[發明專利]編織管增強型中空纖維膜及其制備裝置和生產工藝

有效

• 申請號: 201710927625.6
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107913603B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 李亮
• 申請（專利權）人: 李亮
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D71/34;C02F3/10
• 代理公司: 紹興市知衡專利代理事務所(普通合伙) 33277
• 代理人: 施春宜

1.一種編織管增強型中空纖維膜的制備裝置，其特征在于：包括供線機構、涂覆機頭、預涂覆機頭、凝固槽、漂洗槽、收線機構和繞絲輪，所述的供線機構、預涂覆機頭、涂覆機頭、凝固槽、漂洗槽、收線機構和繞絲輪順次設置；所述的預涂覆機頭由預涂覆液入口、內腔、液體分布板、輸送管、海綿層和排料口組成，預涂覆液入口與預涂覆液罐連通，液體分布板、輸送管和海綿層均位于內腔內，且液體分布板和輸送管上均開設有孔，海綿層位于液體分布板與輸送管之間，用于儲存和緩沖預涂覆液，減緩預涂覆液的流動，避免預涂覆機頭發生漏料；涂覆機頭連接有鑄膜液紡絲罐；

所述編織管增強型中空纖維膜由分離層、預涂覆層與編織管增強層三層構成，編織管增強層居內，分離層居外，預涂覆層包括預涂覆層一、預涂覆層二，預涂覆層一位于編織管增強層內側，預涂覆層二位于編織管增強層與分離層之間；所述編織管是由化纖復絲編織而成，預涂覆層是預涂覆液凝固而成，該預涂覆液是由PVDF樹脂、親水劑、硅藻土和溶劑所形成的，且各組分的質量百分比分別為：PVDF樹脂5～15%，親水劑5～15%，硅藻土1～5%，溶劑65～89%；分離層是由鑄膜液凝固而成，該鑄膜液由PVDF樹脂、有機致孔劑、兩親性共聚物、表面活性劑和溶劑組成，且各組分的質量百分比分別為：PVDF樹脂10～30%，有機致孔劑5～20%，兩親性共聚物1～5%，表面活性劑0.1～3%，余量為溶劑，鑄膜液的溶劑與預涂覆液的溶劑相同或不同。

2.根據權利要求1所述的一種編織管增強型中空纖維膜的制備裝置，其特征在于：所述供線機構與預涂覆機頭之間設置有供線浮動輥；所述收線機構與繞絲輪之間設置收線浮動輥。

3.根據權利要求1所述的一種編織管增強型中空纖維膜的制備裝置，其特征在于：所述的化纖復絲選用聚酯纖維、聚丙烯纖維、聚酰胺纖維和聚氨基甲酸酯纖維中的一種或兩種的混編結構。

4.根據權利要求1所述的一種編織管增強型中空纖維膜的制備裝置：所述編織管的編織密度為20～50目，編織錠數為15～30錠。

5.根據權利要求1所述的一種編織管增強型中空纖維膜的制備裝置：所述的PVDF樹脂的重均分子量介于30～80萬。

6.根據權利要求1所述的一種編織管增強型中空纖維膜的制備裝置：所述親水劑為乙醇、丙三醇、乙二醇、聚乙二醇、異丙醇、正丁醇或者聚乙烯醇中的一種或者幾種組合而成。

7.根據權利要求1所述的一種編織管增強型中空纖維膜的制備裝置：所述的兩親性共聚物為聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯、聚醚改性硅油、聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯中的一種或幾種；所述的有機致孔劑選自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚氧乙烯、聚乙烯醇、聚環氧乙烷、甲基纖維素、乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一種或幾種；所述的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基氨基丙酸鈉、吐溫-20、吐溫-80中的一種或幾種。

8.根據權利要求1所述的一種編織管增強型中空纖維膜的制備裝置，其特征在于：所述的溶劑選自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、N-甲基吡咯烷酮中的一種或幾種。

9.一種權利要求1所述裝置進行編織管增強型中空纖維膜的加工工藝，其特征在于，包括如下步驟：

（1）準備纖維編織管：纖維編織管以中性洗滌劑清洗后，干燥備用；

（2）調配預涂覆液：將PVDF樹脂、親水劑、硅藻土和溶劑按比例完全溶解，經真空脫泡4～10小時后轉入預涂覆液罐待用；

（3）調配鑄膜液：將PVDF樹脂、有機致孔劑、兩親性共聚物、表面活性劑和溶劑按比例完全溶解，經真空脫泡4～10小時后轉入鑄膜液紡絲罐待用；

（4）纖維編織管預涂覆：控制預涂覆液的溫度在30～80℃，預涂覆液經內腔中的液體分布板依次進入海綿層和輸送管；同時，纖維編織管從輸送管頂部穿入，在輸送管內與預涂覆液充分接觸；

（5）纖維編織管再涂覆：穿過預涂覆機頭的纖維編織管進入涂覆機頭，控制鑄膜液的溫度在30～80℃，將鑄膜液壓入涂覆機頭，同時涂覆機頭在涂覆有預涂覆液的纖維編織管外側涂覆鑄膜液，得到初生增強型膜；

（6）初生增強型膜凝固：初生增強型膜在凝固槽中發生浸沒式相轉化而凝膠定型，凝固槽中的凝固劑是溶劑和水的混合物，其中溶劑的質量百分比含量為10～50%，凝固劑的溫度為30～90℃；初生增強型膜在凝固劑中經過的距離為5～20米；

（7）初生增強型膜漂洗：未完全凝固的初生增強型膜進入漂洗槽，進一步完成凝固過程，同時置換出初生增強型膜中殘留的溶劑和添加劑；所述初生增強型膜在漂洗槽中經過的距離為10～20米；漂洗槽的介質為純水，其溫度為30～90℃；

（8）增強型膜后處理與干燥：固化成形的增強型膜由繞絲輪收集成束后放入?25～40℃的純水中浸泡20～28小時，充分置換膜內剩余的溶劑和添加劑，再將其置于30～50%的甘油水溶液中浸泡12～24小時，最后晾干即得編織管增強型中空纖維膜。