专利名称：聚乙烯多孔膜的冻胶连续生产用原料自动配制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种聚乙烯多孔膜生产装置，属于多孔膜制造技术领域，具体地 说是一种聚乙烯多孔膜的冻胶连续生产用原料自动配制装置。
背景技术：
多孔膜是含有微孔的薄膜状材料，它广泛应用于非水电解液电池隔膜、电容器隔 膜、各种分离膜、水处理膜等的制作上。如在各种类型燃料电池中，质子交换膜燃料电池被认为是最具发展潜力的便携式 能源，主要用于交通工具和其他移动设备，按照其使用燃料的种类可以分为两类一类是以 氢气作为燃料的氢氧燃料电池另一类是以醇类(主要是甲醇)为燃料的醇类燃料电池。 用多孔膜做成的质子交换膜中，聚合物电解质是最为重要的组成部分，它主要用于分离反 应气体和将质子由阳极导向阴极。全氟磺酸膜用在直接甲醇燃料电池时，存在严重的透醇 现象，甲醇通过质子交换膜渗透到阴极，同氧气发生不产生电流的反应并放出大量的热，造 成了燃料的浪费，影响了电池的整体性能；同时，质子交换膜的合成主要是通过多孔膜的改 性，但是很难降低成本，提高燃料电池的输出性能，这是因为要保持质子交换膜良好的物理 性质，必须选用性能优异的基底材料，但是这样的材料通过化学试剂处理往往难于进行改 性。由于所用的全氟磺酸膜的价格昂贵，合成工艺较为复杂，这些都制约了质子交换膜燃料 电池的发展。在制作聚乙烯多孔膜的冻胶连续生产方法中，如本申请人提交的中国发明专利申 请《超高分子量聚乙烯多孔膜的冻胶连续生产方法》，申请号CN200910017279. 3，申请日 2009. 07. 31，公开号CN101618295,
公开日=2010. 01. 06，其主要包括以下步骤(1)、将分子 量为300万-700万的超高分子量聚乙烯、溶剂和添加剂混合成均一物料；(2)、将所得到的 均化物料制成冻胶膜；(3)、将所得到的冻胶膜进行双向拉伸制成冻胶薄膜；(4)、将所得到 的冻胶薄膜牵引至萃取槽中，用萃取剂去除溶剂后，制成多孔薄膜；(5)、干燥；(6)、双向拉 膜热定型，制成多孔膜，最后缠绕成卷，在使用时，可以根据不同应用领域对多孔膜的要求， 确定双向拉伸的拉伸倍率，根据需要的长度和宽度，自由裁切。在第(1)步骤中，其原料的 配制基本上都是由人工来完成的，如PE粉、溶剂的称量以及反应釜内速度和温度的控制， 其不足之处在于由于人工操作的差异性，导致混合后的物料浓度均勻性较差，目前还没有 一种设备既能保证原料混合均勻，又能同时为下一工序提供均一的无间断的均化物料，保 证整个生产线的自动连续生产，提高聚乙烯多孔膜的商业使用价值。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种能对所用原料和溶剂进行准确的计量，使多孔膜 的孔径均勻，提高膜的空隙率和强度，并且容易控制，能连续生产，提高聚乙烯多孔膜的性 能，降低生产成本的聚乙烯多孔膜的冻胶连续生产用原料自动配制装置。为达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是该聚乙烯多孔膜的冻胶连续生产用原料自动配制装置，其特征在于它包括原料计量装置、触摸屏、原料配制控制器、在 线高剪切乳化机和双螺杆挤出机构成，原料配置控制器分别通过导线与原料计量装置、触 摸屏、在线高剪切乳化机和双螺杆挤出机相连接进行数据交换，原料计量装置用于对原料 的称量，触摸屏用于显示和设置工艺参数，原料配制控制器为核心控制部件，负责与底层各 被控设备进行通讯，并及时读取反馈数据，原料计量装置上的料斗与在线高剪切乳化机通 过相应的管道相连通，在线高剪切乳化机与双螺杆挤出机通过相应的管道相连通。