一种复合反渗透膜制备的界面聚合装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及反渗透膜制备技术领域，尤其是一种复合反渗透膜制备的界面聚 合装置。
【背景技术】
[0002] 反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜， 而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解 盐类、胶体、微生物、有机物等。
[0003] 反渗透膜是实现反渗透的核心元件，是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性 的人工半透膜。一般用高分子材料制成，如醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺 膜，表面微孔的直径一般在0.5~1 Onm之间，透过性的大小与膜本身的化学结构有关。有的 高分子材料对盐的排斥性好，而水的透过速度并不好。有的高分子材料化学结构具有较多 亲水基团，因而水的透过速度相对较快。可见，对于比较优异的反渗透膜产品时应当具有渗 透量和脱盐率均较优的特征。并且也随着反渗透膜的特征不断的优化，其从传统的化工等 领域逐步向食品领域开始引入应用，但其主要是被利用在淡水制备中，水净化过程中。
[0004] 现有技术中，对于要制备高性能的反渗透膜，均是在反渗透膜制备过程中，通过反 渗透膜的界面聚合反应来实现反渗透膜的性能改善的;而传统的反渗透膜界面聚合反应是 将反渗透膜支撑层置于界面反应液中浸泡处理，使得多孔支撑层在界面聚合反应液中发生 界面聚合反应，达到改性反渗透膜表面的渗透量和脱盐率的；而浸没式的界面聚合由于随 着界面聚合作用的时间延长，其界面聚合液中的浓度不断的发生变化，使得多孔支撑层在 的膜片在界面聚合反应液中的浓度不均匀，使得反渗透膜的稳定性较差，并且在高速下将 膜带取出过程，导致界面聚合液被带出，导致生产成本较高;低速取出，又影响生产速度，而 且还会导致后面的膜带鱼前面的膜带所处的界面聚合液浓度不均匀，需要调整界面聚合液 的浓度，导致生产工艺复杂，成本较高。 【实用新型内容】
[0005] 为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供一种复合反渗透膜制 备的界面聚合装置。
[0006] 具体是通过以下技术方案得以实现的：
[0007] -种复合反渗透膜制备的界面聚合装置，从膜的走向方向的进入端依次设置有表 干装置、下压导辊、涂布底辊、涂布模头、支撑导辊、风刀、烘箱;其中膜穿过表干装置，在表 干装置的尾端设置下压导辊，膜经过下压导辊的作用进入涂布底辊的上表面，在涂布底辊 之后设置支撑导辊，支撑导辊将膜支撑向膜的走向传送，在下压导辊和支撑导辊之间设置 涂布模头，涂布模头位于膜的上表面，涂布模头的顶端设置有油相料液罐;支撑导辊为多 个，并在膜的走向上的最后一个支撑导辊的上端设置有风刀，风刀与该最后一个支撑导辊 之间有能够供膜穿过的缝隙，并且膜穿过该缝隙之后，进入烘箱中。
[0008] 所述的涂布底辊为一个，涂布模头可移动变位。
[0009] 所述的涂布模头，其移动变位是在Pdijp2之间。
[0010] 所述的移动变位，其Pi到P2之间转动的角度为90°。
[0011] 所述的P1，其位于膜进入涂布底辊与涂布底辊相接触的点;所述的P2,其位于膜走 出涂布底辊与涂布底辊相接触的点。
[0012] 所述的涂布底辊为两个，涂布模头位于两个涂布底辊之间。
