后續(xù)空氣吹掃冷卻護(hù)膜器46的處理即得聚合物超薄膜復(fù)合膜1，最后所述聚合物超薄膜復(fù)合膜I卷入到帶電機(jī)驅(qū)動卷取輥的成品滾筒50。
[0046]在本實(shí)施例中，如圖3所示，所述三級真空烘箱24、25、26的各級真空烘箱的溫度是通過電纜52與計算機(jī)輔助控制系統(tǒng)51相聯(lián)而控制的；所述三級真空烘箱24、25、26的真空度是經(jīng)各級的真空烘箱的真空度控制閥28c、30c、32c通過電纜52與計算機(jī)控制系統(tǒng)51 相聯(lián)而控制的。用于三級真空烘箱的各級真空烘箱的氮?dú)獯祾咚俣扔傻獨(dú)饬髁靠刂破?0 控制，各級真空烘箱氮?dú)獯祾吡魉倬鶠?L (STP)/min，所用氮?dú)庥傻獨(dú)馄?9提供，所用氮 氣的純度大于99.9%。第一級真空烘箱24的溫度、第二級真空烘箱25的溫度、和第三級真 空烘箱26的溫度分別控制在60±2°C、80±2°C、和106±2°C ;第一級真空烘箱24的真空 度、第二級真空烘箱25的真空度、和第三級真空烘箱26的真空度分別控制在460Torr(即 mmHg), 180Torr、和60Torr ;第一級真空烘箱24的滯留時間、第二級真空烘箱25的滯留時 間、和第三級真空烘箱26的滯留時間分別控制在30分鐘、40分鐘、和60分鐘。
[0047]在本實(shí)施例中，如圖3所示，三級真空烘箱24、25、26的各級真空烘箱蒸發(fā)的FC-75 溶劑經(jīng)真空管道33和冷凝器34冷凝而收集到回收溶劑的儲瓶35，回收的FC-75溶劑36可 重復(fù)使用，達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的循環(huán)可持續(xù)發(fā)展的工藝過程。
[0048]在本實(shí)施例中，如圖3所示，聚合物超薄膜復(fù)合膜I的護(hù)膜系統(tǒng)的處理是應(yīng)用空氣 吹掃冷卻護(hù)膜器46經(jīng)室溫下的無濕度、清潔的空氣吹掃降溫，可用于除去聚合物超薄膜復(fù) 合膜I經(jīng)干燥系統(tǒng)處理后仍然殘留的任何FC-75溶劑，并且將聚合物超薄膜復(fù)合膜I的溫 度降到接近室溫后轉(zhuǎn)輸?shù)綆щ姍C(jī)驅(qū)動卷取輥的成品滾筒50。用于空氣吹掃的所述無濕度、 清潔的空氣是由無油空氣壓縮機(jī)42經(jīng)空氣管道43、空氣干燥器44、和空氣過濾器45處理 后通過空氣吹掃冷卻護(hù)膜器的空氣進(jìn)口 47進(jìn)入空氣吹掃冷卻護(hù)膜器46，空氣吹掃聚合物 超薄膜復(fù)合膜I后由空氣吹掃冷卻護(hù)膜器的空氣出口 48排出，再經(jīng)空氣出口管道49排放。 空氣吹掃的流速為60L/min。
[0049]由上述實(shí)施例中生產(chǎn)制得的以Teflon AF2400為均質(zhì)無孔聚合物超薄膜層2和以 復(fù)合多孔超薄膜載體層作為所述多孔超薄膜載體層3的聚合物超薄膜復(fù)合膜I命名為復(fù)合 膜B。復(fù)合膜B中的Teflon AF2400均質(zhì)無孔聚合物超薄膜層2的厚度約為0.05微米。
[0050]所述復(fù)合膜A隨機(jī)用直徑為90毫米的穿孔機(jī)沖壓出3個樣品，并且用標(biāo)簽分別標(biāo) 明為樣品1A、樣品2A、和樣品3A。對樣品1A、樣品2A、和樣品3A進(jìn)行氧氣和氮?dú)獾耐笟庑?的試驗，實(shí)驗結(jié)果列入表I。表I的測試結(jié)果表明所述復(fù)合膜的質(zhì)量優(yōu)良且非常均勻，對氧 氣的擇擇性為2.0 (即a 02；N2=2.0)。
[0051]表1、A樣品聚合物超薄膜復(fù)合膜的氧氣和氮?dú)獾耐笟鉂B透率試驗
[0052]
【權(quán)利要求】
1.一種超薄膜聚合物復(fù)合膜的流延微浸涂連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，含有傳輸系統(tǒng)、計算機(jī)控制 系統(tǒng)，其特征在于:所述的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備中還設(shè)置有微浸涂系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)和溶劑回收系 統(tǒng)；所述的傳輸系統(tǒng)中的物料滾筒(10)、微浸涂棍(19)、成品滾筒(50)、和多個傳輸棍(23) 均由電機(jī)驅(qū)動，所述的物料滾筒(10)和至少2個傳輸輥(23)通過多孔聚合物載體層原料薄 片(11)與微浸涂槽(17 )中的微浸涂輥(19 )相連接，所述的微浸涂輥(19 )還通過已浸涂有 