增强型复合材料中空膜的制造方法及设备技术

本发明专利技术涉及一种增强型复合材料中空膜的制造方法及设备，该制造方法包括：１．编织三维立体管状增强织物，其特征在于还包括：２．对增强织物做通孔处理，使其为空心管状态；３．在保持增强织物空心管状态下将其输送到复合区，用温度为２５－８０℃、粘度为４０００－８０００厘帕的聚偏氟乙烯溶液均匀涂覆在增强织物的外表面；４．将涂层复合增强织物送入沉浸液中固化成型，制成增强型复合材料中空膜。该制造设备其特征在于它适用于本发明专利技术所述的制造方法，包括框式机架和按工艺路线顺序机械连接安装在机架上的退绕辊、通孔机、输送机、涂层复合机、固化槽、卷绕机和卷取辊以及它们的连接传动机构和控制机构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合膜制造技术，具体为一种利用三维立体编织材料与聚偏氟乙烯材料复合的方式，生产增强型复合材料中空膜的制造方法及设备，国际专利主分类号拟为Int.Cl.B01D69/00(2006.01)。
技术介绍
中空纤维膜分离技术是利用混合物中各组分的选择渗透性的差异来实现分离、提纯和浓缩的新型分离技术，具有能耗低、分离性能好、无二次污染等优点，在市政和生活污水、石化和纺织废水等处理回用工程中得到了大规模的推广应用。膜材料，如聚偏氟乙烯中空纤维膜(参见中国专利文献CN1128176)在用于中空纤维膜装置运行过程中，为去除附着在膜材料表面的污物，需要采用气流振荡内外双洗的操作工艺，对膜材料进行清洗。在清洗过程中，膜材料在水流与气流的双重作用下发生抖动，以达到较好的清洗效果，但膜材料同时要承受较大的外力，容易造成膜材料的损害，甚至断裂，丧失其效能。尤其是在某些恶劣应用工艺，如膜生物反应器(MBR)技术的应用过程中，膜材料明显存在着强度不够高，局部易出现断丝的现象，很大程度上影响了其应用效果和使用寿命。有人研究了一种复合材料分离膜(参见专利文献JP52-081076、US5472607)，它将多孔膜复合在中空线绳(增强材料)的外表面，以提高膜材料的强度，但这种增强效果的复合膜存在透水性能降低，多孔膜易剥落等新的技术问题。还有人研究了一种复合多孔膜及其制造方法(参见中国专利文献CN1711128)，它采用在线绳外表面涂敷两层致密层的技术，以解决涂层容易脱落问题，但该方法工艺过程复杂，成本较高，难于实际推广。从生产或制造设备角度看，目前的增强织物复合膜基本为人工间歇制造或单台工序机械化生产，例如所编织的空心管状织物在制备、存储、运送等过程中不可避免地会在外力作用下被挤压为扁平状态，无法直接涂层复合，因此需对其做通孔处理，而通孔没有专门的通孔设备，只能由人工来处理，效率低下，劳动强度大，质量难以保证，也使得增强织物复合膜的制造不能实现连续化，不能规模化生产。在申请人检索的范围内，可连续生产的增强织物复合膜制造设备尚未见报道。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种增强型复合材料中空膜的制造方法及设备，该制造方法在保持原有聚偏氟乙烯膜材料过滤工艺特性的前提下，将其复合在三维立体编织空心织物的外侧，制造出复合结构的高强度中空膜，具有制造工艺简单，成本较低，适于实际推广应用的特点。该设备结构简单，可实现增强型复合材料中空膜的退绕、通孔、输送、涂层、固化、卷取等工艺过程的连续化生产制造，具有成本低、效率高、产品质量可控的特点。所得的中空膜具有较高的韧性与强度、耐清洗，寿命长，同时可保持聚偏氟乙烯膜固有的过滤分离性能。本专利技术解决所述制造方法技术问题的技术方案是设计一种增强型复合材料中空膜的制造方法，该制造方法包括1.编织壁厚为0.5-1.5mm的三维立体管状增强织物，编织时增强织物所受拉力控制在0.5N以下；其特征在于该制造方法还包括以下工艺2.对增强织物做通孔处理，使其为空心管状态；3.在保持所述增强织物空心管状态下将其输送到复合区，在复合区把温度为25-80℃、粘度为4000-8000厘帕的聚偏氟乙烯涂覆溶液均匀涂覆在所述空心管状态增强织物的外表面，制成具有聚偏氟乙烯涂层的复合增强织物；所述聚偏氟乙烯溶液涂层的厚度控制在0.1-1mm；4.将所述复合增强织物送入沉浸液中固化24小时成型，制成增强型复合材料中空膜；所述沉浸液的温度为25-70℃。