專利名稱：Pe燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種過(guò)濾元件，特別是涉及一種在浸漬于被處理液中的狀態(tài)下對(duì)被處理液作過(guò)濾處理而得到浸清濾液型膜過(guò)濾裝置中所使用的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，把膜組件浸漬于被處理液中，而利用空氣泡的浮力來(lái)使被處理液邊自然循環(huán)，邊過(guò)濾的浸漬型膜過(guò)濾方法，如特開(kāi)昭61-129094所用的膜組件，一般專指中空絲膜組件和平膜組件。這里，中空絲膜組件是指把多根外徑和內(nèi)徑均為數(shù)毫米量級(jí)的中空絲膜集合的兩端固定了的組件，它是由中孔絲膜內(nèi)部的減壓而使被處理液從外往內(nèi)通過(guò)，從而可以實(shí)施對(duì)被處理液的過(guò)濾處理所構(gòu)成的；另一方面，平膜組件是指?jìng)溆卸鄠€(gè)被設(shè)定在袋狀中的平膜的組件，它是通過(guò)內(nèi)側(cè)減壓使被處理液從這樣的平膜的外側(cè)流入內(nèi)側(cè)，從而可以實(shí)施對(duì)被處理液的過(guò)濾處理所構(gòu)成的。在中空絲膜組件中，被處理液從中空絲膜的外側(cè)進(jìn)入內(nèi)側(cè)，中空絲膜的孔徑與被處理液中所含被過(guò)濾物質(zhì)和活性污泥的大小大體相同， 就有可能因引起堵孔而被閉塞，以及空氣泡難以通過(guò)到中空絲膜內(nèi)，被處理液的自然循環(huán)變得困難了。另一方面，在平膜組件內(nèi)，被處理液從外側(cè)到內(nèi)側(cè)，在這樣做之后，被處理液自然循環(huán)所必須的被處理液的上升氣流由空氣泡而容易形成。CN 01807639. 4公開(kāi)了一種浸漬型膜過(guò)濾裝置，使用的管狀過(guò)濾膜是形成了圓筒狀的過(guò)濾膜層和配置在過(guò)濾膜層外周面的、具有為賦予對(duì)過(guò)濾膜層以形狀保持性的液體通過(guò)性的支撐膜層，其崩潰壓至少設(shè)定為20kPa。所謂崩潰壓是我們所稱之為的爆破強(qiáng)度。這里，過(guò)濾膜層是由無(wú)紡布浸漬PVC溶液，經(jīng)相轉(zhuǎn)移干法制備的精密對(duì)稱性過(guò)濾膜所構(gòu)成。此管狀過(guò)濾膜也可以進(jìn)一步備有在其支撐膜層的外周面上配置的具有液體通過(guò)性的增強(qiáng)層， 此時(shí)，支撐膜層和增強(qiáng)層以使用聚酯樹(shù)脂系無(wú)紡布所形成為優(yōu)選。管狀過(guò)濾膜的內(nèi)徑設(shè)定為3-15mm為優(yōu)選。還有，管狀過(guò)濾膜的壁厚(A)與外徑(B)之比(A/B)設(shè)定為0. 025 0. 1 為優(yōu)選。還有，在管狀過(guò)濾膜的外周面上已經(jīng)部分形成了高度為0. 02-0. 2mm的突起也可以。此時(shí)，以過(guò)濾膜層的軸線為中心螺旋狀形成突起為優(yōu)選。內(nèi)增強(qiáng)外支撐的相轉(zhuǎn)移干法制備的管狀膜最大的缺點(diǎn)是耐壓強(qiáng)度低，通量低，易堵塞。市場(chǎng)上流通的PE燒結(jié)過(guò)濾管具有通量大、易反清洗等特點(diǎn)，商家廣告宣傳的產(chǎn)品型號(hào)包羅萬(wàn)象，過(guò)濾精度最高的為0. 4 μ m， 實(shí)際上沒(méi)有一家能提供1 μ m以下的產(chǎn)品，不能滿足含高細(xì)度微粒工業(yè)廢水的精細(xì)過(guò)濾在線回收的需求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述的缺陷，提供一種PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜，它的爆破強(qiáng)度為至少0. 5MPa,過(guò)濾精度可在0. 01 1 μ m之間進(jìn)行選擇性制造，通量大，易反清洗，不易堵塞，滿足工業(yè)廢水處理在線回用，二級(jí)廢水處理和直飲水處理等精細(xì)過(guò)濾的需求。[0005]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜，其特征在于它包括剛性支撐層和軟性過(guò)濾膜層；所說(shuō)的剛性支撐層為PE燒結(jié)管，軟性過(guò)濾膜層為帶狀，螺旋狀卷繞包覆在剛性支撐層PE燒結(jié)管的外周面上，此帶的寬度方向的兩端重合，在表面螺旋超聲融合處形成熱熔粘合劑層積突起。所述的軟性過(guò)濾膜層由均質(zhì)膜或非均質(zhì)膜構(gòu)成。所述的均質(zhì)膜是軟性支撐基材，是由聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、 聚丙烯腈(PPA)、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、磺化聚醚砜(SPES)、聚醚酰亞胺(PEIM)、聚酰胺 (PA)、一醋、二醋、三醋酸纖維素(CA)聚合物的一種構(gòu)成。所述的非均質(zhì)膜由無(wú)紡布、織布軟性支撐超/微濾復(fù)合膜構(gòu)成。