一种微孔膜的干燥方法
【专利摘要】本发明涉及一种微孔膜的干燥方法，主要包括两个环节：初步脱水环节和干燥环节，其特征在于：所述的干燥环节采用超临界流体干燥法对微孔膜进行干燥。所述的超临界流体干燥法中的超临界流体为二氧化碳、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇或叔丁醇。本发明先将微孔膜初步离心脱水，然后以超临界状态的流体对其干燥。经该方法干燥的膜，为几乎不含水分的真正意义上的干膜，且能够完整的保留其微观结构，使用时能完全恢复其初始性能。
【专利说明】一种微孔膜的干燥方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微孔膜的干燥方法。
【背景技术】
[0002]自20世纪50年代，膜分离技术逐步实现商业化，各种微孔尺寸、各种形式、各种用途的微孔膜不断出现。膜分离作为一种先进的技术，在分离、纯化、环保等方面的影响越来越大，各国投入了大量的人力、资金对膜进行研发。而与此同时，处于产业化链条上的其它环节，如膜组件的长期稳定储存、膜组件的抗损伤、膜组件的密封粘接等技术，半个世纪以来没有大的变化，属于薄弱环节。这些相应技术的短板，使前期对膜本身的研发投入，不能完全体现出来。例如针对长期稳定储存，目前形成共识是做成干膜。一种是行业内主流的“甘油+抑菌剂”的伪干膜形式:这对膜的粘接首先是有害的，并且甘油容易吸水，在一定条件下会使“干膜再度成为湿膜”。而另一种思路是直接将膜做成亲水的，可以直接晾干，如专利CN200410016118.X 一种具有永久亲水性的聚砜中空纤维超滤膜及其制造方法，CN02120380.6 一种干式聚丙烯腈超滤膜的制备方法，CN200710111147.8
[0003]亲水性聚氯乙烯合金超滤膜及制造方法，CN201010148305.9 一种亲水性超滤膜的制备方法。但还不能确认是否所有的孔径都适用，同时改性材料的其它物理化学性能较本体材料差，势必对产品的适用产生影响。例如以聚甲基丙烯酸甲酯PMMA改性聚偏氟乙烯PVDF,亲水性上升的同时，耐氧化性能肯定下降了。再例如做密封材料，聚氨酯由于其韧性强、粘接力强，不容易对膜丝根部造成破坏，较环氧做密封材料占优势，但除了占少数的PP膜以及尺寸极小的膜可能采取聚氨酯密封外，其它的全部以环氧树脂做密封。根本原因是无法彻底干燥微孔膜，一旦以聚氨酯做密封材料，聚氨酯就会和残余的水分反应，生成大量气泡造成密封失败。即使是使用环氧树脂做粘接密封材料，微孔膜在表面干燥时的粘接和封装效果是最好的。表面流动的水将使密封胶水和微孔膜隔开，达不到密封效果；而微孔膜失水将导致微孔在水的表面张力的吸引下坍缩破裂，导致微孔膜性能下降；而引入其它物质替代水，占据膜孔位置，以抑制膜孔坍缩时，这些替代物质同样粘附在微孔膜表面，减少微孔膜和粘接剂的接触面积，使粘接能力下降。粘接能力和膜孔保持在这里形成一对矛盾。
[0004]超临界流体干燥法，一项先进的工业技术，能够保证微粒的细微结构不变的情况下将微粒干燥，特别是气凝胶制造方面，备受推崇。而在微孔膜方向仅用来作为溶出的溶剂使用，制造微孔膜。
【发明内容】
[0005]本发明的目的将较为成熟的超临界流体干燥法引入到微孔膜的生产中，使生产的组件的性能达到最优。在微孔膜的组件生产的过程中，主要有两个地方需要干燥:一是粘接封装工序；二是储存。
[0006]本发明的技术方案为:
[0007]—种微孔膜的干燥方法，主要包括两个环节:初步脱水环节和干燥环节，先将微孔膜初步离心脱水环节，然后对微孔膜进行干燥环节，其特征在于:所述的干燥环节采用超临界流体干燥法对微孔膜进行干燥。
[0008]所述的超临界流体干燥法中的超临界流体为二氧化碳、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇或叔丁醇。
[0009]所述的超临界流体干燥法中的超临界流体为二氧化碳。
[0010]所述的微孔膜为任一表层密布直径为0.1纳米一 I微米的小孔。
[0011]所述的微孔膜的小孔直径为I 一 10纳米的纳滤膜。
[0012]所述的微孔膜的小孔直径为10 - 100纳米的超滤膜。
[0013]所述的微孔膜的小孔直径为、0.1微米一 I微米的微滤膜。
[0014]所述的微孔膜为反渗透膜。
