一种聚四氟乙烯中空纤维膜组件的浇注方法
【专利摘要】本发明公开了一种聚四氟乙烯中空纤维膜组件的浇注方法。该方法先制备钠萘溶液，再将要浇注的聚四氟乙烯中空纤维膜表面用钠萘溶液进行预处理，后采用环氧树脂进行一次浇注，最后在曝气头位置和第一次浇注的固化后的环氧树脂之间用聚氨酯或硅胶进行二次浇注。本发明的环氧树脂为硬胶，粘结性好，可提高粘结强度，避免仅采用软胶存在的漏丝问题；聚氨酯或硅胶为软胶，曝气可引起中空纤维膜根部的摆动，软胶可在一定程度上随这种摆动而摆动，从而有效避免了中空纤维膜根部在曝气过程中出现的断丝现象。本发明可将聚四氟乙烯中空纤维膜浇注在固体容器中制成膜组件，其粘接处密封良好，能耐水、耐高温和耐化学腐蚀。
【专利说明】一种聚四氟乙烯中空纤维膜组件的浇注方法
【技术领域】[0001]本发明涉及中空纤维膜组件的浇注方法，具体涉及一种聚四氟乙烯中空纤维膜组件的浇注方法。
【背景技术】
[0002]聚四氟乙烯中空纤维膜可以广泛应用在超微滤、膜生物反应器和膜蒸馏等膜分离过程，在市政污水和工业废水深度处理与回用、饮用水净化、反渗透前处理、食品和化工产品的分离与精制等领域具有广泛的潜在应用价值。聚四氟乙烯中空纤维膜，具有膜丝强度高、装填密度大、孔隙率大、耐酸碱和有机溶剂、耐氧化等优点，在超微滤分离中具有明显的优势。
[0003]聚四氟乙烯中空纤维膜在过滤使用前需用粘合剂将其封闭在容器中制成膜组件。专利201210112827.2通过界面改性剂对聚四氟乙烯中空纤维膜进行渗透处理，后再浇注环氧树脂。但由于环氧树脂硬度高，在长时间曝气过程中，膜丝在气流中剧烈振动，导致膜丝根部与粘合剂胶结处形成断裂点，造成断丝。断丝会对周围的膜丝形成很大的威胁，因为在振动过程中，断丝会缠绕住附近的膜丝，致使污泥和固体物质更快地附着在膜丝根部胶结处，当污泥达到膜丝所能承受的量，会引发更多的断丝，最终使整片膜报废。专利201110425403.7和201210101336.8均采用环氧树脂、聚氨酯或硅胶单一粘合剂进行浇注。单一粘合剂的浇注方法存在以下问题:环氧树脂(硬胶)粘结强度大，但硬度高，膜丝根部与粘合剂胶结处在曝气过程中易断丝。聚氨酯和硅胶粘合剂(软胶)弹性好，柔软，但粘结强度低，膜丝易从粘合剂中脱出而漏丝。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种聚四氟乙烯中空纤维膜组件的浇注方法，该方法是通过钠萘溶液对聚四氟乙烯中空纤维膜进行表面预处理，再采用环氧树脂进行一次浇注，然后用聚氨酯或硅胶进行二次浇注。通过该方法，可将聚四氟乙烯中空纤维膜浇注在固体容器中制成膜组件，其粘接处密封良好，能耐水、耐高温和耐化学腐蚀。
[0005]本发明采用的技术方案是:
该方法的步骤如下:
(1)钠萘溶液的制备
将萘、钠和四氢呋喃按质量百分比1:0.28、.52:2.72-3.52混和，搅拌使其溶解，制备含有萘钠络合物的钠萘溶液；
(2)改性聚四氟乙烯中空纤维膜的制备
将要浇注的聚四氟乙烯中空纤维膜浸溃在所述钠萘溶液中10秒~5分钟，取出，用分析纯或化学纯丙酮清洗聚四氟乙烯中空纤维膜浇注部分，去除聚四氟乙烯中空纤维膜表面附着物，在常温下晾干，制备成改性聚四氟乙烯中空纤维膜；