所說(shuō)的無(wú)紡布、織布軟性支撐超/微濾復(fù)合膜是軟性支撐基材，是用粘膠纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維或苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物SBS纖維的一種無(wú)紡鋪壓或編織制作。所述的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜的內(nèi)徑為3_15mm。所述的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜的壁厚㈧與外徑⑶之比(A/B)為 0. 025-0. 1。所述的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜的外周面上部分形成的突起高度為 0. 02-0. 2mm。所述的突起以PE燒結(jié)管的軸線為中心螺旋狀設(shè)置。所述的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜的過(guò)濾精度為0. 01 1. 0 μ m。本實(shí)用新型的有益效果是1、爆破強(qiáng)度為至少0. 5MPa;2、過(guò)濾精度可在0. 01 1. 0 μ m之間進(jìn)行選擇性制造；3、通量大，易反清洗，不易堵塞，滿足工業(yè)廢水處理在線回用，二級(jí)廢水處理和直飲水處理等精細(xì)過(guò)濾的需求。

圖1是本實(shí)用新型的立體圖；圖2是圖1的VII-VII縱截面的端面圖；圖3是本實(shí)用新型的剖面圖；圖4是本實(shí)用新型的制備工藝圖；圖 5 是 BJl 1/1. 0 μ m、BJ12/0. 4μπκ BJ13/0. 03 μ m、BJ14/0. 01 μπιΡΕ 燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾復(fù)合膜和BJ21/1. 0 μ m、BJ22/0. 4 μ mPE燒結(jié)管剛性支撐超/微濾均質(zhì)膜與日本湯淺/0. 4 μ m復(fù)合膜對(duì)比驗(yàn)證試驗(yàn)用的模型液的粘度與過(guò)濾流量之間的關(guān)系圖；圖6是BJl 1/1. 0 μ m、BJ12/0. 4 μ m和日本湯淺/0. 4 μ m復(fù)合微孔連續(xù)過(guò)濾反沖洗循環(huán)次數(shù)與過(guò)濾壓力變化圖；圖7是BJ14/0. 01 μ m、BJ13/0. 03 μ mPE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾均質(zhì)膜、 BJ12/0. 4 μ m和BJl 1/1. 0 μ mPE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾復(fù)合膜過(guò)濾速率隨時(shí)間的衰減圖。[0027]其中I-PE燒結(jié)管，2-無(wú)紡布或織布軟性支撐超/微濾膜層，3-突起，4_均質(zhì)膜層。
具體實(shí)施方式
實(shí)驗(yàn)例1 如圖1-4所示，一種PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超濾/微濾復(fù)合膜，它是用粘膠纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維或苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物SBS纖維的一種制作的平均孔徑1. 0 μ m和0. 4 μ m的無(wú)紡布或織布軟性支撐超/微濾復(fù)合膜層2，裁成寬2cm的帶狀，需要指出的是，這里所說(shuō)的超/微濾復(fù)合膜的定義是，過(guò)濾精度可在0. 01 1 μ m之間的復(fù)合膜，在圓筒狀的PE燒結(jié)管1的外周面上以形成螺旋狀卷繞包覆無(wú)紡布或織布軟性支撐超/微濾復(fù)合膜層2，此時(shí)，無(wú)紡布或織布軟性支撐超/微濾復(fù)合膜層2以PE燒結(jié)管1賦予剛性支撐層；此膜帶的寬度方向的兩端重合，在表面形成了螺旋狀突起3，然后， 把重合的部分用超聲熔合，另外再用熱熔粘合劑在無(wú)紡布或織布軟性支撐超/微濾復(fù)合膜層2的兩端重合超聲融合處層積上厚度0. 15mm的突起3，突起以PE燒結(jié)管軸線為中心螺旋狀排列，進(jìn)一步制造了長(zhǎng)度約70cm、內(nèi)徑(X) 7mm、壁厚度3mm、突起高度0. 15mm、含此突起的外徑7. 7mm、壁厚(A)與外徑(B)比為0. 045的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾復(fù)合膜 BJll和BJ12，該膜是由無(wú)紡布或織布軟性支撐超/微濾復(fù)合膜層2為一次支撐，PE燒結(jié)管 1為剛性二次支撐，其過(guò)濾精度分別為1. 0 μ m和0. 