[0013] 所述的涂布模头位于两个涂布底辊的中间。
[0014] -种复合反渗透膜制备的界面聚合方法，包括以下步骤：
[0015] (1)将含水相溶液的多孔支撑层在表干装置中表干处理至多孔支撑层表面无肉眼 可见的水相液滴；
[0016] (2)将油相料液采用涂布模头涂布于步骤(1)处理完的多孔支撑层上，再将其送入 托辊熟化区，熟化脱盐层，控制熟化温度为10-70 °C，熟化时间为5-300s，相对湿度为5-80%，得到含有脱盐层膜；
[0017] (3)将步骤(2)含有脱盐层膜送入烘箱中干燥处理，除去膜表面的油相料液，烘干 过程的温度为10_70°C，时间为1.5-2.5min，即可。
[0018] 所述的表干温度为5-70°C;所述的含水相溶液的多孔支撑层是含胺类单体溶液的 多孔支撑层；所述的胺类单体为环己二胺、哌嗪、乙二醇胺、乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二 胺、乙醇胺、聚乙烯亚胺、三乙胺、苯胺、间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺、对苯二甲氨和间苯 二甲胺中的至少一种，其在多孔支撑层中的含量为0.5~所述的多孔支撑层由无纺 布和涂覆其上的聚砜层、聚醚砜层、聚偏氟乙烯层和聚丙烯腈层中的至少一种组成;所述的 含水相溶液的多孔支撑层，其含水相溶液的质量分数为5-70%;所述的油相料液，其界面张 力为< 50mN/m;所述的油相料液由酰氯类活性单体和油相溶剂组成，其中酰氯类活性单体 为联苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯、苯甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、 苯二磺酰氯、环戊烷二酰氯、环戊烷三酰氯、环己烷三酰氯、丁三酰氯、丁二酰氯、戊三酰氯、 戊二酰氯、己三酰氯、己二酰氯、环戊烷四酰氯、环己烷二酰氯、癸二酰氯、癸三酰氯、四氢呋 喃二酰氯、四氢呋喃四酰氯、环丙烷三酰氯、环丁烷二酰氯、环丁烷四酰氯、环己烷四酰氯中 的至少一种，并且在油相料液中的质量分数为0.05-2% ;油相溶剂为石脑油、矿物油、环丙 烷、环己烷、环丁烷、环戊烷、环庚烷、环辛烷、甲基环丙烷、乙基环丙烷、丙基环丙烷、丁基环 丙烷、甲基环丁烷、乙基环丁烷、丙基环丁烷、丁基环丁烷、1，2_二甲基环丁烷、1，2_二乙基 环丁烷、1、3_二甲基环丁烷、1-甲基2-乙基环丁烷、1，3_二丙基环戊烷、甲基环己烷、乙基环 己烷、丙基环己烷、正丁基环己烷、异丁基环己烷、叔丁基环己烷、异丙基环己烷、1，2_二甲 基环己烷、IS0PAR-E、IS0PAR-L、IS0PAR-G、IS0PAR-H、IS0PAR-C、EXXS0L-D30、EXXS0L-D40、 EXXS0L-D60、EXXS0L-D80、EXXS0L-D60S、1，3二甲基环己烷、1，4-二甲基环己烷、1，2_ 二乙基 环己烷、1，3_二乙基环己烷、1，4_二乙基环己烷、1-甲基2-乙基环己烷、1-甲基3-乙基环己 烷、1-甲基4-乙基环己烷、叔丁基环庚烷、异丁基环庚烷、甲基环辛烷、乙基环辛烷、异丁基 环辛烷和叔丁基环辛烷中的至少一种。
[0019]所述的涂布，采用的是狭缝涂布，其中狭缝涂布过程中的涂布模头与膜表面之间 的距离为5-1500um;所述的涂布，其涂布量为5-300g/m2，并且多孔支撑层运行速度为0.5-100m/min;所述的涂布，其是将油相料液与多孔支撑层上的胺类单体进行结合后，在膜表面 进行界面反应，其反应温度为5-35 °C。
