[发明专利]一种用于中空纤维膜组件的铸封材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水处理领域的中空纤维膜组件的铸封材料。

背景技术

中空纤维膜及其组件广泛应用于水处理膜法分离领域。在使用过程中，通常将若干根中空纤维膜丝填装在膜组件中，并使用铸封材料将膜丝端部固定，使膜丝之间，以及膜丝与外壳之间粘结在一起。在膜组件工作过程中，原料水通经过膜丝外部的过滤腔，透过多孔中空纤维膜束，得到的滤液通过膜丝的中空部分(外压型膜组件)或者原料水通过膜丝的中空部分，经过多孔中空纤维膜束过滤，得到滤液从膜丝外部的空腔收集(内压型膜组件)。由于原料水和滤液不能发生混合，因此压力驱动下的组件正常工作要求铸封材料与膜丝和膜壳具有良好的粘结性与密封性，且具有适中的硬度固定膜丝。并且为了保证高分散的中空纤维膜丝均匀分布，铸封材料还要具有良好的流动性。

现有技术中，环氧树脂胶粘剂是最常采用的铸封材料。然而在实际应用中发现，采用环氧树脂胶粘剂浇铸的中空纤维膜组件，由于环氧树脂本身的脆性，容易在反洗、曝气等外力作用下在膜丝和铸封材料的接触点发生应力集中而被破坏，出现断丝现象。而硬度较小的铸封材料机械强度较差，不能起到支撑膜丝的作用。因此为了克服上述缺点，迫切需要选择一种具有合适强度和硬度的粘合剂作为铸封材料。

发明内容

针对现在技术中存在的缺陷，本发明提供一种具有合适强度和硬度的用于中空纤维膜组件的铸封材料，用于中空纤维膜组件中膜丝之间以及膜丝与膜壳之间的粘结和固定。

本发明提供的用于中空纤维膜组件的铸封材料，其中所述铸封材料是一种双组分聚氨酯粘合剂的固化产物，所述双组分为组分A和组分B，其中组分A为多羟基化合物和过量的多异氰酸酯反应形成的端异氰酸酯基聚氨酯预聚物，组分B为含有活泼氢的组分，粘合剂是两组分按照下列重量百分比配制而成：组分A：30％～50％，组分B：50％～70％。

优选的，其中所述双组分聚氨酯粘合剂的固化温度可在10℃～90℃范围内选择，固化时间为30min～48h。

优选的，其中适宜的多异氰酸酯为含有两个或两个以上活性部位的二异氰酸酯、三异氰酸酯以及它们的改性体。

更优选的，其中适宜的多异氰酸酯为2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、己二异氰酸酯(HDI)、三甲基己二异氰酸酯(TMDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)、4，4′，4″-三苯基甲烷三异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。

优选的，其中适宜的多羟基化合物为含有两个或两个以上活性部位的聚酯多元醇、聚醚多元醇、环氧树脂、蓖麻油。

优选的，其中组分B可选用多元醇或多元胺类。

优选的，其中所述多元醇为含有两个或两个以上活性部位的聚酯多元醇、聚醚多元醇。

更优选的，其中所述聚酯多元醇为多元醇与二元羧酸脱水缩聚而成。

优选的，其中适宜与二元羧酸脱水缩聚的多元醇为乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、一缩二丙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、甘油。

优选的，其中二元羧酸可为己二酸、壬二酸、癸二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、马来酸、马来酸酐。

优选的，其中所述聚醚多元醇可为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯蓖麻油多元醇、聚四氢呋喃二醇。

优选的，其中所述组分B为-二氯-4，4′-二苯基甲烷二胺(MOCA)、丙二醇双-(4，4′-二氨基)苯甲酸酯。

优选的，其中所述双组分聚氨酯粘合剂用于包括但不限于聚砜，聚醚砜，聚偏氟乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯腈聚合物等及其合金材料所制备的中空纤维膜组件。

本发明提供的双组分聚氨酯胶粘剂，通过选择两组份的种类及配比，从而调制成具有合适硬度，粘结强度的粘合剂。该胶粘剂能够将膜丝之间，膜丝与膜壳之间粘结固定，胶粘剂合适的硬度可以防止膜丝与粘合剂连接点由于应力集中而产生的破坏。

本发明提供的双组分聚氨酯胶粘剂具有性能可调节、粘合力强、强度和硬度好，粘接范围广等优点。同时本发明提供的双组分聚氨酯胶粘剂克服了环氧树脂类胶粘剂较脆，容易因此膜丝断裂的缺点，具有优异的耐化学性，合适的硬度和强度，可长时间使用且不会引起断丝或膜组件泄露，是一种非常具有前景的用于中空纤维膜组件的铸封材料。