一种薄膜制备装置的制作方法

本实用新型涉及一种薄膜制备装置，特别是反渗透膜或纳滤膜制备装置。

背景技术：

反渗透膜、纳滤膜等薄膜在水处理过程中发挥着极为重要的作用，已在家庭和工业场合被广泛采用，并且未来仍有着十分广阔的应用前景。因此，这些薄膜的制备工艺无疑是重要的，如何高效率、高质量地制备出合乎需要的薄膜，是本领域的技术人员必须面对的问题。现有技术中，通常是采用将基材浸入油相液中的方式来制备反渗透膜或纳滤膜，这种方式不容易控制油相液的涂覆量和成膜涂覆时间，因而会影响到薄膜的生产效率和质量。

技术实现要素：

基于上述现状，本实用新型的主要目的在于提供一种薄膜制备装置，其能方便、快速地制备出诸如反渗透膜、纳滤膜等薄膜，并且成膜流体的涂覆量和成膜时间便于实现精确控制。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种薄膜制备装置，用于在基材上涂覆成膜流体以形成薄膜，所述薄膜制备装置包括基材输送机构、涂覆机构和膜厚调节机构，其中，所述涂覆机构和所述膜厚调节机构彼此间隔开，所述基材输送机构用于输送所述基材顺次经过所述涂覆机构和所述膜厚调节机构，所述涂覆机构用于向所述基材上涂覆成膜流体，所述膜厚调节机构用于刮除所述基材上的一部分成膜流体。

优选地，所述涂覆机构包括水平设置的涂覆辊，所述涂覆辊的外表面上设置有沿纵向延伸的流体出口。

优选地，所述涂覆辊的至少一端设置有流体入口，所述流体入口与所述流体出口之间在所述涂覆辊的内部保持相通。

优选地，所述流体出口的宽度为5～10mm。

优选地，所述涂覆辊为圆柱体，所述流体出口位于所述圆柱体的最高的母线处。

优选地，所述涂覆机构还包括第一高度调节机构，以用于调节所述涂覆辊到所述基材的距离。

优选地，所述涂覆辊到所述基材的距离在0～30mm的范围内可调。

优选地，所述膜厚调节机构包括水平设置的膜厚调节辊，所述膜厚调节辊在旋转过程中刮除一部分成膜流体。

优选地，所述膜厚调节机构还包括第二高度调节机构，以用于调节所述膜厚调节辊到所述基材的距离。

优选地，所述膜厚调节辊到所述基材的距离在-20～20mm的范围内可调。

优选地，所述膜厚调节机构和所述涂覆机构中的至少一者包括水平位置调节机构，以用于调节所述膜厚调节机构与所述涂覆机构之间的距离。

优选地，所述膜厚调节机构与所述涂覆机构之间的距离在3000～4500mm的范围内可调。

优选地，还包括风刀组件，所述风刀组件设置在所述膜厚调节机构的下游侧。

优选地，所述薄膜制备装置为反渗透膜制备装置或纳滤膜制备装置，并且其中，所述成膜流体为油相液。

本实用新型的薄膜制备装置能够实现成膜流体的涂覆量、成膜时间、以及薄膜厚度的精确控制，从而方便地制备出性能指标满足要求的薄膜，特别是反渗透膜或纳滤膜，制备效率高，成膜质量好。

附图说明

以下将参照附图对根据本实用新型的薄膜制备装置的优选实施方式进行描述。图中：

图1为根据本实用新型的一种优选实施方式的薄膜制备装置的主要部分的主视示意图；

图2为图1的俯视示意图；

图3为图2中的A区域的局部放大视图。

具体实施方式

本实用新型针对反渗透膜、纳滤膜等的制备需求，提供了一种薄膜制备装置，用于在基材上涂覆成膜流体以形成薄膜。容易理解的是，本实用新型的薄膜制备装置不仅可以用于制备反渗透膜、纳滤膜等薄膜，而且同样可以用于制备其他类型的薄膜。

如图1-2所示，本实用新型所述的薄膜制备装置包括基材输送机构1、涂覆机构2和膜厚调节机构3，其中，所述涂覆机构2和所述膜厚调节机构3彼此间隔开，所述基材输送机构1用于输送所述基材(未示出)顺次经过所述涂覆机构2和所述膜厚调节机构3，例如从所述涂覆机构2和所述膜厚调节机构3的下方经过，所述涂覆机构2用于向所述基材上(例如向基材的上侧表面)涂覆成膜流体，所述膜厚调节机构3用于刮除所述基材上的一部分成膜流体。成膜流体在基材表面上完成成膜反应后，即可得到所需要的薄膜。

本实用新型的薄膜制备装置在具体工作时，通过控制涂覆机构2的涂覆速度(例如成膜流体的输出速度)、或者控制基材输送机构1的输送速度，便可以方便地控制成膜流体在基材上的涂覆量，而通过设置涂覆机构2与膜厚调节机构3之间的距离，又可以方便地控制成膜涂覆时间，从而可高效率、高质量地制备出所需要的薄膜。

例如，当需要制备反渗透膜或纳滤膜时，可以通过涂覆机构2向基材的上表面涂覆一层油相液，涂覆后的油相液在到达膜厚调节机构3之前在基材表面进行成膜反应，在到达膜厚调节机构3时再进行膜厚调节，即按照预定的膜厚要求刮除一部分油相液，便可以得到所需要的反渗透膜或纳滤膜。相比于现有技术中所采用的浸涂法，本实用新型的薄膜制备装置更容易控制油相液的涂覆量和成膜涂覆时间，从而可提高成膜效率和成膜质量。