本实用新型还通过如下措施实施所述的原料计量装置，由粉料计量称、添加剂 计量称和溶剂计量罐构成，粉料计量称用于对聚乙烯粉料进行称量，添加剂计量称用于对 B225抗氧化剂进行称量，溶剂计量罐用于对矿物白油进行称量，在溶剂计量罐的进料口上 设有进料阀和进料泵，在出料口上设有出料阀，溶剂计量罐通过进料阀与进料泵相连通，出 料阀通过管道与原料备制罐相连通，原料备制罐通过带控制阀的管道与在线高剪切乳化机 相连通，溶剂计量罐及其进料阀、进料泵、出料阀以及原料备制罐上的控制阀都由原料配制 控制器控制，在粉料计量称、添加剂计量称上皆设有料斗，料斗的下料口上设有下料阀，下 料阀与在线高剪切乳化机相连通。所述的聚乙烯，其分子量为100-700万；所述的矿物白油的加入量为聚乙烯粉料 重量的70-94% ；所述的B225抗氧化剂加入量为聚乙烯粉料重量的0. 01-0. 1%。本实用新型的有益效果在于工艺简单、容易控制，能够连续生产，多孔膜的孔径 均勻，提高膜的空隙率和强度，所制备的聚乙烯多孔膜的强度高、抗腐蚀性强、密度低、耐低 温、阻醇性高、抗溶胀能力强，可广泛用于质子交换膜燃料电池、电容器隔膜、各种分离膜、 水处理膜等领域。
图1为本实用新型的结构流程控制示意图。
具体实施方式
参照附图1制作本实用新型。在图1中，物料的流向用单箭头标识，电气连接关系 用双箭头标识。该聚乙烯多孔膜的冻胶连续生产用原料自动配制装置，其特征在于它包括 原料计量装置、触摸屏2、原料配制控制器3、在线高剪切乳化机4和双螺杆挤出机6构成， 原料配置控制器3分别通过导线与原料计量装置、触摸屏2、在线高剪切乳化机4和双螺杆 挤出机6相连接进行数据交换，原料计量装置用于对原料的称量，触摸屏2用于显示和设置 工艺参数，能方便进行编程操作，原料配制控制器3为核心控制部件，负责与底层各被控设 备进行通讯，并及时读取反馈数据，原料计量装置上的料斗与在线高剪切乳化机4通过相 应的管道相连通，在线高剪切乳化机4与双螺杆挤出机6通过相应的管道相连通，在原料配 制控制器3的调控下，使原料在原料计量装置上称量后，进入在线高剪切乳化机4内加热搅 拌、溶解、溶胀成为均一溶液，再通过管道最终到达双螺杆挤出机6进入下一个工序，进行 喷膜。所述的原料计量装置，由粉料计量称1、添加剂计量称5和溶剂计量罐8构成，粉 料计量称1用于对聚乙烯粉料进行称量，添加剂计量称5用于对B225抗氧化剂进行称量， 溶剂计量罐8用于对矿物白油进行称量，在溶剂计量罐8的进料口上设有进料阀和进料泵，
4在出料口上设有出料阀，溶剂计量罐8通过进料阀与进料泵相连通，出料阀通过管道与原 料备制罐7相连通，以便称量后的溶剂可以暂时储存在原料备制罐7内，原料备制罐7通过 带控制阀的管道与在线高剪切乳化机4相连通，溶剂计量罐8及其进料阀、进料泵、出料阀 以及原料备制罐7上的控制阀都由原料配制控制器3控制，以便在溶剂达到设定质量数值 时，可以及时关闭溶剂计量罐8上的进料泵和进料阀，同时开启出料阀，溶剂进入原料备制 罐7内备用，当需要向在线高剪切乳化机4加入溶剂时，开启原料备制罐7上的控制阀，使 溶剂进入在线高剪切乳化机4内进行加热搅拌，在粉料计量称1、添加剂计量称5上皆设有 料斗，料斗的下料口上设有下料阀，下料阀与在线高剪切乳化机4相连通，以便在聚乙烯粉 料和B225抗氧化剂分别达到设定质量数值时，开启下料阀，使分别称量好的聚乙烯粉料和 B225抗氧化剂进入在线高剪切乳化机4内。