(3)聚四氟乙烯中空纤维膜组件的浇注 先采用硅胶粘合剂对改性聚四氟乙烯中空纤维膜两端进行封闭处理；再采用环氧树脂粘合剂将所述的改性聚四氟乙烯中空纤维膜要浇注的部分浇注在固体容器中，进行第一次浇注，环氧树脂粘合剂的浇注长度为I厘米?10厘米，固化温度为20°C?80°C，固化时间为2小时?48小时；然后在固化后的环氧树脂表面注入聚氨酯树脂粘合剂或硅胶粘合剂，进行第二次浇注，聚氨酯树脂或硅胶的浇注长度为I厘米?10厘米，固化温度为20°C?80°C，固化时间为2小时?48小时，制成聚四氟乙烯中空纤维膜组件。
[0006]所述的第二次浇注的位置位于过滤系统中曝气头位置和第一次浇注的固化后的环氧树脂之间。
[0007]所述的环氧树脂粘合剂采用市售产品，如6101，E44。
[0008]所述的硅胶粘合剂采用市售产品，如703、704或705硅胶。
[0009]所述的聚氨酯树脂粘合剂采用市售产品，如英国帝斯曼NeoRez ? U335、U391或U321。
[0010]与【背景技术】相比，本发明具有的有益效果是:
采用硬胶和软胶两段浇注法，并且软胶靠近膜组件曝气的一侧。环氧树脂为硬胶，粘结性好，可提高粘结强度，避免仅采用软胶存在的漏丝问题；聚氨酯或硅胶为软胶，曝气可引起中空纤维膜根部的摆动，软胶可在一定程度上随这种摆动而摆动，从而有效避免了中空纤维膜根部在曝气过程中出现的断丝现象。本发明可将聚四氟乙烯中空纤维膜浇注在固体容器中制成膜组件，其粘接处密封良好，能耐水、耐高温和耐化学腐蚀。
【具体实施方式】
[0011]实施例1:
(1)钠萘溶液的制备
将20克萘、5.6克钠和54.4克四氢呋喃混和，搅拌使其溶解，制备钠萘溶液；
(2)改性聚四氟乙烯中空纤维膜的制备
将要浇注的聚四氟乙烯中空纤维膜浸溃在所述钠萘溶液中，5分钟后取出，用分析纯丙酮清洗聚四氟乙烯中空纤维膜浇注部分，去除聚四氟乙烯中空纤维膜表面附着物，在常温下晾干，制备成改性聚四氟乙烯中空纤维膜；
(3)聚四氟乙烯中空纤维膜组件的浇注
先采用703硅胶粘合剂对改性聚四氟乙烯中空纤维膜两端进行封闭处理；再采用6101环氧树脂粘合剂将所述的改性聚四氟乙烯中空纤维膜浇注在固体容器中，进行第一次浇注，环氧树脂粘合剂的浇注长度为I厘米，固化温度为20°C，固化时间为48小时；然后在固
化后的环氧树脂上注入英国帝斯曼NeoRez ? U335聚氨酯树脂粘合剂，进行第二次浇注，
聚氨酯树脂或硅胶的浇注长度为10厘米，固化温度为80°C，固化时间为2小时，浇注的聚氨酯树脂粘合剂靠近膜组件曝气的一侧，制成聚四氟乙烯中空纤维膜组件。聚四氟乙烯中空纤维膜组件在检漏测试中能耐0.4兆帕以下的压力，检漏液体为60°C的蒸馏水。
[0012]实施例2:
a、钠萘溶液的制备
将20克萘、10.4克钠和70.4克四氢呋喃混和，搅拌使其溶解，制备钠萘溶液； b、改性聚四氟乙烯中空纤维膜的制备
将聚四氟乙烯中空纤维膜浸溃在所述钠萘溶液中，10秒钟后取出，用化学纯丙酮清洗，去除聚四氟乙烯中空纤维膜表面附着物，在常温下晾干，制备成改性聚四氟乙烯中空纤维膜；
C、聚四氟乙烯中空纤维膜组件的浇注