优选地，如图1和图2所示，基材输送机构1包括多个输送辊，在多个输送辊的连续输送下，基材可连续地经过涂覆机构2和膜厚调节机构3。基材输送机构1可以采用现有技术的相关结构。

优选地，如图1和图2所示，所述涂覆机构2包括水平设置的涂覆辊21，所述涂覆辊21的外表面上设置有沿纵向延伸的流体出口22，具体可参见图3。

优选地，所述涂覆辊21的至少一端(优选两端)设置有流体入口23，具体可参见图3，所述流体入口23与所述流体出口22之间在所述涂覆辊21的内部保持相通。流体入口23例如可以为直径10mm的圆孔。

将涂覆机构2的涂覆头设置成涂覆辊21，并使成膜流体从内向外地流出涂覆辊21，能够使涂覆过程更均匀。而通过控制流体入口23处的流量和/或压力，便可以方便地控制成膜流体的输出速度。

优选地，所述流体出口22的宽度为5～10mm，例如8mm。该宽度尺寸的流体出口特别适用于黏稠的成膜流体，例如油相液等，能够使成膜流体形成均匀的幕状流，有利于涂覆均匀。

优选地，所述涂覆辊21为圆柱体，所述流体出口22位于所述圆柱体的最高的母线处，如图3所示。在流体入口23处的流体压力的作用下，成膜流体在流体出口22处溢出，并从流体出口22的两侧分别沿圆柱体的外圆柱面向下流动，进而圆柱体的最低的母线处汇合，使幕状流各处的流速和厚度更为均匀一致，进一步保证涂覆均匀。

优选地，所述涂覆机构2还包括第一高度调节机构24，以用于调节所述涂覆辊21到所述基材的距离。第一高度调节机构24的具体结构可以采用现有技术中任何合适的结构，例如可以包括螺旋升降机构和驱动机构(例如手轮或电机)等。

优选地，所述涂覆辊21到所述基材的距离可以在0～30mm的范围内可调，以广泛适应各种规格和组分的成膜流体，从而可在一台装置上制备不同类型的薄膜。

优选地，如图1-2所示，所述膜厚调节机构3包括水平设置的膜厚调节辊31，所述膜厚调节辊31在旋转过程中刮除一部分成膜流体。在具体工作时，膜厚调节辊31例如以恒定的转速旋转，并且优选转速可调，当涂覆有成膜流体的基材在基材输送机构1的输送下经过所述膜厚调节辊31的下方时，只要膜厚调节辊31到基材的距离适当，膜厚调节辊31便会接触已涂覆的成膜流体，继而将成膜流体的一部分从基材上刮除，使基材上剩余的成膜流体的厚度改变，由此实现对膜厚的调节。

优选地，所述膜厚调节机构3还包括第二高度调节机构32，以用于调节所述膜厚调节辊31到所述基材之间的距离。第二高度调节机构32的具体结构可以采用现有技术中任何合适的结构，例如可以包括螺旋升降机构和驱动机构(例如手轮或电机)等等。

优选地，所述膜厚调节辊31到所述基材的距离可以在-20～20mm的范围内可调，由此来制备不同厚度的薄膜。

优选地，所述膜厚调节机构3和所述涂覆机构2中的至少一者包括水平位置调节机构(未示出)，以用于调节所述膜厚调节机构3与所述涂覆机构2之间的距离，从而保证合适的成膜反应时间。例如，水平位置调节机构可以用于调节膜厚调节辊31的水平位置，即沿图1和图2中的左右方向调节膜厚调节辊31的水平位置，从而改变膜厚调节辊31到涂覆辊21的距离。

优选地，所述膜厚调节机构3与所述涂覆机构2之间的距离(例如，膜厚调节辊31与涂覆辊21之间的距离)在3000～4500mm的范围内可调。当膜厚调节机构3与所述涂覆机构2之间的距离在上述范围内时，可以较好地满足反渗透膜或纳滤膜的制备需求。

优选地，如图1和2所示，本实用新型的薄膜制备装置还可以包括风刀组件4，所述风刀组件4设置在所述膜厚调节机构3的下游侧，从而当调节膜厚调节辊31和涂覆辊21之间的距离无法满足膜厚调节的要求时，可以通过调节风刀组件4的风量大小来进一步调节薄膜的厚度。例如，可以设置两组风刀组件4，这两组风刀组件4可以按照预定的距离间隔开，以实现对薄膜厚度的有效调节。

以制备反渗透膜为例，在一组具体实施例中，当膜厚调节辊31到涂覆辊21的距离为3300mm时，得到的反渗透膜的脱盐率为99.2％；当膜厚调节辊31到涂覆辊21的距离为3500mm时，得到反渗透膜的脱盐率为99.3％；当膜厚调节辊31到涂覆辊21的距离为3700mm时，得到反渗透膜的脱盐率为99.4％。可见，当膜厚调节辊31到涂覆辊21的距离在前述范围内时，能够确保制备出的反渗透膜的性能指标满足要求。

本实用新型的优选实施方式的薄膜制备装置能够实现成膜流体的涂覆量、成膜时间、以及薄膜厚度的精确控制，从而方便地制备出性能指标满足要求的薄膜，特别是反渗透膜或纳滤膜。特别地，针对不同种类的薄膜，使用者可以容易地通过调节涂覆辊到基材的距离、膜厚调节辊到基材的距离、以及膜厚调节辊到涂覆辊的距离来找到更佳的涂覆工艺参数。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本实用新型的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本实用新型的权利要求范围内。