一种复合滤膜制备装置的制作方法

本实用新型属于高分子分离膜技术领域，具体涉及一种复合滤膜制备装置。

背景技术：

目前，常用的平板滤膜多为复合结构，即由起支撑作用的基材和起分离作用的涂层组成。如普遍使用的卷式复合聚酰胺反渗透膜，其基膜是通过将高分子材料刮涂在无纺布上制得，因而具有很好的支撑性和机械强度。这种基膜通过专用的刮膜设备制备而成，如专利CN203170229U、CN201978852U、CN203710927U公开的刮膜装置均由转鼓和刮刀组成，无纺布贴附在转鼓上并随其转动，在无纺布上施加铸膜液，调整刮刀和转鼓之间的间隙，从而将铸膜液以一定厚度刮涂在无纺布上，随后经过凝固浴固化成形，得到复合基膜。这类刮膜设备结构复杂，操作繁复，而且只能单面刮膜，不适用于在低密度的支撑基材(如筛网)上刮膜。

有些滤膜，如复合聚酰胺正渗透膜的基膜，要求厚度很薄，孔隙率很高，在无纺布上刮膜往往达不到要求，而多采用厚度较薄的筛网作为刮膜基材。由于筛网孔隙较大，铸膜液容易渗到筛网另一侧，为获得薄且均匀的厚度，需要两侧同时刮涂。专利CN2834681Y公开一种可以双面刮膜的刮膜机，无纺布在铸膜液中充分浸渍后，通过具有一定间隙的两个刮膜辊轴，从而在无纺布两侧刮涂上一定厚度的铸膜液。然而，铸膜液黏度较大时，刮膜辊轴的转动使刮涂厚度均匀性降低，同时需要单面刮膜时，在一侧刮膜辊轴上施加铸膜液量较少且容易溢出。因此，如何实现在支撑材料上高均匀度单双面刮膜，同时避免频繁加料，是本实用新型要解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种复合滤膜制备装置。该装置能够在片状支撑基材上单、双面刮膜，且刮涂均匀，连续性好，既适合在实验室中使用，又能放大应用在工业生产中。

本实用新型是通过以下技术方案加以实现的：

一种复合滤膜制备装置，该装置包含放卷辊轴(1)、抚平辊组(2)、双侧刮板(3)、凝固浴(4)、第一导向辊(5)、第二导向辊(6)、收卷辊(7)、加热装置(8)、排水口(9)、控制箱(10)；

片状支撑基材一端依次绕经抚平辊组(2)、双侧刮板(3)，进入凝固浴(4)中，在凝固浴(4)中依次经由第一导向辊(5)、第二导向辊(6)，最后由收卷辊(7)收卷；凝固浴(4)中分别设有加热装置(8)和排水口(9)，收卷辊(7)和加热装置(8)分别与控制箱(10)连接。

进一步的，所述抚平辊组(2)由固定辊(11)和自重辊(12)组成，固定辊(11)在下，自重辊(12)在上，组成上下结构；片状支撑基材绕经固定辊(11)，同时自重辊(12)对片状支撑基材施加压力，同时片状支撑基材垂直经由双侧刮板(3)进入凝固浴；抚平辊组(2)给片状刮膜基材一定压力和张力，使其保持平整，不卷曲。

进一步的，所述双侧刮板(3)的刮涂端截面为光滑半圆形，其直径为0.5-3cm；双侧刮板(3)刮涂端倾斜向下，片状支撑基材穿过双侧刮板(3)刮涂端的间隙，双侧刮板与进入刮涂区的片状支撑基材成锐角，双侧刮板(3)每一侧与片状支撑基材分别形成楔形空间；双侧刮板(3)至少一侧为可调刮板(13)，即刮板能够沿所在平面进行移动，调整双侧刮板之间的间隙，并通过固定旋钮(14)固定。

进一步的，所述收卷辊(7)由带有控制器的变速电机带动，其启停、转速、转向通过控制箱(10)控制。

进一步的，所述加热装置(8)由加热器、温度传感器、控制器组成，其目的是调整凝固浴(4)的温度，该温度通过控制箱(10)设定。

进一步的，所述收卷辊(7)的下侧与凝固浴(4)接触。

本实用新型可取得如下有益技术效果：适合在无纺布、筛网、织物、薄膜等片状基材上单、双面刮膜，即在刮板与片状基材形成的两个楔形区域一次性或连续施加铸膜液，进行双面刮涂，需要单面刮涂时，仅在其中一个楔形区域施加铸膜液。本实用新型适合平板式微滤膜、超滤膜、纳滤膜或其基膜、反渗透膜或其基膜、正渗透或其基膜等的制备。此外，本实用新型具有工艺简单、便于控制、节约原料的优点，其结构原理也可应用在工业生产中，具有较强的适用性。

附图说明

图1为本实用新型涉及的一种复合滤膜制备装置示意图。

图2为本实用新型涉及的一种复合滤膜制备装置所用的抚平辊组示意图。

图3为本实用新型涉及的一种复合滤膜制备装置所用的可调刮板示意图。

图4为本实用新型涉及的一种复合滤膜制备装置外形图。

其中，1-放卷辊轴，2-抚平辊组，3-双侧刮板，4-凝固浴，5、6-导向辊，7-收卷辊，8-加热装置，9-排水口，10-控制箱，11-固定辊，12-自重辊，13-可调刮板，14-固定旋钮。

具体实施方式

下面结合具体实施例及其附图对本实用新型进行详细说明。这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。下列实施例中未注明具体参数的实验条件，通常按照常规条件或生产建议条件。

实施例1

本实用新型装置一种实施例设计为：如图1所示，该装置包括放卷辊轴1、抚平辊组2、双侧刮板3、凝固浴4、导向辊5、6、收卷辊7、加热装置8、排水口9、控制箱10。装置箱体及部件1-7均为不锈钢材质。其中，凝固浴水槽部分尺寸为：长60cm、宽30cm、高60cm。抚平辊组两辊11、12直径均为4cm；导向辊5、6和收卷辊7的直径分别为6cm和10cm。双侧刮板与铅垂线夹角均为45°；刮板长度均为10cm，刮涂端截面为镜面级光洁度的半圆，半圆直径(刮板厚度)均为1cm；双侧刮板均为可调刮板13，即刮板可沿所在平面内外移动，并通过固定旋钮14固定，其目的是调整双侧刮板之间的间隙，间隙调整范围为0-10mm。刮板间隙处与抚平辊组的距离为20cm。收卷辊轴与变速电机连接，变速电机转速为1-100r/min。控制箱10设有开关与显示屏，用以控制收卷辊的启停、转向、转速及凝固浴的温度。

实施例2

使用实施例1的装置，制备正渗透膜基膜。以厚度为65μm、孔密度为300目的聚酯筛网为刮膜基材。所用铸膜液是通过将聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮K30溶于N,N-二甲基乙酰胺中制得。凝固浴温度设定为40℃，收卷辊转速设定为5r/min，双侧刮板间隙设为70μm，刮板间隙处到凝固浴距离为10cm。将筛网筒子装到放卷辊轴上，筛网端部依次穿过抚平辊组、双侧刮板、凝固浴，经过导向辊，最后固定在收卷辊上，将100mL铸膜液一次性倒在外侧刮板与筛网形成的楔形区。启动电机，铸膜液被均匀刮涂在筛网上，经过凝固浴固化后形成复合膜并收集到收卷辊上。

经过测试，所得复合膜的厚度为68μm，整体孔隙率为35％，表面平均孔径为72nm，在0.1MPa压力下的纯水通量为1450L/m²h，满足复合正渗透膜基膜的要求。