增强复合管式膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于分离膜制造、环保、水处理和分离领域。增强复合管式膜由膜带和增强带螺旋缠绕并焊接而成，由内向外依次包括分离层、支撑层和增强层，还包括螺旋状膜带焊缝和增强带焊缝；所述膜带焊缝与增强带焊缝互不重叠；所述膜带两个边缘对接并分别与所述增强层焊接成膜带焊缝；增强带两个边缘相互重叠，并被焊接成增强带焊缝。其制备方法包括将平板膜分裁成膜带，将膜带分离层向内支撑层向外螺旋缠绕到一根中心轴上，膜带边缘对接；在膜带外部同时缠绕一层增强带，增强带边缘在膜带中心处略有重叠；将膜带对接处和在增强带边缘重叠处焊接制成管式膜。本方案工艺简单，膜过滤层质量好，焊接牢固，强度高，可以将各类平板膜制成管式膜。

Reinforced composite tubular membrane and its preparation

【技术实现步骤摘要】
增强复合管式膜及其制备方法所属
本专利技术属于分离膜制造领域，涉及一种使用平板膜通过焊接制备的内压管式分离膜及其制造方法。制得的多孔膜可以用在环保、水处理和物料分离等领域。
技术介绍
聚合物多孔膜(包括反渗透膜、纳滤膜、微滤膜和超滤膜)有多种制备方法，其中最常见的有相分离(NIPS，DIPS、TIPS、c-TIPS)和拉伸法等。聚合物多孔膜的形式有平板式、中空纤维式、毛细管式和管式。为简化描述起见，本说明书中把反渗透、纳滤膜、微滤膜和超滤膜统称为多孔膜。本专利技术涉及外径为3-20mm的管式膜。已知技术中内压管式膜制造方法包括在垂直放置的支撑管内通过涂敷锤滑动涂敷制膜液，然后再进入凝胶液中凝胶成膜。这一方法是间歇式的，生产效率较低。美国专利4,214,612(1980)，美国专利6,077,376(2000)和中国专利CN101269300B(2008)揭示了将条状无纺布螺旋卷至一个焊接内轴上，螺旋卷衔接处重叠，再用超声波或热焊接把重叠处熔融焊接成支撑管，在支撑管内壁涂敷制模液体，再经过相转移法得到内压管式膜。这种方法的主要问题在于经焊接得到的支撑管内壁不够平滑，涂敷得到的膜质量较差；生产效率过低。平板多空膜应用较管式膜更加广泛。平板膜一般有一支撑层和一分离层。支撑层通常是无纺布，分离层通常是多孔高分子材料。其中支撑层和分离层材质通常不同。由于对涂敷平板膜支撑层表面光洁度要求较高，该类支撑层的机械强度较低。中国专利CN102600730A揭示了一种用平板膜膜带螺旋卷至一个焊接内轴上，膜带螺旋卷衔接处重叠，再用超声波或热焊接把重叠处焊接，直接制成管式膜的技术方案。该方案避免了制成支撑管后再涂敷的麻烦，但是由于支撑层与分离层材料不，熔融温度也不同，该方法获得的管式膜焊接处易开裂。另外用于涂膜的支撑层一般强度较低，直接焊接成管式膜的强度也较低。中国专利(CN104888619B)揭示了一种内压管式膜的制备方法，采用了平板膜条上包括涂覆膜层面和未涂覆部分，将平板膜条以固定的斜向角度螺旋卷绕在圆柱体上，并使未涂覆部分叠合在涂覆膜层面背部的边缘位置，叠合处以超声焊接头进行超声焊接，得到长筒状的内压管式膜。该方法解决了分离层与支撑层焊接不牢的问题，但是平板膜涂膜工艺较为复杂，得到的管式膜强度不高。中国专利(CN104888619B)揭示了一种有机复合管式膜，采用在膜片内外均添加不同材质的焊料的方式解决分离层与支撑层焊接不牢的问题。该方法采用多种焊料，焊接工艺复杂；平板膜本身强度较低，获得的管式膜强度不高。
技术实现思路
本技术方案要解决先制成支撑管再涂敷膜的管式膜工艺复杂且膜质量差的问题；工艺平板膜支撑层与分离层材料不同，直接焊接不够牢固的问题；每个平板膜条均包括涂覆膜层面和未涂覆部分技术方案工艺复杂的问题；使用多种焊料工艺复杂问题；平板膜直接焊接成管式膜强度不高的问题。为了达到上述目的，增强复合管式膜，其特征在于由膜带和增强带螺旋缠绕并焊接而成，由内向外依次包括分离层、支撑层、增强层，还包括螺旋状膜带焊缝和增强带焊缝；所述膜带焊缝与增强带焊缝互不重叠；所述膜带包含分离层和支撑层，所述膜带两个边缘对接(没有重叠并尽量靠近)并分别与所述增强层焊接成膜带焊缝；增强带两个边缘相互重叠，并被焊接成增强带焊缝。所述支撑层与增强带焊缝之间有部分焊接。所述支撑层与所述增强层材质相同。