專利名稱：Pe燒結中空過濾板剛性支撐超/微濾膜的制作方法
技術領域：
本發明屬于過濾元件及制備方法，特別涉及一種PPE燒結中空過濾板剛性支撐超 /微濾膜及制作方法。
背景技術：
近年來，把膜組件浸漬于被處理液中，而利用空氣泡的浮力來使被處理液邊自然循環，邊過濾的浸漬型膜過濾方法，如特開昭61-129094所用的膜組件，一般專指中空絲膜組件和平膜組件。株式會社湯淺在中國申請的申請號為01807639. 4發明專利，使用的管狀過濾膜是形成了圓筒狀的過濾膜層和配置在過濾膜層外周面的、具有為賦予對過濾膜層以形狀保持性的液體通過性的支撐膜層，其崩潰壓至少設定為20kPa。這里，過濾膜層是由，例如，無紡布浸漬PVC溶液，經相轉移干法制備的精密過濾膜所構成。此管狀過濾膜進一步備有在其支撐膜層的外周面上配置的具有液體通過性的增強層也可以，此時，支撐膜層和增強層以使用聚酯樹脂系無紡布所形成為優選。管狀過濾膜的內徑設定為3-15mm為優選。還有， 管狀過濾膜的壁厚㈧與外徑⑶之比(A/B)設定為0. 025 0. 1為優選。還有，在管狀過濾膜的外周面上已經部分形成了高度為0. 02-0. 2mm的突起也可以。此時，以過濾膜層的軸線為中心螺旋狀形成突起為優選。內增強外支撐的相轉移干法制備的管狀膜最大的缺點是耐壓強度低，通量低，易堵塞。市場上流通的PE燒結過濾管和中空過濾板具有通量大、易反清洗等特點，商家廣告宣傳的產品型號包羅萬象，過濾精度最高的為0. 4 μ m，實際上沒有一家能提供5 μ m以下的產品，不能滿足含高細度微粒工業廢水的精細過濾在線回收的需求。
發明內容
本發明的目的在于克服上述的缺陷，提供一種PE燒結中空過濾板剛性支撐超/微濾膜，它的爆破強度為至少0. 5MPa,過濾精度可在0. 01 1. 0 μ m之間進行選擇性制造，通量大，易反清洗，不易堵塞，滿足工業廢水處理在線回用，二級廢水處理和直飲水處理等精細過濾的需求。本發明的目的是通過以下技術方案實現的一種PE燒結中空過濾板剛性支撐超/微濾膜，其特征在于它包括剛性支撐層和軟性過濾膜層；所說的剛性支撐層為PE燒結中空過濾板，PE燒結中空過濾板為中空狀，PE 燒結中空過濾板的上層與下層間設有支撐柱，上層PE燒結中空過濾板和下層PE燒結中空過濾板及外邊緣圍成集液腔，濾板的中心設有出液口 ；所說的軟性過濾膜層包覆在PE燒結中空過濾板板面和四周邊緣；所說的PE燒結中空過濾板與軟性過濾膜層重合部分粘結形成突起棱。所述的軟性過濾膜層是由無紡布、織布軟性支撐超/微濾復合膜構成。所述的無紡布、織布軟性支撐超/微濾復合膜是軟性支撐基材，是用粘膠纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維或苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物SBS纖維的一種無紡鋪壓或編織制作。所述的PE燒結中空過濾板與軟性支撐過濾復合膜重合部分粘結形成突起棱高度為 0. 02-0. 2mm。所述的PE中空過濾板剛性支撐軟性超/微濾膜的過濾精度為0. 01 1. 0 μ m。本發明的優點和積極效果是PE燒結中空過濾板剛性支撐超/微濾膜，其爆破強度為至少0. 5MPa,過濾精度可在0. 01 1. 0 μ m之間進行選擇性制造，通量大，易反清洗，不易堵塞，滿足工業廢水處理在線回用，二級廢水處理和直飲水處理等精細過濾的需求。
圖1是本發明的立體圖；圖2是圖1的縱截面的端面圖；圖3是BJB13、BJB14驗證試驗用的模型液的粘度與過濾流量之間的關系圖；圖4是BJBl 1/1. 0 μ m、BJB12/0. 4 μ m和日本湯淺/0. 4 μ m驗證試驗用的模型液的粘度與過濾流量之間的關系圖；圖5是BJB14/0. Olym連續反洗、恒壓過濾流量隨時間的衰減圖；圖6是BJBl 1/1. Oym和BJB12/0. 4 μ m連續反洗、恒壓過濾流量隨時間的衰減圖；圖7是BJB12/0. 4 μ m和日本湯淺/0. 4 μ m驗證逆洗條件而實施的定量過濾試驗的結果圖。其中1-PE燒結中空過濾板，2-軟性過濾膜層，3-支撐柱，4-集液腔，5-出液口， 6-突起棱,環形突起帶β