[0020] 所述表干过程，其表干方式为采用风刀表干、自然表干、对流烘箱表干、热风烘箱 表干、气浮烘箱表干和气溢烘箱表干中的至少一种或它们的组合。
[0021] 所述的涂布模头与涂布底辊之间的狭缝的宽度以及内部的流道结构是根据所涂 布油相溶液的界面张力、粘度、涂层厚度和涂布温度等设计。
[0022] 所述的熟化装置是带有托辊的室内自然开放环境、气浮烘箱和气溢烘箱中的至少 一种。
[0023] 与现有技术相比，本实用新型的技术效果体现在：
[0024] 通过从膜走向的起始端依次设置有表干装置、下压导辊、涂布底辊、涂布模头、支 撑导辊、风刀、烘箱，并且结合涂布模头与涂布底辊的结构设置，使得膜经过的缝隙为狭缝， 在结合膜经过表干装置、在下压导辊的作用下，进入涂布底辊与涂布模头形成的狭缝之间， 再在支撑导辊的作用下，使得膜向膜的走向延伸，并经过风刀与支撑导辊之间形成的狭缝， 确保膜的厚度均一，进入烘箱后进行烘干出来，使得在反渗透膜多孔支撑层上建立了稳定 可控的油水两相薄层界面作用，使得酰氯单体与胺类单体在界面进行稳定高效的聚合反 应，提高了反渗透膜的品质，确保了反渗透膜的品质稳定，同时，实现连续涂布反应，提高了 生产效率，降低了成本。
[0025] 本实用新型的进行涂布过程中，通过涂布底辊与涂布模头的作用，将界面聚合反 应液涂布于反渗透膜的多孔支撑层上，避免了反渗透膜带在高速运转向前进的过程中造成 界面聚合液浪费的缺陷，降低了生产成本，而且还能够确保涂布在多孔支撑层上的界面聚 合反应液的浓度均一，提高了反渗透膜产品品质的稳定性，通过连续涂布处理，结合风刀与 支撑导辊之间的狭缝，使得多孔支撑层上的界面聚合反应厚度得到均一化，达到了对油相 溶液液层的厚度精确控制，提高了膜产品的品质，加快了反渗透膜生产速度，降低了成本。
[0026] 本实用新型还结合对界面聚合的方法进行限制，尤其是对界面聚合的工艺步骤进 行限制，提高了界面聚合的可连续性，加快了反渗透膜界面聚合反应的速率，加快了生产速 度，降低了生产成本;再结合熟化过程的温度、时间、湿度的限制，使得反渗透膜在熟化处理 过程中不会被较高的温度所损坏，也能够使得反渗透膜的界面聚合层的性能得到提高，使 得其通透量和脱盐率均得到改善，提高了反渗透膜的品质;再结合烘干步骤的处理，使得涂 布的物料能够在一定温度的作用下得到固定，确保了反渗透膜的品质稳定。
[0027] 具体，本研究者还通过以下实验来进一步的说明本实用新型的技术效果：
[0028] 实验组:采用本发明的装置，将含有37wt%水相溶液的聚砜多孔支撑层采用高速 风刀进行表干处理，表干风速30m/min，支撑层表面无肉眼可见水相液滴，水相单体为间苯 二胺，其在多孔支撑层中的浓度为4.Owt%;然后将含有0.5wt%均苯三甲酰氯的环己烷溶 液采用狭缝涂布模头均匀涂布于聚砜多孔支撑层上，涂布速度15m/min，涂布量为120g/m 2， 经定量涂布后的聚砜多孔支撑层进入托辊熟化区，熟化温度为35°C，熟化时间设定为20s， 相对湿度为55 % ;经脱盐层熟化步骤后的复合反渗透膜进入气浮烘箱干燥，去除表面环己 烷溶液，烘干温度60°C，时间2min，获得膜片，作为实验组膜片。
[0029]对照组:采用专利申请号为201310303643.9的一种复合反渗透膜及制备方法制备 的复合反渗透膜作为对照膜片。
[0030]实验方法：
[0031] 将膜片放在膜片检测台中，在操作压力为225psi、原水为2000ppm NaCl水溶