[0015]在粘接封装环节，而通过超临界流体干燥法，能够完美的解决这对矛盾:微孔膜是干燥的，而膜孔能够保持不变，粘接、膜性能保持达到最佳的状态。且由于没有水分的存在，能够选用性能更佳的聚氨酯。额外的，PVDF材质容易在碱性条件下脱氟，形成共轭大量的双键开始显红色至棕色至黑色(行业称为烧丝)，当处于无水的环境之中，聚氨酯由于不含碱性成分，粘接PVDF完全不变色；同时即使含改性胺类固化剂的环氧树脂粘接PVDF也能使变色大大减轻至不变色:改性胺呈碱性，但在环氧氛中无法电离从而抑制了消除反应，而PVDF也不会烧丝。在储存环节，通过超临界流体干燥技术后的膜丝，微孔膜的微孔不变，不含水分，细菌无法繁殖，且重量大大减轻，能够轻易的运输且能长期储存。
[0016]本发明先将微孔膜初步离心脱水，然后以超临界状态的流体对其干燥。经该方法干燥的膜，为几乎不含水分的真正意义上的干膜，且能够完整的保留其微观结构，使用时能完全恢复其初始性能。
【具体实施方式】
[0017]以下结合实例对发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
[0018]实施例1
[0019]取制成的聚氯乙烯PVC材质的超滤膜膜丝，测试初始水通量为300L/.H，0.1Mpa,25°C，3kg无任何气泡点。以二氧化碳为超临界流体的介质干燥，截取100根1.0m长，测试重量为60.0g ;以异丙醇的水溶液将干燥后的膜丝润湿后进行测试，水通量为300L/.H，
0.1MPa, 250C，3kg无任何气泡点。
[0020]对比例1-1
[0021]取与实施例1中相同的膜丝，在28.5°C, Rh=75%的环境中干燥24H。截取100根
1.0m长，测试重量为71.0g。以异丙醇的水溶液将干燥后的膜丝润湿后进行测试，水通量为300L/.H, 0.lMPa，25°C，3kg 有大量气泡点。
[0022]对比例1-2
[0023]取与实施例1中相同的膜丝，浸泡在50%的甘油溶液中24H后，在28.5°C，Rh=75%的环境中干燥24H。截取100根1.0m长，测试重量为100.7g。以异丙醇的水溶液将干燥后的膜丝润湿后进行测试，水通量为290L/.H，0.1MPa, 25°C, 3kg无气泡点。
[0024]实施例2
[0025]取制成的聚醚砜树脂PES材质的超滤膜膜丝，以二氧化碳为超临界流体的介质干燥，以A50硬度的双组份聚氨酯浇注成直径90mm的组件。做10万次冲击测试，组件未见膜丝断裂。
[0026]对比例2-1
[0027]取与实施例2中相同的膜丝，浸泡在50%的甘油溶液中24H后干燥，以A50硬度的双组份聚氨酯浇注成直径90mm的组件。组件产生大量气泡，无法密封。
[0028]对比例2-2
[0029]取与实施例2中相同的膜丝，浸泡在50%的甘油溶液中24H后干燥，以环氧树脂浇注成直径90mm的组件。做10万次冲击测试，组件未见膜丝断裂。
[0030]实施例3
[0031]取制成的聚偏氟乙烯PVDF材质的微滤膜膜丝，以乙醇为超临界流体的介质干燥，以A50硬度的双组份聚氨酯浇注成直径90mm的组件。端面颜色洁净，3kg气体测试承压不漏气。
[0032]对比例3-1
[0033]取实施例3的膜丝，浸泡在50%的甘油溶液中24H后干燥，以环氧树脂浇注成直径90mm的组件。端面明显变黑，3kg气体测试承压，逐步可见气泡从膜丝和环氧树脂的缝隙中不断冒出。
【权利要求】
1.一种微孔膜的干燥方法，主要包括两个环节:初步脱水环节和干燥环节，先将微孔膜初步离心脱水环节，然后对微孔膜进行干燥环节；其特征在于:所述的干燥环节采用超临界流体干燥法对微孔膜进行干燥。
2.如权利要求1所述的微孔膜的干燥方法，其特征在于:所述的超临界流体干燥法中的超临界流体为二氧化碳、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇或叔丁醇。
3.如权利要求2所述的微孔膜的干燥方法，其特征在于:所述的超临界流体干燥法中的超临界流体为二氧化碳。
4.如权利要求1所述的微孔膜的干燥方法，其特征在于:所述的微孔膜为任一表层密布直径为0.1纳米一 I微米的小孔。
5.如权利要求4所述的微孔膜的干燥方法，其特征在于:所述的微孔膜的小孔直径为1- 10纳米的纳滤膜。
6.如权利要求4所述的微孔膜的干燥方法，其特征在于:所述的微孔膜的小孔直径为10 - 100纳米的超滤膜。
7.如权利要求4所述的微孔膜的干燥方法，其特征在于:所述的微孔膜的小孔直径为、0.1微米一 I微米的微滤膜。
8.如权利要求1-4之一所述的微孔膜的干燥方法，其特征在于:所述的微孔膜为反渗透膜。
【文档编号】B01D67/00GK103566771SQ201310578495
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】陈泉学, 郝艳杰, 庞兵 申请人:武汉艾科滤膜技术有限公司