一种中空纤维膜组件浇铸环氧胶及其制备方法

文档序号:10607033阅读:922来源:国知局
一种中空纤维膜组件浇铸环氧胶及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种中空纤维膜组件浇铸专用环氧胶及其制备方法。本发明的特点是所述的环氧胶包括环氧树脂60~75份,增韧剂10~15份,稀释剂15~20份,固化剂25~40份,偶联剂5~10份。本发明的优点是制得的环氧胶在对中空纤维膜进行端封时,具有流动性好,可操作时间长,放热量低,爬丝高度可控等优点,本发明的环氧胶固化后具备优异的力学强度和柔韧性,既可保证膜丝根部的柔韧性,又可承受外界负荷避免开裂和脱壳的现象。
【专利说明】
一种中空纤维膜组件浇铸环氧胶及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种中空纤维膜组件浇铸专用环氧胶及其制备方法,尤其涉及大尺寸压力式中空纤维膜组件的浇铸封端。
【背景技术】
[0002]中空纤维膜是一种多孔的过滤膜材料,广泛应用于海水淡化预处理、饮用水、工业废水和污水处理等领域,其原理是通过孔径筛分,将大的颗粒物截留,而水分子透过。由于中空纤维膜单位体积的装填面积大,便于正反冲洗,过滤效果好等特点,已经成为水处理行业必不可少的膜材料。中空纤维膜材料需要使用胶粘剂进行粘结,并封装在特定形状和尺寸的膜壳中,成为可供应用的膜组件。
[0003]目前胶粘剂体系中主要分为环氧和聚氨酯两大类胶粘剂。环氧胶是目前用量最大的胶粘剂,通常采用双组份的胺类或非胺类固化剂。环氧胶的特点是固化速率快,固化周期短,粘结力强,自身强度高。聚氨酯是另外一大类胶粘剂,它通常采用双组份在室温条件下进行浇铸。聚氨酯胶具有固化速率快、硬度低,柔韧性好等特点。
[0004]环氧胶浇注时放热较为剧烈,导致固化放热峰相对较高。因此在浇铸中空纤维膜时,膜丝容易变色和变脆。此外,由于毛细管效应,膜组件浇铸过程中,胶水会沿膜丝浸润,通常称作“爬丝”,环氧胶固化后脆性大,导致胶与膜丝连接部位变脆,膜丝在使用过程中容易发生断裂。
[0005]为了解决环氧胶烧丝和爬丝带来的问题,目前通常的做法是,用软胶(环氧或者聚氨酯)对已经使用环氧胶浇铸过的膜组件进行二次浇铸,利用软胶固化后硬度较低,韧性好,不会造成胶水和膜丝连接部位变脆。这样环氧硬胶起到粘结膜丝和承载外力负荷的作用,软胶起到保护膜丝根部的作用。二次浇铸是目前工业上中空纤维膜组件的主要浇铸方法。二次浇铸的方法不仅提高了胶粘剂的原材料成本,还增加了操作工序,降低了生产效率。有人提出采用放热量极低的环氧胶进行浇铸,但是其固化周期长,不利于生产效率的提高。此外,有人提出采用一次浇铸软胶的方法,比如聚氨酯,这样可有效避免烧丝和膜丝根部发脆的现象,但是由于聚氨酯胶自身强度和硬度不够,在小尺寸膜组件可以应用,但是在大尺寸膜组件上无法实现长时间运行不开裂和脱落的目标。
[0006]目前亟待开发一种自身强度高,硬度适中,柔韧性好,可有效避免膜丝浇铸时烧丝和爬丝等问题,且膜组件长期运行后不出现开裂和脱落的胶粘剂。它将在中空纤维膜组件的浇铸和生产中具有广阔的应用前景。