先采用704硅胶粘合剂对改性聚四氟乙烯中空纤维膜两端进行封闭处理；再采用E44环氧树脂粘合剂将所述的改性聚四氟乙烯中空纤维膜浇注在固体容器中，进行第一次浇注，环氧树脂粘合剂的浇注长度为10厘米，固化温度为80°C，固化时间为2小时；然后在固化后的环氧树脂上注入英国帝斯曼NeoRez ? U391聚氨酯树脂粘合剂，进行第二次浇注，
聚氨酯树脂浇注长度为I厘米，固化温度为20°C，固化时间为48小时，浇注的聚氨酯树脂粘合剂靠近膜组件曝气的一侧，制成聚四氟乙烯中空纤维膜组件。聚四氟乙烯中空纤维膜组件在检漏测试中能耐0.3兆帕以下的压力，检漏液体为60°C的蒸馏水。
[0013]实施例3:
a、钠萘溶液的制备
将20克萘、8.4克钠和65克四氢呋喃混和，搅拌使其溶解，制备钠萘溶液；
b、改性聚四氟乙烯中空纤维膜的制备
将聚四氟乙烯中空纤维膜浸溃在所述钠萘溶液中，I分钟后取出，用分析纯丙酮清洗，去除聚四氟乙烯中空纤维膜表面附着物，在常温下晾干，制备成改性聚四氟乙烯中空纤维膜；
C、聚四氟乙烯中空纤维膜组件的浇注
先采用705硅胶粘合剂对改性聚四氟乙烯中空纤维膜两端截面进行封闭处理；再采用E44环氧树脂粘合剂将所述的改性聚四氟乙烯中空纤维膜浇注在固体容器中，进行第一次浇注，环氧树脂粘合剂的浇注长度为5厘米，固化温度为60°C，固化时间为30小时；然后在固化后的环氧树脂上注入703硅胶粘合剂，进行第二次浇注，硅胶的浇注长度为6厘米，固化温度为60°C，固化时间为30小时，浇注的硅胶粘合剂靠近膜组件曝气的一侧，制成聚四氟乙烯中空纤维膜组件。聚四氟乙烯中空纤维膜组件在检漏测试中能耐0.35兆帕以下的压力，检漏液体为60°C的蒸馏水。
【权利要求】
1.一种聚四氟乙烯中空纤维膜组件的浇注方法，其特征在于，该方法的步骤如下: (1)钠萘溶液的制备 将萘、钠和四氢呋喃按质量百分比1:0.28、.52:2.72^3.52混和，搅拌使其溶解，制备含有萘钠络合物的钠萘溶液； (2)改性聚四氟乙烯中空纤维膜的制备 将要浇注的聚四氟乙烯中空纤维膜浸溃在所述钠萘溶液中10秒~5分钟，取出，用分析纯或化学纯丙酮清洗聚四氟乙烯中空纤维膜浇注部分，去除聚四氟乙烯中空纤维膜表面附着物，在常温下晾干，制备成改性聚四氟乙烯中空纤维膜； (3)聚四氟乙烯中空纤维膜组件的浇注 先采用硅胶粘合剂对改性聚四氟乙烯中空纤维膜两端进行封闭处理；再采用环氧树脂粘合剂将所述的改性聚四氟乙烯中空纤维膜要浇注的部分浇注在固体容器中，进行第一次浇注，环氧树脂粘合剂的浇注长度为I厘米~10厘米，固化温度为20°C~80°C，固化时间为2小时~48小时；然后在固化后的环氧树脂表面注入聚氨酯树脂粘合剂或硅胶粘合剂，进行第二次浇注，聚氨酯树脂或硅胶的浇注长度为I厘米~10厘米，固化温度为20°C~80°C，固化时间为2小时~48小时，制成聚四氟乙烯中空纤维膜组件。
2.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯中空纤维膜组件的浇注方法，其特征在于:所述的第二次浇注的位置位于过滤系统中曝气头位置和第一次浇注的固化后的环氧树脂之间。
【文档编号】B01D71/36GK103464008SQ201310399647
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】朱海霖, 郭玉海, 王峰, 唐红艳 申请人:浙江理工大学