具體實施例方式實驗例1 一種PE燒結中空過濾板剛性支撐超/微濾復合膜，超/微濾復合膜定義為，過濾精度在0. 01-1. 0 μ m之間的膜，它包括PE燒結中空過濾板1和軟性過濾膜層2， PE燒結中空過濾板1為中空狀，PE燒結中空過濾板1的上層與下層間設有支撐柱3，上層 PE燒結中空過濾板1和下層PE燒結中空過濾板1及外邊緣圍成集液腔4，中空過濾板1的中心設有出液口 5 ；軟性過濾膜層2是由非均質膜構成，非均質膜由無紡布、織布軟性支撐超/微濾復合膜構成，無紡布、織布軟性支撐超/微濾復合膜是軟性支撐基材，是用粘膠纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維或苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物SBS纖維的一種無紡鋪壓或編織制作；軟性過濾膜層2裁成與上、下PE燒結中空過濾板形狀、尺寸相同的膜片，包覆在PE 燒結中空過濾板1的板面上，用超聲熔合，將膜片和上、下PE燒結中空過濾板1的內外邊緣粘結，粘結寬度為5mm，形成一寬度為5mm的環形突起帶了；軟性過濾膜層2裁成寬為PE燒結中空過濾板厚度+14mm的膜帶，膜帶包覆在PE燒結中空過濾板外邊緣，膜帶與膜片重合部分用熱熔膠粘結劑密封，層積高度為0. 02-0. 2mm 的突起棱6 ；所說的無紡布、織布軟性支撐超/微濾復合膜制作方法，它包括以下步驟1)鑄膜液配制將質量濃度為8-21%的PVC、1-7%的成孔劑、1-10%的添加劑與65-90%的溶劑混合，在20-75°C下攪拌20-50小時，充分均勻地溶解后；20-200目篩過濾， 之后，在真空中脫泡1-30小時，充分脫除空氣，得到鑄膜液；2)刮制初生支撐液膜，并在空氣中預蒸發將鑄膜液恒溫10-70°C熟化M-48小時后，在無紡布或織布支撐載體上刮成厚度為80-600 μ m的初生支撐液膜，并在溫度為 10-40°C、相對濕度為60-98%的空氣中停留50-150秒，進行表面蒸發；3)凝膠化將初生支撐液膜在空氣中蒸發后，再浸入0-60°C的凝固浴中，直至完全凝膠；4)固態膜后處理完全凝固的支撐膜，浸入10-60°C的純水中浸提殘余溶劑和添加劑三次以上，每次10分鐘，最后再在純水中浸漬M-72小時后，室溫自然晾干；所述的PVC的分子量為2x104-5X105 ；所述的成孔劑的分子量為hl03-hl06，包括聚乙烯咯烷酮PVP，或聚乙二醇PEG， 或十二醇醚硫酸鈉，或十二烷基磺酸鈉的一種，或兩者或三者的混合物；所述的添加劑為水、甘油、乙二醇或二乙二醇醚的一種；所述的溶劑為N，N' - 二甲基乙酰胺DMAC、N，N' - 二甲基甲酰胺DMF或N-甲基吡咯烷酮NMP ；
所述的刮制初生液膜，并在空氣中預蒸發條件為
鑄膜液 支撐載體
空氣溫度 空氣相對濕度 停留時間 初生液膜最佳厚度
20-40 0C ；
粘膠纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、 聚丙烯纖維或苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物SBS纖維的一種制作的無紡布或織布； 20-30 0C ； 55-95% ； 50-120 秒； 150-200ym ；
無紡布厚度0. 1-0. Imm 1. 5mm,精度士 0. 02mm,無紡布密度50g/m2-300g/m2，精度士 10g/m2;所述的凝固浴的組成包括第一組份和第二組份，第一組份的質量含量為0-90% ； 剩余為第二組份，其中第一組份是溶劑，溶劑包括DMAC、DMF或NMP ；第二組份包括水或乙二醇水溶液，乙二醇的百分含量為0-50% ；所述的凝膠化的條件第一組份為 DMAC 或 DMF，0% -85% ；第二組份為乙二醇水溶液或水，15-85% ；溫度0-40°C；時間2-10分鐘。PE燒結中空過濾板剛性支撐超/微濾復合膜的制備方法，超/微濾復合膜定義為， 過濾精度在0. 01-1. 0 μ m之間的膜，它包括以下步驟