本专利技术解决所述制造设备技术问题的技术方案是，设计一种增强型复合材料中空膜制造设备，其特征在于它适用于本专利技术所述增强型复合材料中空膜的制造方法，包括一个至少三层的框式机架和按工艺路线顺序机械连接安装在机架上的退绕辊、通孔机、输送机、涂层复合机、固化槽、卷绕机和卷取辊以及它们的连接传动机构和控制机构，所述退绕辊安装在机架的中层；所述的输送机包括按增强织物输送工艺路线排列的至少三组输送辊第一输送辊、第二输送辊和第三输送辊，且所述的第一输送辊和第三输送辊安装在机架的上层，而所述第二输送辊安装在机架的中层；所述的固化槽安装在机架下方的地面上；所述卷绕机包括按工艺路线排列的至少三组传动辊第一传动辊、第二传动辊和第三传动辊，且所述第一传动辊和第三传动辊安装在所述的固化槽内，而所述第二传动辊安装在机架的中层或上层；所述的卷取辊安装在所述固化槽的上方或机架的中层。与现有技术相比，本专利技术增强型复合材料中空膜的制造方法的最大特点是利用通孔技术和复合技术将三维立体编织管状织物与聚偏氟乙烯有效复合，连续制造出高强度的复合中空纤维膜。本专利技术中空膜中的编织增强织物具有良好的韧性、强度、透水性，起到支撑层作用，主要承担外力，可明显避免膜丝材料在使用过程中的断裂现象，而膜材料仍然保持良好的过滤分离作用；同时编织增强织物还可作为过滤后清水的导路。附图说明图1为本专利技术增强型复合材料中空膜制造方法的工艺流程框图；图2为本专利技术增强型复合材料中空膜的制造方法及配套设备的工作原理示意图。具体实施例方式下面结合实施例及其附图进一步叙述本专利技术，但本专利技术不受实施例的限制本专利技术设计的增强型复合材料中空膜(以下简称增强膜)的制造方法(以下简称制造方法，参见图1)，该制造方法包括1编织壁厚为0.5-1.5mm的三维立体管状增强织物，编织时增强织物所受拉力控制在0.5N以下；其特征在于该制造方法还包括以下工艺2对增强织物做通孔处理，使其为空心管状态；3在保持所述增强织物空心管状态下将其输送到复合区，在复合区把温度为25-80℃、粘度为4000-8000厘帕的聚偏氟乙烯涂覆溶液均匀涂覆在所述空心管状态增强织物的外表面，制成具有聚偏氟乙烯涂层的复合增强织物；所述聚偏氟乙烯溶液涂层的厚度控制在0.1-1mm；4将所述复合增强织物送入沉浸液中固化24小时成型，制成增强型复合材料中空膜；所述沉浸液的温度为25-70℃。本专利技术制造方法包括增强织物的编织工艺、增强织物的通孔或扩孔工艺、增强织物的输送工艺、增强织物的涂层复合工艺、涂层材料的沉浸固化工艺和产品卷取工艺等过程。除所述的增强织物编织工艺外，其他每个工艺过程既可以相对独立操作，也可以部分或全部相互连接，依次协调连续工作，完成本专利技术的增强型复合材料中空膜的制造。本专利技术实施例的制造方法除增强织物编织工艺外，其余工艺过程连续进行。显然，连续进行的工艺方法更为复杂。本专利技术制造方法所述的编织工艺是指管状空心增强织物的三维立体编织工艺。该增强织物编织工艺系现有技术。本专利技术实施例的增强织物是采用22tex至88tex普通复合涤纶长丝或丙纶长丝，分别在16锭、24锭编织机上进行三维立体编织而得。所编织的增强织物是内径为Φ0.8-Φ2.5mm、管壁厚度为0.1-0.3mm的空心管状织物(参见实施例1-3)。增强织物所用纤维的粗细和织物管经的大小及管壁的厚薄取决于增强膜的设计要求。一般而言，所述的增强织物编织工艺可以相对独立操作。所编织的增强织物卷绕成筒子备用。本专利技术制造方法所述的通孔工艺是指利用人工或机械方法把所述的增强织物退绕，并把其由卷绕/退绕时的扁平状态通扩为空心管状态(织物横截面形状为圆环形或近似为圆环形)，并保持其空心管状态。因为所编织的空心管状织物在制备、存储本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强型复合材料中空膜的制造方法，该制造方法包括：（１）编织壁厚为０．５－１．５ｍｍ的三维立体管状增强织物，编织时增强织物所受拉力控制在０．５Ｎ以下；其特征在于该制造方法还包括以下工艺：（２）对增强织物做通孔处理，使其为空 心管状态；（３）在保持所述增强织物空心管状态下将其输送到复合区，在复合区把温度为２５－－８０℃、粘度为４０００－８０００厘帕的聚偏氟乙烯涂覆溶液均匀涂覆在所述空心管状态增强织物的外表面，制成具有聚偏氟乙烯涂层的复合增强织物；所述聚偏 氟乙烯溶液涂层的厚度控制在０．１－１ｍｍ；（４）将所述复合增强织物送入沉浸液中固化２４小时成型，制成增强型复合材料中空膜；所述沉浸液的温度为２５－７０℃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李新民，温淑鸿，肖放，苗蕾，
申请(专利权)人：天津膜天膜工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]