所述的聚乙烯，其分子量为100-700万；所述的矿物白油的加入量为聚乙烯粉料 重量的70-94% ；所述的B225抗氧化剂加入量为聚乙烯粉料重量的0. 01-0. 1%。使用时，根据工艺要求预设物料的质量，即分别设定聚乙烯粉料、矿物白油和B225 抗氧化剂的质量，原料配制控制器3分别控制粉料计量称1、添加剂计量称5和溶剂计量罐 8对聚乙烯粉料、B225抗氧化剂和矿物白油进行称量，原料配制控制器3控制溶剂计量罐8 打开进料阀进料，当矿物白油达到预设质量要求时，原料配制控制器3关闭溶剂计量罐8上 的进料泵和进料阀，同时开启出料阀，矿物白油进入原料备制罐7内备用，当需要向在线高 剪切乳化机4加入矿物白油时，开启原料备制罐7上的控制阀，使矿物白油进入线高剪切乳 化机4内，与此同时，开启粉料计量称1、添加剂计量称5上的下料阀，自动向在线高剪切乳 化机4中加入所称量的聚乙烯粉料、B225抗氧化剂，进行加热搅拌，在聚乙烯粉料、B225抗 氧化剂和溶剂搅拌完成后，打开出料阀，进入螺杆挤出机5进入下一个工序，进行喷膜，整 个控制过程皆在触摸屏2上实时显示，提高了原料配置过程的自动化程度和可见性。
权利要求一种聚乙烯多孔膜的冻胶连续生产用原料自动配制装置，其特征在于它包括原料计量装置、触摸屏(2)、原料配制控制器(3)、在线高剪切乳化机(4)和双螺杆挤出机(6)构成，原料配置控制器(3)分别通过导线与原料计量装置、触摸屏(2)、在线高剪切乳化机(4)和双螺杆挤出机(6)相连接进行数据交换，原料计量装置上的料斗与在线高剪切乳化机(4)通过相应的管道相连通，在线高剪切乳化机(4)与双螺杆挤出机(6)通过相应的管道相连通。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯多孔膜的冻胶连续生产用原料自动配制装置，其特 征在于所述的原料计量装置，由粉料计量称(1)、添加剂计量称(5)和溶剂计量罐(8)构 成，在溶剂计量罐(8)的进料口上设有进料阀和进料泵，在出料口上设有出料阀，溶剂计量 罐(8)通过进料阀与进料泵相连通，出料阀通过管道与原料备制罐(7)相连通，原料备制罐 (7)通过带控制阀的管道与在线高剪切乳化机(4)相连通，溶剂计量罐(8)及其进料阀、进 料泵、出料阀以及原料备制罐⑵上的控制阀都由原料配制控制器(3)控制，在粉料计量称 (1)、添加剂计量称(5)上皆设有料斗，料斗的下料口上设有下料阀，下料阀与在线高剪切 乳化机(4)相连通。
专利摘要本实用新型公开了一种聚乙烯多孔膜的冻胶连续生产用原料自动配制装置，其特征在于它包括原料计量装置、触摸屏(2)、原料配制控制器(3)、在线高剪切乳化机(4)和双螺杆挤出机(6)构成，原料配置控制器(3)分别通过导线与原料计量装置、触摸屏(2)、在线高剪切乳化机(4)和双螺杆挤出机(6)相连接进行数据交换，原料计量装置上的料斗与在线高剪切乳化机(4)通过相应的管道相连通，在线高剪切乳化机(4)与双螺杆挤出机(6)通过相应的管道相连通。该装置，工艺简单、容易控制，能够连续生产，多孔膜的孔径均匀，提高了膜的空隙率和强度，可广泛用于质子交换膜燃料电池、电容器隔膜、各种分离膜、水处理膜等领域。
文档编号B01D71/26GK201618527SQ20102012276
公开日2010年11月3日 申请日期2010年3月4日 优先权日2010年3月4日
发明者任意 申请人:任意