4 μ m ；所說(shuō)的無(wú)紡布或織布軟性支撐超/微濾復(fù)合膜的制作方法是，它包括以下步驟1)鑄膜液配制將質(zhì)量濃度為8-21%的PVC、1-7%的成孔劑、1-10%的添加劑與 65-90%的溶劑混合，在20-75°C下攪拌20-50小時(shí)，充分均勻地溶解后；20-200目篩過(guò)濾， 之后，在真空中脫泡1-30小時(shí)，充分脫除空氣，得到鑄膜液；2)刮制初生支撐液膜，并在空氣中預(yù)蒸發(fā)將鑄膜液恒溫10-70°C熟化M-48小時(shí)后，在無(wú)紡布或織布支撐載體上刮成厚度為80-600 μ m的初生支撐液膜，并在溫度為 10-40°C、相對(duì)濕度為60-98%的空氣中停留50-150秒，進(jìn)行表面蒸發(fā)；3)凝膠化將初生支撐液膜在空氣中蒸發(fā)后，再浸入0-60°C的凝固浴中，直至完全凝膠；4)固態(tài)膜后處理完全凝固的支撐膜，浸入10-60°C的純水中浸提殘余溶劑和添加劑三次以上，每次10分鐘，最后再在純水中浸漬M-72小時(shí)后，室溫自然晾干；所述的PVC的分子量為2x104-5X105 ；所述的成孔劑的分子量為hl03-hl06，包括聚乙烯咯烷酮PVP，或聚乙二醇PEG， 或十二醇醚硫酸鈉，或十二烷基磺酸鈉的一種，或兩者或三者的混合物；所述的添加劑為水、甘油、乙二醇或二乙二醇醚的一種；所述的溶劑為N，N' - 二甲基乙酰胺DMAC、N，N' - 二甲基甲酰胺DMF或N-甲基吡咯烷酮NMP ；所述的刮制初生液膜，并在空氣中預(yù)蒸發(fā)條件為鑄膜液20_40°C ；支撐載體粘膠纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維或苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物SBS纖維的一種制作[0043]的無(wú)紡布或織布；空氣溫度20_30°C ；空氣相對(duì)濕度 55-95%;停留時(shí)間50-120秒；初生液膜最佳厚度150-200 μ m ；無(wú)紡布厚度0. 1-0. Imm 1. 5mm,精度士 0. 02mm,無(wú)紡布密度 50g/m2_300g/m2，精度士 10g/m2;所述的凝固浴的組成包括第一組份和第二組份，第一組份的質(zhì)量含量為0-90% ； 剩余為第二組份，其中 第一組份是溶劑，溶劑包括DMAC、DMF或NMP ；第二組份包括水或乙二醇水溶液，乙二醇的百分含量為0-50% ；所述的凝膠化的條件第一組份為DMAC 或 DMF，0% -85% ；第二組份為乙二醇水溶液或水，15-85% ；溫度0-40°C；時(shí)間2-10分鐘。實(shí)施例2 如圖1-4所示，一種PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾均質(zhì)膜，它是用聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丙烯腈(PPA)、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、磺化聚醚砜(SPES)、聚醚酰亞胺(PEIM)、聚酰胺(PA)、一醋、二醋、三醋酸纖維素(CA)聚合物的一種制作的平均孔徑1. 0 μ m和0. 4 μ m的超/微濾均質(zhì)膜層4，該均質(zhì)膜的制備方法已通過(guò) CN201010562862. 5專利申請(qǐng)保護(hù)，裁成寬2cm的帶狀，需要指出的是，這里所說(shuō)的超/微濾均質(zhì)膜的定義是，過(guò)濾精度可在0. 01 1. 0 μ m之間的均質(zhì)膜，在圓筒狀的PE燒結(jié)管1的外周面上以形成螺旋狀卷繞包覆超/微濾均質(zhì)膜層4膜帶，此時(shí)，超/微濾均質(zhì)膜層4以 PE燒結(jié)管1賦予剛性支撐層；此膜帶的寬度方向的兩端重合，在表面形成了螺旋狀突起3， 然后，把重合的部分用超聲熔合，另外再用熱熔粘合劑在超/微濾均質(zhì)膜層4的兩端重合超聲融合處層積上厚度0. 15mm的突起3，突起以PE燒結(jié)管軸線為中心螺旋狀排列，進(jìn)一步制造了長(zhǎng)度約70cm、內(nèi)徑⑴7mm、壁厚度3mm、突起高度0. 15mm、含此突起的外徑7. 7mm、壁厚 (A)與外徑(B)比為0. 045的PE燒結(jié)管剛性支撐超/微濾均質(zhì)膜BJ21和BJ22,其過(guò)濾精度為 1. Oym禾口 0. 4μ 。實(shí)施例3 如圖1-4所示，一種PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾復(fù)合膜，它是用粘膠纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維或苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物SBS纖維的一種制作的平均孔徑0. 03 μ m和0. 01 μ m的無(wú)紡布或織布軟性支撐超/微濾復(fù)合膜層2，按照實(shí)施例1的方法制造了長(zhǎng)度約70cm、內(nèi)徑(X) 7mm、壁厚度3mm、突起高度0. 15mm、含此突起的外徑7. 7mm、壁厚(A)與外徑(B)比為0. 045的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾復(fù)合膜 BJ13和BJ14,其過(guò)濾精度為0. 03 μ m和0. 01 μ m。PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾復(fù)合膜BJ13和BJ14的制備方法同實(shí)施例1。如圖如、恥所示，使用實(shí)施例1和3制備的超/微濾復(fù)合膜BJ11、BJ12、BJ13、BJ14， 以及使用實(shí)施例2制備的超/微濾均質(zhì)膜BJ21和BJ22，設(shè)定反洗空氣流量為1. 5L/min、水頭差為60cm (6kPa)，進(jìn)行恒壓過(guò)濾，分別對(duì)試驗(yàn)液CMC/PE0 = 0. 1重量％ /0. 8重量％的混合液，粘度=8cps，測(cè)定過(guò)濾流量和模型液的粘度的關(guān)系，過(guò)濾流量用量筒和秒表測(cè)定，實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。 表1 不同平均孔徑的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾復(fù)合膜和均質(zhì)膜驗(yàn)證試驗(yàn)用的模型液的粘度與過(guò)濾流量之間的關(guān)系及BJ22/0. 4 μ m膜與日本0. 4 μ m膜的比較實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)
