中空纤维膜组件静态浇注工艺及设备的制作方法

本发明涉及膜组件制备技术领域，尤其是中空纤维膜组件静态浇注工艺及设备。

背景技术：

中空纤维膜因其具有比表面积大，膜组件装填密度高，工艺简单和成本低等优点，使其在环保、食品医药、化工等领域得到了广泛的应用。

为利用中空纤维膜完成分离过程，一般是将大量中空纤维膜膜丝装入膜组件外壳中，利用环氧树脂、聚氨酯、或其他胶黏剂将膜丝固定在组件外壳上，形成相对封闭的分离空间。但在实际的生产和应用过程中，由于胶黏剂在未固化时本身固有的表面张力较大，在毛细作用的影响下，胶黏剂会在固化过程中沿膜丝向上爬升很高，一方面降低了膜组件的有效长度，降低了膜组件的实际使用通量；另外由于膜组件需要耐压运行，有些情况下还需要更高压力运行，这需要使用粘接性良好且固化后硬度较高的环氧树脂，毛细爬升现象会使膜丝根部更为脆弱，为了保证膜组件的稳定运行，这就需要浇注大量的聚氨酯或硅橡胶等弹性材料来遮盖下层环氧树脂的爬升高度，这不仅进一步降低了膜组件的有效面积，还显著增加了膜组件的制作成本，非产不利于中空纤维膜组件的推广和应用。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有环氧树脂作为胶黏剂时存在爬升高度高导致的脆性根部过长和膜面积损失过大的问题，提供一种中空纤维膜组件静态浇注工艺及设备。

为解决上述技术问题，实现本发明的目的，本发明提供的技术方案为：一种中空纤维膜组件静态浇注工艺，包括以下步骤：

1)预先向环氧树脂体系里加入触变剂，形成具假塑性流变特性的胶黏剂体系，所述触变剂为气相二氧化硅、可溶性蓖麻油、聚酰胺蜡或聚烯烃浆中的一种或几种；触变剂的添加量是环氧树脂质量的0.5％-10％；

2)将待浇注的膜组件固定在膜组件固定架上；

3)安装好浇注端盖后将浇注用振动电机固定在膜组件外壳浇注端外侧；

4)将具有触变性的环氧树脂通过进料口注入到膜组件浇注端盖内，同时启动振动电机；

5)待环氧树脂达到预定液面高度后关闭振动电机；

6)继续浇注固化后硬度低于邵氏60a的软胶完成浇注工作。

环氧树脂的触变剂添加过程和环氧树脂进料过程同时进行。

用于完成中空纤维膜组件静态浇注工艺的设备，包括膜组件固定架，中空纤维膜组件外壳环氧树脂浇注料盒，振动电机和浇注端盖，膜组件固定架一侧固定中空纤维膜组件外壳，中空纤维膜组件外壳内放置中空纤维膜组件，中空纤维膜组件底面安装浇注端盖，浇注料盒连接浇注管路一端，浇注管路另一端连接位于中空纤维膜组件底端的浇注端盖，振动电机固定在膜组件外壳浇注端外侧。

所述振动电机的振动频率为5-100hz。

本发明的有益效果是：

本发明可以在不减少中空纤维膜丝装填密度和减弱胶黏剂密封效果的前提下，显著降低环氧树脂在膜丝上形成的脆性高度，在节省了软胶的使用量的同时增强了膜组件的使用寿命；在未改变膜丝使用量的同时，增大了膜组件的有效长度和过滤面积，能够显著提升中空纤维纳滤膜组件的产品质量。

附图说明

图1是本发明所述中空纤维膜组件静态浇注设备示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，通过以下实施例，并结合附图，对本发明进行进一步的详细说明。应当注意，此处的具体实施例仅用以理解本发明，并不限定于本发明。

实施例1

如图1所示，一种中空纤维膜组件静态浇注设备，包括膜组件固定架1、膜组件外壳2、环氧树脂浇注料盒3、振动电机4、浇注端盖5。以标准6寸中空纤维膜组件外壳作为本实施例的浇注对象，具体操作步骤如下：

1)将一端用常规封端方式封端的中空纤维膜膜丝装入在膜组件固定架1上固定好的膜组件外壳2内；

2)安装好浇注端盖后将浇注用振动电机固定在膜组件外壳浇注端外侧；

3)向环氧树脂体系里加入3％的气相二氧化硅，形成具有假塑性流变特性的环氧树脂胶黏剂；

4)将上述环氧树脂通过环氧树脂胶黏剂浇注料盒3注入到膜组件浇注端盖内，同时启动振动电机4，设定振动电机频率为50hz；

5)待环氧树脂达到预定液面高度后关闭振动电机4；

6)继续从膜组件侧口浇注聚氨酯，完成浇注工作。

实施例2

利用现有工艺及设备，以标准6寸中空纤维膜组件外壳作为本实施例的浇注对象，具体操作步骤如下：

1)将一端用常规封端方式封端的中空纤维膜膜丝装入在膜组件固定架上固定好的膜组件外壳内；

2)将环氧树脂通过环氧树脂浇注料盒注入到膜组件浇注端盖内；

3)继续从膜组件侧口浇注聚氨酯，完成浇注工作。

将上述浇注完毕的中空纤维膜组件切除掉多余密封材料后，按照同样的操作步骤完成另一端的浇注工序。

将两端浇注完毕的膜组件进行浇注质量检验，合格后进行耐久性测试，测试条件如下：

温度为25±2℃，进水水源为市政自来水，运行方式为全量过滤，分别在进口流量为4m3/h的常规进水流量和8m3/h超极限进水流量条件下连续运行500小时，记录膜组件的跨膜压差。

之后对膜组件进行膜丝折断检验和轴向切开测量截面上环氧树脂的爬升高度，数据统计如下表所示：

由上表可以看出本发明能够保证中空纤维膜膜丝使用量不变的前提下，提升膜组件有效面积，减少聚氨酯软胶的使用量，且降低膜组件运行时的跨膜压差和提升膜组件的耐冲击寿命，整体上提升了膜组件的产品质量和市场竞争力。

上述实施例是对该一种中空纤维膜组件静态浇注工艺及设备的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种中空纤维膜组件静态浇注工艺及设备。本发明工艺包括以下步骤：1)预先向环氧树脂体系里加入触变剂，触变剂的添加量是环氧树脂质量的0.5％‑10％；2)将待浇注的膜组件固定在膜组件固定架上；3)将浇注用振动电机固定在膜组件外壳浇注端外侧；4)环氧树脂注入到膜组件浇注端盖内，同时启动振动电机；5)待环氧树脂达到预定液面高度后关闭振动电机；6)继续浇注固化后硬度低于邵氏60A的软胶完成浇注工作。本发明在未改变膜丝使用量的同时，增大了膜组件的有效长度和过滤面积，能够显著提升中空纤维纳滤膜组件的产品质量。

技术研发人员：梁恩宾;胡晓宇;王春浩
受保护的技术使用者：天津膜天膜科技股份有限公司
技术研发日：2018.12.04
技术公布日：2019.04.19