[發明專利]一種聚四氟乙烯中空纖維膜組件的澆注方法

無效

• 申請號: 201210112827.2
• 申請日: 2012-04-17
• 公開（公告）號: CN102641664A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 郭玉海;朱海霖;張華鵬;陳建勇
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B01D63/02
• 分類號: B01D63/02;B01D71/36
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及一種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

聚四氟乙烯中空纖維膜可以廣泛應用在超微濾、膜蒸餾、膜吸收和膜生物反應器等膜分離過程，在市政污水和工業廢水深度處理與回用、飲用水凈化、反滲透前處理、食品和化工產品的分離與精制等領域具有廣泛的潛在應用價值。聚四氟乙烯中空纖維膜，具有膜絲強度高、裝填密度大、孔隙率大、耐酸堿和有機溶劑、耐氧化等優點，在超微濾分離中具有明顯的優勢。

聚四氟乙烯中空纖維膜在過濾使用前需用粘合劑將其澆注在固體容器中制成膜組件。由于聚四氟乙烯結構高度對稱，結晶度大，表面能低，屬于難粘接材料。一般需要對其表面進行處理，出現的處理方法主要有：鈉萘處理、輻射接枝和等離子處理等。專利CN100475505C采用鈉萘溶液對聚四氟乙烯進行表面處理，提高其潤濕性和可粘性。但鈉萘溶液制備復雜，儲存要求高，需隔氧、防水，容易引起爆炸，并且鈉萘溶液對聚四氟乙烯腐蝕性大，處理后顏色發生變化。專利CN10194741A通過鈷60伽瑪射線照射的方式對聚四氟乙烯薄膜進行預輻照處理，將親水單體接枝到聚四氟乙烯薄膜上，形成一層易粘接的接枝聚合物，提高其親水性。但鈷60伽瑪射線輻射源會降低聚四氟乙烯中空纖維膜的強度且對操作者損傷較大，不易在工業化生產中大規模使用。專利CN101890314采用低壓輝光放電等離子對聚四氟乙烯薄膜進行預處理，使其表面產生活性基團，再接枝丙烯酸形成親水層，改善其親水性。但低溫等離子體處理法裝置成本較高，且其真空系統因腐蝕失效問題還沒有根本解決。

發明內容

本發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，該方法是通過界面改性劑對聚四氟乙烯中空纖維膜進行滲透處理，后再澆注環氧樹脂。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、耐高溫和耐化學腐蝕。

本發明采用的技術方案是：

具體的，本發明的聚四氟乙烯中空纖維膜組件的澆注方法，包括以下步驟：

a、界面改性劑的制備

界面改性劑為α-氰基丙烯酸酯、或溶劑稀釋后的聚氨酯樹脂、環氧樹脂；

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漬在所述的界面改性劑中10秒～10分鐘，取出，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

采用環氧樹脂，將所述的改性聚四氟乙烯中空纖維膜澆注在固體容器中，固化溫度為20℃～80℃，固化時間為2小時～48小時，制成聚四氟乙烯中空纖維膜組件。

在所述a步驟中，所述的界面改性劑采用市售產品，如北京化工廠生產的502牌號的α-氰基丙烯酸酯，巴斯夫公司的CC1974C-B牌號的聚氨酯樹脂，美國陶氏生產的331牌號的環氧樹脂。

在所述a步驟中，所述的溶劑為酮、醇、酯類溶劑，如丁酮、乙醇、乙酸乙酯，溶劑和樹脂按照重量比1∶0.01-0.5配制。

在所述c步驟中，所述的環氧樹脂采用市售產品，如美國陶氏生產的331牌號的環氧樹脂。

與背景技術相比，本發明具有的有益效果是：

(1)本發明是根據聚四氟乙烯中空纖維膜的多微孔的結構特征(見圖1、圖2所示)提出的。聚四氟乙烯中空纖維膜采用拉伸法制備，拉伸過程中產生大量的微孔和細小纖維。聚四氟乙烯屬于難粘接材料。本發明中的界面改性劑，可促進粘合材料在微孔中滲透擴散，從而在聚四氟乙烯和澆注樹脂(如環氧樹脂)之間形成良好的粘結界面。與鈉萘處理、輻射接枝和等離子處理等方法比較，本發明具有簡便易行、對聚四氟乙烯本體不產生破壞等優勢，便于大規模生產應用。

(2)本發明中界面改性劑的使用，可確保粘接處無裂紋，無針眼和氣泡，能耐水，耐高溫和耐化學腐蝕，密封性好。

附圖說明

圖1是聚四氟乙烯中空纖維膜的掃描電鏡照片橫截面圖。

圖2是聚四氟乙烯中空纖維膜的掃描電鏡照片外表面圖。

具體實施方式

實施例1：

a、界面改性劑的制備：

界面改性劑為α-氰基丙烯酸酯(北京化工廠生產的502)；

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漬在所述的界面改性劑中10秒鐘，取出，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：