權(quán)利要求1.一種PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜，其特征在于它包括剛性支撐層和軟性過(guò)濾膜層；所說(shuō)的剛性支撐層為PE燒結(jié)管，軟性過(guò)濾膜層為帶狀，螺旋狀卷繞包覆在剛性支撐層PE燒結(jié)管的外周面上，此帶的寬度方向的兩端重合，在表面螺旋超聲融合處形成熱熔粘合劑層積突起。
2.如權(quán)利要求1所述的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜，其特征在于所述的軟性過(guò)濾膜層是由非均質(zhì)膜或均質(zhì)膜構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜，其特征在于所述的非均質(zhì)膜由無(wú)紡布、織布軟性支撐超/微濾復(fù)合膜構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜，其特征在于所述的無(wú)紡布、織布軟性支撐超/微濾復(fù)合膜是軟性支撐基材，是用粘膠纖維、聚酯纖維、聚乙烯纖維、 聚丙烯纖維或苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物SBS纖維的一種無(wú)紡鋪壓或編織制作。
5.如權(quán)利要求2所述的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜，其特征在于所說(shuō)的均質(zhì)膜是軟性支撐基材，是由聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丙烯腈(PPA)、聚砜 (PS)、聚醚砜(PEQ、磺化聚醚砜(SPEQ、聚醚酰亞胺(PEIM)、聚酰胺(PA)、一醋、二醋、三醋酸纖維素(CA)聚合物的一種構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜，其特征在于所述的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜的內(nèi)徑為3-15mm。
7.如權(quán)利要求1所述的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜，其特征在于所述的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜的壁厚(A)與外徑(B)之比(A/B)為0. 025-0. 1。
8.如權(quán)利要求1所述的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜，其特征在于所述的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜的外周面上部分形成的突起高度為0. 02-0. 2mm。
9.如權(quán)利要求1所述的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜，其特征在于所述的突起以PE燒結(jié)管的軸線為中心螺旋狀設(shè)置。
10.如權(quán)利要求1所述的PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜，其特征在于所述的PE 燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜的過(guò)濾精度為0. 01 1. 0 μ m。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種PE燒結(jié)管剛性支撐軟性超/微濾膜，屬于過(guò)濾元件，它是在PE燒結(jié)管外周上以形成螺旋狀卷繞包覆軟性過(guò)濾膜層，軟性過(guò)濾膜層的寬度方向的兩端重合，表面熔合形成螺旋狀突起。其PE燒結(jié)管作為剛性二次支撐載體，無(wú)紡布或織物軟性支撐超/微濾復(fù)合膜或超/微濾均質(zhì)膜作為過(guò)濾膜層，爆破強(qiáng)度至少0.5MPa，過(guò)濾精度在0.01～1.0μm之間，該過(guò)濾元件滿足工業(yè)廢水處理在線回用，二級(jí)廢水處理和直飲水處理等精細(xì)過(guò)濾的需求。
文檔編號(hào)B01D69/10GK202289886SQ20112041120
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者劉崢, 劉永興, 吳良義, 王守印 申請(qǐng)人:天津市寶鉅凈化設(shè)備工程有限公司