均质多孔膜的制备装置的制作方法

本发明涉及均质多孔膜的制造领域，具体地，涉及一种均质多孔膜的制备装置。

背景技术：

1、多孔分离膜主要包括超滤膜和微滤膜，是根据不同孔径，利用孔径筛分原理对不同尺寸的颗粒物进行截留，目前广泛应用污水处理与回用、海水淡化、市政供水、电子工业、制药和生物工程等领域。

2、商品化的多孔分离膜材料包括有机、无机和金属等几大类，其中有机多孔膜使用最为普遍。平板膜作为主要的膜形式之一，根据制备方式分为复合膜和均质膜两大类。其中复合膜通常是采用在无纺布等支撑材料表面涂覆铸膜液，再经过相转化形成多孔膜；均质膜有熔融-拉伸法和相转化法。熔融-拉伸法的产品主要是聚烯烃材料的多孔膜，利用机械对膜片材进行单向或者双向拉伸成孔，应用于锂电池隔膜为多。相转化法一般基于非溶剂致相分离原理，平板复合膜是将铸膜液涂覆在成卷的无纺布支撑层表面，再在凝胶浴中固化成膜，得到的膜有膜层和支撑层两层结构。平板均质膜与复合膜的主要区别在于成品无支撑层，平板均质膜多数是将铸膜液涂覆在玻璃板或金属板表面，再将涂好的玻璃板或金属板转移至凝固浴中成膜，方法虽然操作简单，但是难以连续制备，膜片的尺寸受限于玻璃板或金属板的大小，尺寸较大的玻璃板或金属板又不方便操作。

3、针对上述问题，有发明提出制备均质多孔膜的方法采用平整材料作为支撑层。cn105413493a和cn106731883b均是采用刮刀将铸膜液涂覆在玻璃板上的方式制备无支撑层的平板膜，此方法虽然设备简单，方便操作，对于膜片大小仍然受到玻璃板尺寸限制，影响整体技术生产效率和应用。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有的刮膜方法使用的制备装置生产均质多孔膜时存在连续性和稳定性差、孔径尺寸受限、膜孔径分布宽等问题，提供一种均质多孔膜的制备装置。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种均质多孔膜的制备装置，其中，包括：柔性基材收放装置、柔性基材、刮刀、氛围控制装置、凝固槽和均质膜接收装置；其中，

3、所述柔性基材收放装置用于连续提供所述柔性基材；

4、所述刮刀设置在所述柔性基材收放装置提供的所述柔性基材的上方，用于在所述柔性基材的表面上刮涂铸膜液，形成柔性基材表面带有铸膜液的涂覆材料；

5、所述氛围控制装置设置在所述刮刀的下游，用于向所述刮刀和所述涂覆材料提供设定的氛围气体，使所述涂覆材料中的铸膜液局部发生相转化，转变为待固化材料；

6、所述凝固槽用于接收所述待固化材料，并且所述待固化材料在所述柔性基材的表面上进行固化形成初生均质膜，同时所述初生均质膜与所述柔性基材在所述凝固槽中剥离；

7、所述均质膜接收装置用于接收并处理所述初生均质膜，得到均质多孔膜。

8、通过上述技术方案，本发明提供的装置能够实现制备无支撑层的均质多孔膜。柔性基材在形成均质多孔膜的过程中仅用于提供刮涂的基面，能够回收反复使用。设置的氛围控制装置能够提供刮涂过程中和涂布在所述柔性基材表面上的铸膜液先处于设定的氛围气体中进行预处理，铸膜液的局部发生相转化，有利于成孔成膜，改善得到的均质多孔膜的孔结构，如孔径大小和分布均匀，孔径分布窄，然后再进行固化。该装置应用制备均质多孔膜时，膜的成膜过程便于控制，装置容易控制操作，效率高，方便实现连续产业化生产。并且能够制得的均质多孔膜孔结构均匀，孔径分布窄，在污水处理、物料分离、生物、医药、能源等领域有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种均质多孔膜的制备装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述刮刀与所述柔性基材的间隔为10-1000μm。

3.根据权利要求1或2所述的制备装置，其特征在于，所述氛围控制装置包括：温控装置和多个吹向所述刮刀和所述涂覆材料的供气装置。

4.根据权利要求3所说的制备装置，其特征在于，所述供气装置设置向所述刮刀与所述柔性基材之间提供氛围气体，同时垂直向所述涂覆材料提供氛围气体。

5.根据权利要求4所述的制备装置，其特征在于，所述供气装置设置为提供流速为0.1-10m/s的氛围气体，所述温控装置设置为提供所述氛围气体的温度为15-80℃，使得所述氛围气体的湿度为5-95％rh。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的制备装置，其特征在于，所述氛围控制装置设置在所述刮刀与所述凝固槽之间，且距离所述涂覆材料5-10cm。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的制备装置，其特征在于，所述凝固槽设置有温度控制器并装填有凝固介质，所述温度控制器设置使所述凝固介质的温度为20-90℃。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的制备装置，其特征在于，所述柔性基材收放装置包括：依次设置的放卷装置、清洗装置、干燥装置、恒温装置、收卷装置和多个输送所述柔性基材的导辊；

9.根据权利要求1-8所述的制备装置，其特征在于，所述均质膜接收装置包括：依次设置的清洗槽、均质膜干燥装置、均质膜收卷装置和多个输送所述初生均质膜的传送辊；

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的制备装置，其特征在于，所述柔性基材的表面粗糙度ra＜1.6μm。

技术总结
本发明涉及均质多孔膜的制造领域，公开了均质多孔膜的制备装置，包括：柔性基材收放装置、柔性基材、刮刀、氛围控制装置、凝固槽和均质膜接收装置；柔性基材收放装置连续提供柔性基材；刮刀设置在柔性基材收放装置提供的柔性基材的上方，用于在柔性基材的表面上刮涂铸膜液，形成涂覆材料；氛围控制装置设置在刮刀的下游，用于向刮刀和涂覆材料提供设定的氛围气体，使所述涂覆材料中的铸膜液局部发生相转化，转变为待固化材料；凝固槽用于接收待固化材料，并且待固化材料在柔性基材的表面上进行固化形成初生均质膜，同时初生均质膜与柔性基材剥离；均质膜接收装置接收并处理初生均质膜，得到均质多孔膜。提供无支撑层且孔结构改善的均质多孔膜。

技术研发人员：奚振宇,李韶华,张新妙,郦和生,任鹏飞,杨丽,魏玉梅
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13