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(1)用粘膠纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維或苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物(SBQ纖維的任一種制作的平均孔徑為Ι.Ομπι和0.4μπι的無紡布或織布支撐復合膜，分別裁剪成與PE燒結中空過濾板形狀、尺寸完全相同的膜片，和寬為PE燒結中空過濾板厚度+14mm的膜帶；(2)將膜片包覆在上、下中空過濾板的板面上，用超聲熔合或用熱熔膠粘結劑將膜片和上、下中空過濾板的內外緣粘結，粘結寬度為5mm，形成一寬度為5mm的環形突起帶；(3)再將膜帶包覆在PE燒結中空過濾板外邊緣，并與步驟( 形成的環形突起帶用熱熔膠粘結劑密封，層積厚度0. 15mm的突起棱，制作出PE燒結中空過濾板剛性支撐超/ 微濾復合膜，其型號分別是BJBl 1/1. 0和BJB12/0. 4，其過濾精度分別為1. 0 μ m和0. 4 μ m ； 其性能如表1 表3和圖5 圖7所示。實施例2 =PE燒結中空過濾板剛性支撐超/微濾復合膜的制備方法，超/微濾復合膜定義為，過濾精度在0. 01-1. 0 μ m之間的膜，它包括以下步驟(1)用粘膠纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維或苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物(SBS)纖維的任一種制作的平均孔徑為0. 03 μ m和0. 01 μ m的無紡布或織布支撐復合膜，分別裁剪成與PE燒結中空過濾板形狀、尺寸完全相同的膜片，和寬為PE燒結中空過濾板厚度+14mm的膜帶；(2)將膜片包覆在上、下中空過濾板的板面上，用超聲熔合或用熱熔膠粘結劑將膜片和上、下中空過濾板的內外緣粘結，粘結寬度為5mm，形成一寬度為5mm的環形突起帶；(3)再將膜帶包覆在PE燒結中空過濾板外邊緣，并與步驟( 形成的環形突起帶用熱熔膠粘結劑密封，層積厚度0. 15mm的突起棱，制作出PE燒結中空過濾板剛性二次支撐超/微濾復合膜，其型號分別是BJB13/0. 03和BJB14/0. 01，其過濾精度分別為0. 03 μ m和 0. 01 μ m ；其性能如表1 表3和圖5 圖7所示。表1 不同平均孔徑的PE燒結中空過濾板剛性支撐超/微濾復合膜驗證試驗用的模型液的粘度與過濾流量之間的關系及BJB12/0. 4 μ m膜與日本0. 4 μ m膜的比較實驗測試數據
權利要求
1.一種PE燒結中空過濾板剛性支撐超/微濾膜，其特征在于它包括剛性支撐層和軟性過濾膜層；所說的剛性支撐層為PE燒結中空過濾板，PE燒結中空過濾板為中空狀，PE燒結中空過濾板的上層與下層間設有支撐柱，上層PE燒結中空過濾板和下層PE燒結中空過濾板及外邊緣圍成集液腔，濾板的中心設有出液口 ；所說的軟性過濾膜層包覆在PE燒結中空過濾板板面和四周邊緣；所說的PE燒結中空過濾板與軟性過濾膜層重合部分粘結形成突起棱。
2.權利要求1所述的PE燒結中空過濾板剛性支撐超/微濾膜，其特征在于所述的軟性過濾膜層是由無紡布、織布軟性支撐超/微濾復合膜構成。
3.如權利要求2所述的PE燒結中空過濾板剛性支撐超/微濾膜，其特征在于所述的無紡布、織布軟性支撐超/微濾復合膜是軟性支撐基材，是用粘膠纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維或苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物SBS纖維的一種無紡鋪壓或編織制作。
4.如權利要求1所述的PE燒結中空過濾板剛性支撐超/微濾膜，其特征在于所述的 PE燒結中空過濾板與軟性支撐過濾復合膜重合部分粘結形成突起棱高度為0. 02-0. 2mm。
5.如權利要求1所述的PE燒結中空過濾板剛性支撐超/微濾膜，其特征在于所述的 PE中空過濾板剛性支撐軟性超/微濾膜的過濾精度為0. 01 1. 0 μ m。
全文摘要
本發明提供一種PE燒結中空過濾板剛性支撐超/微膜，屬過濾元件，把無紡布或織布軟性復合膜包覆中空過濾板，用熱熔膠粘結密封，層積突起棱。用本發明制備的復合膜，其PE燒結中空過濾板作為剛性二次支撐體，無紡布或織布軟支撐復合膜作為過濾膜層，爆破強度至少為0.5MPa，過濾精度在0.01～1.0μm之間，滿足工業廢水處理在線回用，二級廢水處理和直飲水處理等精細過濾的需求。
文檔編號B01D69/10GK102380319SQ201110327868
公開日2012年3月21日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者劉崢, 劉永興, 吳良義, 王守印 申請人:天津市寶鉅凈化設備工程有限公司