[發(fā)明專利]一種連續(xù)的熱致相分離法成膜裝置及成膜工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310480433.7
• 申請(qǐng)日: 2013-10-15
• 公開（公告）號(hào): CN103495347A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王樂(lè)譯;萬(wàn)思青;張偉政;王新艷;王旭梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東招金膜天有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B01D71/06
• 分類號(hào): B01D71/06;B01D67/00
• 代理公司: 煙臺(tái)雙聯(lián)專利事務(wù)所(普通合伙) 37225
• 代理人: 矯智蘭

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]?本發(fā)明涉及一種連續(xù)的熱致相分離成膜裝置及成膜工藝，屬于連續(xù)的熱致相分離法成膜裝置及成膜工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

熱致相分離法（Thermally?Induced?Phase?Separation:?TIPS）是相對(duì)非溶劑致相分離法（Non-solvent?Induced?Phase?Separation:?NIPS）而言的。TIPS法是利用高分子與稀釋劑在高溫下能相容，而降低溫度則發(fā)生分相的原理制備的，脫除稀釋劑后，富相成為膜的骨架，貧相處成為孔隙。TIPS法制備的中空纖維（毛細(xì)管）微孔膜具有高強(qiáng)度、耐溫、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，可以彌補(bǔ)NIPS制膜技術(shù)在膜材料選擇的局限性；同時(shí)也是替代傳統(tǒng)水處理工藝中預(yù)處理系統(tǒng)龐大設(shè)備的最佳選擇。TIPS法拓寬了微孔膜材料及孔時(shí)結(jié)構(gòu)的范圍，相比于傳統(tǒng)的中空纖維（毛細(xì)管）膜，其明顯的優(yōu)勢(shì)是機(jī)械強(qiáng)度高、孔隙率高、孔徑均一、孔徑大小可調(diào)、纖維的粗細(xì)可調(diào)并能制作大孔徑的中空纖維（毛細(xì)管）微孔膜，是制備微孔材料的新工藝。

目前采用熱致相分離法制備聚合物微孔膜的普遍工藝為：熔融、噴絲、卷繞、后處理，主要存在以下缺點(diǎn)：

1）、熔融、噴絲、卷繞、后處理工序多是分布進(jìn)行，這就增加了產(chǎn)品的制備周期和不穩(wěn)定性；

2）、現(xiàn)有的熔融設(shè)備有釜式溶解和擠出溶解，擠出熔融具有效率高、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，但是由于制膜液的粘度較高，導(dǎo)致該方法存在混合過(guò)程中的氣泡，而氣泡的存在導(dǎo)致制備過(guò)程中不能連續(xù)，或是使產(chǎn)品的性能不穩(wěn)定。另外由于擠出熔融是一種在線熔融方法，若混容量與噴出量不能完全一致就會(huì)導(dǎo)致紡絲的間斷；

3）、由于制膜液從噴絲模具中噴出時(shí)具有較高的溫度，在制膜液從模具噴出到凝固浴之間存在一個(gè)空氣段距離，在這個(gè)空氣段中膜液未凝固，處于液態(tài)，對(duì)溫度的驟然下降和空氣的擾動(dòng)比較敏感，所以空氣段對(duì)膜產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性較大影響；

4）、由于稀釋劑在常溫下通常為固體或半固體，所以萃取過(guò)程需要較長(zhǎng)的時(shí)間，這增加了萃取的時(shí)間，若要實(shí)現(xiàn)在線萃取，需要膜在萃取槽中停留較長(zhǎng)時(shí)間，要求萃取槽的體積很大，萃取劑的用量也很大；

5）、現(xiàn)有技術(shù)中曾提出需要通過(guò)膜絲的后續(xù)拉伸來(lái)完善膜纖維的性能，但這些后續(xù)拉伸需要在膜絲仿制結(jié)束后進(jìn)行的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種制備工藝簡(jiǎn)捷，制備周期短，保證產(chǎn)品的均一穩(wěn)定性，可使聚合物微孔膜的溶解、仿制、后處理具有連續(xù)性的熱致相分離法成膜裝置及其成膜工藝。

本發(fā)明的一種連續(xù)的熱致相分離法成膜裝置，其特殊之處在于包括用于混熔物料的擠出設(shè)備1，擠出設(shè)備1上安裝有用于定量添加固體物料的第一加料機(jī)2、用于定量添加液體物料的第二加料機(jī)3，擠出設(shè)備1的輸出端連通有用于存儲(chǔ)物料的緩沖罐4，緩沖罐4上安裝有用于控制液位的液位控制器，緩沖罐4依次連接噴絲裝置5、冷凝裝置6、萃取裝置7、繞絲裝置8；

所述擠出設(shè)備1的末端連通有用于去除氣泡的真空脫泡裝置10；

所擠出設(shè)備1為單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、熱熔捏合機(jī)、熱熔煉膠機(jī)中的任意一種；

所述緩沖罐4通過(guò)管路連接多個(gè)噴絲裝置5，所述噴絲裝置5為噴絲頭；

所述噴絲裝置5與冷凝裝置6之間安裝有起保溫、保濕作用的套筒9，套筒9上安裝有加熱裝置；

所述萃取裝置7內(nèi)安裝有用于減少萃取劑用量、減少萃取時(shí)間的超聲裝置；

所述繞絲裝置8上安裝有用于拉伸紡絲的張力控制器11。

一種連續(xù)的熱致相分離法成膜工藝，其特殊之處在于包括以下工藝步驟：

1）、連續(xù)投料

向擠出設(shè)備1中分次、連續(xù)的投入聚烯烴類聚合物、稀釋劑，混熔處理后即得制膜液；

所述聚烯烴類聚合物與稀釋劑的質(zhì)量比為（3-5）：（5-7）；

所述混熔溫度控制在170-220℃；

所述聚合物為聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚丙烯氰、聚醚砜、醋酸纖維素中的任意一種；

?所述稀釋劑為豆油、鄰苯二甲酸二丁酯、二乙酸甘油酯中的任意一種；

所述擠出設(shè)備1末端連通有用來(lái)脫除制膜液混合過(guò)程中所產(chǎn)生的氣泡的真空脫泡裝置10；

所擠出設(shè)備1為單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、熱熔捏合機(jī)、熱熔煉膠機(jī)中的任意一種；

2）、噴絲處理

將制膜液輸送至緩沖罐4內(nèi)進(jìn)行存儲(chǔ)，緩沖罐4通過(guò)管路連接噴絲頭進(jìn)行噴絲，通過(guò)液位控制器調(diào)整加料量的大小；

3）、冷凝處理