一种可清洗的热交换膜及其机芯和制备方法技术

本发明专利技术公开一种可清洗的热交换膜及其机芯和制备方法。该热交换膜包括支撑层、及复合在所述支撑层表面的功能层；功能层是高分子聚合物和改性剂化学交联、接枝改性而成。上述热交换膜在空调热回收系统热交换机芯中的应用。本发明专利技术的可清洗热交换膜经过化学交联、接枝改性、共混等改性，得到既具有水分子通道、又耐水溶性的高分子离子热交换膜。与现有技术相比，本发明专利技术的热交换膜制成机芯不仅具有优异的热传导、透湿性能及二氧化碳等气体的阻隔性，而且膜可清洗，清洗后不影响膜的性能，从而使该膜可循环使用，节约成本，更具有市场竞争力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术新风系统热回收零部件
，涉及一种可清洗的热交换膜机芯，具体涉及一种可清洗热回收膜及其机芯的制备方法。
技术介绍
在全面实施可持续发展战略的今天，我国已经把节能减排作为一项重要的国策。建筑在建造和使用过程中直接消耗的能源接近社会总能耗的1/3；在中国仅住宅和商用建筑的运行能耗即可相当于中国水泥和钢铁行业的综合，而这建筑能耗中有55％左右为采暖和空调能耗，是制约建筑节能的关键因素。随着人们生活水平的逐渐提高，人们对室内空气品质的要求也越来越高，致使新风能耗成为空调能耗的重要组成部分。因此，如何在保证室内空气质量的前提下，降低空调能耗已成为空调系统研究发展中的最为重要的课题。研究表明：空调热回收系统能够将室外新风经过过滤、净化、并且通过其核心部件——热交换膜进行热湿交换处理后送进室内，同时又将室内污浊的排风经过过滤、净化、热湿回收之后排出室外，而且室内空气温度基本不受新风流入的影响，有效提高建筑能耗比，可减小空调系统50％～80％的新风负荷，可以有效地解决提高空气质量和降低空调能耗之间的矛盾。随着空调热回收新风系统的普及，传统的热交换膜缺点逐渐暴露出来。普通的纸质热回收膜不能有效的隔绝有害气体和病菌，且容易发霉；水溶性高分子膜具有高效透湿性，且可有效的阻隔有害气体，但两者均不可清洗，不可重复利用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是针对上述技术问题，提供一种可清洗的热交换膜。本专利技术可清洗的热交换膜，厚度为10～100μm，包括支撑层、及复合在所述支撑层表面的功能层；其中功能层的厚度为1～20μm。所述的功能层是高分子聚合物和改性剂化学交联、接枝改性而成；其中高分子聚合物和改性剂的质量比为50～99.9：0.1～50；所述的高分子聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚苯胺、壳聚糖、聚丙烯、醋酸纤维素、磺化聚合物、聚多巴胺、聚二甲基二烯基丙基氯化铵、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚乙烯吡咯烷酮等中的一种或多种；所述的改性剂为聚磷酸钠、戊二醛、马来酸酐、甘油、丙二醇中的一种或多种；所述的支撑层为纤维素纸、聚酯无纺布或聚丙烯无纺布。本专利技术的另一个目的是提供上述热交换膜的制备方法。该方法包括以下步骤：步骤(1)、制备高分子聚合物溶液或熔融的高分子聚合物；步骤(2)、将步骤(1)中的聚合物溶液均匀混合得到铸膜液，在支撑层上流延，干燥成膜。步骤(3)、将步骤(2)的膜浸没在改性剂溶液中，浸没时间0.5～5h，得到改性的可清洗热交换膜。本专利技术的又一个目的是提供上述热交换膜在空调热回收系统热交换机芯中的应用。本专利技术所述的机芯，包括热交换膜A、机芯组件、上盖、下盖和固定杆，整体由固定杆固定连接。所述的机芯组件是一体结构，以工程塑料为框架、热交换膜B为模芯在注塑模具内一次注塑而成，机芯组件厚度3～10mm；机芯组件侧边设置有连接孔，机芯组件和热交换膜A交叉叠加放置，组成热回收机芯；所述上盖、热回收机芯和下盖由固定杆通过连接孔固定连接，组成热回收机芯主体，所述热回收机芯总高H为100mm～1000mm。这里的热交换膜A和热交换膜B均为本专利技术制备得到的热交换膜。所述的可清洗的热交换膜机芯形状为四边形、六棱形。本专利技术的可清洗热交换膜经过化学交联、接枝改性、共混等改性，得到既具有水分子通道、又耐水溶性的高分子离子热交换膜。与现有技术相比，本专利技术的热交换膜制成机芯不仅具有优异的热传导、透湿性能及二氧
化碳等气体的阻隔性，而且膜可清洗，清洗后不影响膜的性能，从而使该膜可循环使用，节约成本，更具有市场竞争力。附图说明图1是热交换机芯整体结构图；图2是热交换机芯的机芯组件结构图。其中：1为上盖，2为固定杆，3为机芯组件，4为热交换膜A，5为下盖，3-1为连接孔，3-2为热交换膜B，3-3为塑料框架。具体实施方式下面通过实施例对专利技术进一步阐述，但并不限制本专利技术。以下实施例所采用的温度交换效率和焓交换效率测试方法均参照国家标准GB/T21087-2007《空气-空气能量回收装置》中的夏季制冷工况，即新风侧干球温度35℃，湿球温度28℃；排风侧干球温度27℃，湿球温度19.5℃；所制造的全热交换机芯交换面积约10m2。本专利技术可清洗的热交换膜，厚度为10～100μm，包括支撑层、及复合在所述支撑层表面的功能层；其中功能层的厚度为1～20μm。