聚合物浸涂液的濕的超薄膜聚合物復(fù)合膜薄片(20)與將所述濕的超薄膜聚合物復(fù)合膜薄 片(20)送入干燥系統(tǒng)的傳輸輥(23)相連接；所述干燥系統(tǒng)的第一級真空烘箱(24)、第二級 真空烘箱(25)、第三級真空烘箱(26)、空氣吹掃冷卻護(hù)膜器(46)依次相互銜接；從空氣吹 掃冷卻護(hù)膜器(46)通過已干燥的超薄膜聚合物復(fù)合膜(I)和傳輸輥(23)相連接，所述的將 已干燥的超薄膜聚合物復(fù)合膜(I)送出的傳輸輥(23)與成品滾筒(50)相連接；所述的微浸 涂系統(tǒng)中的所述微浸涂槽(17)的槽體上設(shè)置有一對紅外線液位傳感器(15a)和(15b)，所 述的一對紅外線液位傳感器(15a)和(15b)分別通過電纜(52)與計算機(jī)控制系統(tǒng)(51)相 連；聚合物浸涂溶液容器(13)的下部設(shè)置有高精密計量泵(15)，所述高精密計量泵(15)通 過電纜(52)與計算機(jī)控制系統(tǒng)(51)相連，其出口通過聚合物浸涂溶液輸送管道(16)深入 所述微浸涂槽(17)之中；在干燥系統(tǒng)中，所述的第一級真空烘箱(24)的氮?dú)膺M(jìn)口(27)、第 二級真空烘箱(25)的氮?dú)膺M(jìn)口(29)、第三級真空烘箱(26)的氮?dú)膺M(jìn)口(31)分別通過氮?dú)?分配管道(41)與氮?dú)饬髁靠刂破?40)和氮?dú)馄?39)相連；所述空氣吹掃冷卻護(hù)膜器(46) 的空氣進(jìn)口(47)通過空氣管道(43)與無油空氣壓縮機(jī)(42)相連，在所述空氣管道(43) 中還設(shè)置有空氣過濾器(44)和空氣干燥器(45);所述的第一級真空烘箱(24)的氮?dú)獬隹?28)、所述的第二級真空烘箱(25)的氮?dú)獬隹?30)、和所述的第三級真空烘箱(26)的氮?dú)?出口(32)均通過管道(33)和所述溶劑回收系統(tǒng)中的冷凝器(34)進(jìn)口相連，所述的冷凝器(34)的出口與回收溶劑的儲瓶(35)相連，所述的回收溶劑的儲瓶(35)通過真空管道(37) 與真空泵(38)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄膜聚合物復(fù)合膜的流延微浸涂連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特 征在于:所述的第一級真空烘箱(24)的氮?dú)獬隹?28)、所述的第二級真空烘箱(25)的氮?dú)?出口(30)、和所述的第三級真空烘箱(26)的氮出口(32)與管道(33)之間，分別設(shè)置有一級 真空度控制閥(28c )、二級真空度控制閥(30c )、和三級真空度控制閥(32c )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超薄膜聚合物復(fù)合膜的流延微浸涂連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特 征在于:所述的一級真空度控制閥(28c)、二級真空度控制閥(30c)、和三級真空度控制閥 (32c)分別通過電纜(52)與計算機(jī)控制系統(tǒng)(51)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄膜聚合物復(fù)合膜的流延微浸涂連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特 征在于:所述的第一級真空烘箱(24)的氮?dú)膺M(jìn)口(27)、第二級真空烘箱(25)的氮?dú)膺M(jìn)口 (29 )、第三級真空烘箱(26 )的氮?dú)膺M(jìn)口( 31)分別通過電纜(52 )與計算機(jī)控制系統(tǒng)(51)相 連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄膜聚合物復(fù)合膜的流延微浸涂連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，其特 征在于:所述的第一級真空烘箱(24)的氮?dú)獬隹?28)、所述的第二級真空烘箱(25)的氮?dú)?出口(30)、和所述的第三級真空烘箱(26)的氮出口(32)分別通過電纜(52)與計算機(jī)控制 系統(tǒng)(51)相連。
【文檔編號】B01D69/12GK203417606SQ201320505661
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】黃河 申請人:湖北龍飛翔實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司, 武漢利英唯爾科學(xué)技術(shù)有限公司