增强复合管式膜制备方法包括将平板膜分裁成膜带，将膜带分离层向内支撑层向外螺旋缠绕到一根中心轴上，膜带缠绕时使得膜带的一个边缘与膜带的另一个边缘对接(没有重叠并尽量靠近)；将增强无纺布裁分成增强带，在膜带外部同时缠绕一增强带，增强带缠绕时使得该增强带一个边缘与该增强带另一个边缘在膜带中心处略有重叠；用超声波或热焊焊头在膜带对接处将增强带和膜带边缘焊接形成膜带焊缝；用超声波或热焊焊头在增强带边缘重叠处焊接成增强带焊缝，用皮带或胶辊等已知技术推动焊成的管式膜延所述中心轴螺旋前行，在适当位置截断得到管式膜。技术方案的有益效果表现在采用预先制造的膜带直接制成管式膜，解决了先制成支撑管再涂敷膜的管式膜工艺复杂且膜质量差的问题；由于焊接处材料相同，解决了平板膜支撑层与分离层材料不同，直接焊接不够牢固的问题；采用普通的平板膜分切得到膜带，解决了每个平板膜条均包括涂覆膜层面和未涂覆部分技术方案工艺复杂的问题；避免了在内外使用多种焊料技术方案工艺复杂的问题；采用了外加增强带解决了平板膜直接焊接成管式膜强度不高的问题。所述膜带可以用已知的各类平板膜裁分而成。附图说明图1增强复合管式膜横截面结构示意图图2增强复合管式膜制备方法示意图图3增强复合管式膜制备方法增强带焊缝焊接前后示意图图4增强复合管式膜制备方法膜带焊缝焊接前后示意图图中10.中心轴，101.分离层，102.支撑层，110.膜带，120.膜带焊接缝，200.增强层，210.增强带，220.增强带焊接缝，300.焊头具体实施方式参见图1-4，为了达到上述目的，增强复合管式膜，其特征在于由膜带(110)和增强带(210)螺旋缠绕并焊接而成，由内向外依次包括分离层(101)、支撑层(102)、增强层(200)，还包括螺旋状膜带焊缝(120)和增强带焊缝(220)；所述膜带焊缝(120)与增强带焊缝(220)互不重叠；所述膜带包含分离层(101)和支撑层(102)，所述膜带(110)两个边缘对接(没有重叠并尽量靠近)并分别与所述增强层(200)焊接成膜带焊缝(120)；增强带(210)两个边缘相互重叠，并被焊接成增强带焊缝(220)。所述支撑层(102)与增强带焊缝(220)之间有部分焊接。所述支撑层(102)与所述增强层(220)材质相同。增强复合管式膜制备方法包括将平板膜分裁成膜带(110)，将膜带分离层(102)向内支撑层(101)向外螺旋缠绕到一根中心轴(10)上，膜带(110)缠绕时使得膜带(110)的一个边缘与膜带(110)的另一个边缘对接(没有重叠并尽量靠近)；将增强无纺布裁分成增强带(210)，在膜带(110)外部同时缠绕一增强带(210)，增强带(210)缠绕时使得该增强带(210)一个边缘与该增强带(210)另一个边缘在膜带(110)中心处略有重叠；用超声波或热焊焊头(300)在膜带(110)对接处将增强带(210)和膜带(110)边缘焊接形成膜带焊缝(120)；用超声波或热焊焊头(300)在增强带(210)边缘重叠处焊接成增强带焊缝(220)，用皮带或胶辊等已知技术推动焊成的管式膜延所述中心轴螺旋前行，在适当位置截断得到管式膜。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.增强复合管式膜，其特征在于由膜带(110)和增强带(210)螺旋缠绕并焊接而成，由内向外依次包括分离层(101)、支撑层(102)、增强层(200)，还包括螺旋状膜带焊缝(120)和增强带焊缝(220)；所述膜带焊缝(120)与增强带焊缝(220)互不重叠；所述膜带包含分离层(101)和支撑层(102)，所述膜带(110)两个边缘对接并分别与所述增强层(200)焊接成膜带焊缝(120)；增强带(210)两个边缘相互重叠，并被焊接成增强带焊缝(220)。/n

【技术特征摘要】
1.增强复合管式膜，其特征在于由膜带(110)和增强带(210)螺旋缠绕并焊接而成，由内向外依次包括分离层(101)、支撑层(102)、增强层(200)，还包括螺旋状膜带焊缝(120)和增强带焊缝(220)；所述膜带焊缝(120)与增强带焊缝(220)互不重叠；所述膜带包含分离层(101)和支撑层(102)，所述膜带(110)两个边缘对接并分别与所述增强层(200)焊接成膜带焊缝(120)；增强带(210)两个边缘相互重叠，并被焊接成增强带焊缝(220)。


2.根据权利要求1所述的增强复合管式膜，其特征在于所述支撑层(102)与增强带焊缝(220)之间有部分焊接。


3.根据权利要求1所述的增强复合管式膜，其特征在于所述支撑层(102)与所述增强层(220)材质相同。

【专利技术属性】
技术研发人员：孟广祯，
申请(专利权)人：北京坎普尔环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11