所述的功能层是高分子聚合物和改性剂化学交联、接枝改性而成；其中高分子聚合物和改性剂的质量比为50～99.9：0.1～50；所述的高分子聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚苯胺、壳聚糖、聚丙烯、醋酸纤维素、磺化聚合物、聚多巴胺、聚二甲基二烯基丙基氯化铵、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚乙烯吡咯烷酮等中的一种或多种；所述的改性剂为聚磷酸钠、戊二醛、马来酸酐、甘油、丙二醇中的一种或多种；所述的支撑层为纤维素纸、聚酯无纺布或聚丙烯无纺布。本专利技术的另一个目的是提供上述热交换膜的制备方法。该方法包括以下步骤：步骤(1)、制备高分子聚合物溶液或熔融的高分子聚合物；步骤(2)、将步骤(1)中的聚合物溶液均匀混合得到铸膜液，在支撑层上流延，干燥成膜。步骤(3)、将步骤(2)的膜浸没在改性剂溶液中，浸没时间0.5～5h，
得到改性的可清洗热交换膜。本专利技术的又一个目的是提供上述热交换膜在空调热回收系统热交换机芯中的应用。本专利技术所述的机芯，包括热交换膜A、机芯组件、上盖、下盖和固定杆，整体由固定杆固定连接。所述的机芯组件是一体结构，以工程塑料为框架、热交换膜B为模芯在注塑模具内一次注塑而成，机芯组件厚度3～10mm；机芯组件侧边设置有连接孔，机芯组件和热交换膜A交叉叠加放置，组成热回收机芯；所述上盖、热回收机芯和下盖由固定杆通过连接孔固定连接，组成热回收机芯主体，所述热回收机芯总高H为100mm～1000mm。所述的可清洗的热交换膜机芯形状为四边形、六棱形。实施例1(1)将10g聚乙烯醇(PVA)溶于90g去离子水中，90℃加热搅拌至透明均一溶液。(2)将步骤(1)中的PVA水溶液与12.5g聚二甲基二烯基丙基氯化铵(PDDA)水溶液(20wt％)、12.5g磺化聚醚醚酮(SPEEK)水溶液(20wt％)27℃下混合，搅拌成均一透明溶液。(3)将步骤(2)中的混合溶液于聚酯无纺布上流延，自然干燥成膜，得到PVA/PDDA/SPEEK共混膜。(4)将步骤(3)中的共混膜浸于10％的戊二醛水溶液中，并加入少量硫酸，室温下交联1h后取出，用去离子水冲洗后干燥制得交联的PVA/PDDA/SPEEK离子全热交换膜。该热交换膜，厚度为10～100μm，包括支撑层、及复合在所述支撑层表面的厚度为1～20μm功能层；功能层是高分子聚合物和改性剂化学交联、接枝改性而成；其中高分子聚合物和改性剂的质量比为50～99.9：0.1～50。将该全热交换膜制成全热交换机芯。经检测，本实施例制备的全热交换薄膜，二氧化碳气体透过量为1.6*102cm3/m2·day·0.1·MPa；制成全热交换膜机芯，在新风和排风风量均为200m3/h条件下，温度交换效率为63.3％，焓交换效率75.6％。将热交换机芯浸于水中清洗后，机芯的性能无
变化。实施例21)将6g醋酸纤维素(CA)溶于94g醋酸中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可清洗的热交换膜，厚度为10～100μm，其特征在于包括支撑层、及复合在所述支撑层表面的功能层；所述的功能层是高分子聚合物和改性剂化学交联、接枝改性而成；其中所述的高分子聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚苯胺、壳聚糖、聚丙烯、醋酸纤维素、磺化聚合物、聚多巴胺、聚二甲基二烯基丙基氯化铵、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚乙烯吡咯烷酮等中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种可清洗的热交换膜，厚度为10～100μm，其特征在于包括支撑层、及复合在所述支撑层表面的功能层；所述的功能层是高分子聚合物和改性剂化学交联、接枝改性而成；其中所述的高分子聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚苯胺、壳聚糖、聚丙烯、醋酸纤维素、磺化聚合物、聚多巴胺、聚二甲基二烯基丙基氯化铵、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚乙烯吡咯烷酮等中的一种或多种。2.如权利要求1所述的一种可清洗的热交换膜，其特征在于功能层的厚度为1～20μm。3.如权利要求1所述的一种可清洗的热交换膜，其特征在于高分子聚合物和改性剂的质量比为50～99.9：0.1～50。4.一种可清洗的热交换膜的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1)、制备高分子聚合物溶液或熔融的高分子聚合物；所述的高分子聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚苯胺、壳聚糖、聚丙烯、醋酸纤维素、磺化聚合物、聚多巴胺、聚二甲基二烯基丙基氯化铵、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚乙烯吡咯烷酮等中的一种或多种；步骤(2)、将步骤(1)中的聚合物溶液均匀混...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩秋，薛立新，周青波，
申请(专利权)人：宁波艾风环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33