【发明内容】

[0007]本发明针对上述技术问题,提供了一种在对中空纤维膜组件进行端封浇铸时,具有流动性好,可操作时间长,放热量低,爬丝高度可控等优点的环氧胶。本发明的环氧胶固化后具备优异的力学强度和柔韧性,既可保证膜丝根部的柔韧性,又可承受外界负荷避免开裂和脱壳的现象。
[0008]本发明采用以下技术方案得以解决:环氧树脂60?75份,增韧剂10?15份,稀释剂15?20份,固化剂25?40份,偶联剂5?1份。
[0009]作为优选,所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂,其环氧值为0.46?0.52,粘度(室温条件下)为5000?8000mPa.S。
[0010]作为优选,所述的增韧剂为液体SBS弹性体,液体丁苯橡胶和液体异戊二烯橡胶中的一种或多种。
[0011]作为优选,所述的稀释剂为活性稀释剂丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚和三羟甲基缩水甘油醚中的一种或多种。
[0012]作为优选,所述的固化剂为所述的固化剂为脂肪胺类-己二胺、芳香胺类-二苯胺二苯砜和聚酰胺的一种或多种。
[0013]作为优选,所述的聚酰胺分子量为300-500g/mol。
[0014]作为优选,所述的偶联剂为KH540、KH550、KH560、KH602、KH792中的一种或多种。上述偶联剂均在在公开市场上购买得到。
[0015]本发明还提供一种中空纤维膜膜组件浇铸环氧胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0016](I)将环氧树脂、增韧剂和稀释剂混合搅拌至均匀;
[0017](2)将固化剂和偶联剂混合搅拌至均匀;
[0018](3)将步骤I和2的液体进行混合搅拌3至5分钟,获得胶液;将所述胶液静置脱泡5至10分钟,获得中空纤维膜膜组件浇铸所需的环氧胶。
[0019]作为优选,所述的最后混合胶液的粘度在室温条件下为800?1500mPa.S。
[0020]作为优选,所述浇铸的环氧胶需在室温条件下放置3?5天,完全固化后的硬度为邵氏60?75D。
[0021]本发明的环氧胶适用于微滤或者超滤中空纤维膜组件的浇铸。
[0022]有益效果:
[0023]本发明的环氧胶可广泛应用于聚砜,聚醚砜,聚偏氟乙烯等材质中空纤维膜组件的浇铸,特别是8英寸以上大尺寸,单次用胶在2kg以上膜组件的浇铸。在对中空纤维膜组件进行端封浇铸时,具有流动性好,可操作时间长,放热量低,爬丝高度可控等优点的环氧胶。
【具体实施方式】
[0024]下面通过具体实施例,对本发明的技术放在做进一步的具体说明。
[0025]实施列1:
[0026]首先将75g环氧树脂(环氧值为0.46,粘度为500011^&.S),1g液体SBS弹性体和15g丁基缩水甘油醚搅拌混合均一。然后将1g己二胺,1g二苯胺二苯砜和5g聚酰胺(分子量为300g/mol)固化剂以及5g KH540混合均一。再将混合均匀固化剂和偶联剂加入环氧树脂基体中搅拌均一,得到粘度为SOOmPa.S的环氧胶,将其静置脱泡lOmin,然后浇铸进入中空纤维膜组件中。在室温条件放置3?5天后,环氧胶完全固化,硬度为邵氏75D。
[0027]实施列2:
[0028]首先将60g环氧树脂(环氧值为0.52,粘度为SOOOmPa.S),1g液体丁苯橡胶,5g液体异戊二烯橡胶,1g苯基缩水甘油醚和1g乙二醇二缩水甘油醚搅拌混合均一,然后将20g己二胺,5g二苯胺二苯砜和15g聚酰胺(分子量为500g/mol)固化剂以及5g KH560和5g KH602混合均一。再将混合均匀的固化剂和偶联剂加入环氧树脂基体中搅拌均一,得到粘度为1500mPa.S的环氧胶,将其静置脱泡lOmin,然后浇铸进入中空纤维膜组件中。在室温条件放置3?5天后,环氧胶完全固化,硬度为邵氏60D。
[0029]实施列3:
[0030]首先将65g环氧树脂(环氧值为0.50,粘度为600011^3.S),1g液体异戊二烯橡胶,5g苯基缩水甘油醚和1g三轻甲基缩水甘油醚搅拌混合均一。然后将15g己二胺,1g二苯胺二苯砜和1g聚酰胺(分子量为500)固化剂以及3g KH560和5g KH 602混合均一。再将混合均匀的固化剂和偶联剂加入环氧树脂基体中搅拌均一,得到粘度为100mPa.S的环氧胶,将其静置脱泡lOmin,然后浇铸进入中空纤维膜组件中。在室温条件放置3?5天后,环氧胶完全固化,硬度为邵氏65D。
[0031]实施列4:
[0032]首先将70g环氧树脂(环氧值为0.48,粘度为700011^3.S),1g液体异戊二烯橡胶,1g苯基缩水甘油醚和1g三轻甲基缩水甘油醚搅拌混合均一。然后将1g己二胺,1g二苯胺二苯砜和1g聚酰胺(分子量为400g/mol)固化剂以及5gKH602和3gKH792混合均一。再将混合均匀的固化剂和偶联剂加入环氧树脂基体中搅拌均一,得到粘度为1200mPa.S的环氧胶,将其静置脱泡lOmin,然后浇铸进入中空纤维膜组件中。在室温条件放置3?5天后,环氧胶完全固化,硬度为邵氏70D。
【主权项】
1.一种中空纤维膜组件浇铸环氧胶,其特征在于:其质量组分为:环氧树脂60?75份,增韧剂1?15份,稀释剂15?20份,固化剂25?40份,偶联剂5?1份。2.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜组件浇铸环氧胶,其特征在于:所述的环氧树脂为双酸A型环氧树脂,其环氧值为0.46?0.52,室温条件下粘度为5000?8000mPa.S。3.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜组件浇铸环氧胶,其特征在于:所述的增韧剂为液体SBS弹性体、液体丁苯橡胶、或液体异戊二烯橡胶中的一种或几种组合。4.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜组件浇铸环氧胶,其特征在于:所述的稀释剂为活性稀释剂丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、或三羟甲基缩水甘油醚中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜组件浇铸环氧胶,其特征在于:所述的固化剂为脂肪胺类-己二胺、芳香胺类-二苯胺二苯砜、或聚酰胺的一种或多种。6.根据权利要求5所述的一种中空纤维膜组件浇铸环氧胶,其特征在于:所述的聚酰胺的分子量为300-500g/mol。7.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜组件浇铸环氧胶,其特征在于:所述的偶联剂为 KH540、KH550、KH560、KH602、或 KH792 中的一种或多种。8.—种中空纤维膜组件浇铸环氧胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)将环氧树脂、增韧剂和稀释剂混合搅拌至均匀; (2)将固化剂和偶联剂混合搅拌至均匀; (3)将步骤(I)和(2)的液体进行混合搅拌3至5分钟,获得胶液;将所述胶液静置脱泡5至10分钟,获得中空纤维膜膜组件浇铸所需的环氧胶。9.根据权利要求8所述的一种中空纤维膜组件浇铸环氧胶的制备方法,其特征在于步骤(3)中获得的混合胶液的粘度在室温条件下为800?1500mPa.S。10.根据权利要求8所述的一种中空纤维膜组件浇铸环氧胶的制备方法,其特征在于所获得的环氧胶在室温条件下放置3?5天,完全固化后的硬度为邵氏60?75D。
【文档编号】C09J11/08GK105969280SQ201610472635
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】刘涛, 陈涛, 林泽, 王铭, 潘巧明
【申请人】杭州水处理技术研究开发中心有限公司
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