[发明专利]一种一步法制备的高效透湿膜及其应用

说明书

技术领域

本发明属于空气除湿与空调全热回收领域，具体涉及一种一步法制备的高效透湿膜及其应用。

背景技术

近年来，随着流行性疾病对人们生命的威胁逐渐凸显，室内空气的质量逐渐受到人们的关注。新风流通是一种有效而且经济的改善室内空气质量的方法。空气的质量可以有多种评价指标，最常见的是温度和湿度。因此，使室内空气的温度和湿度维持在一定范围是空气质量得以保证的前提。调节空气温湿度最常用的设备是空调。

目前，在我国的建筑能耗中，空调系统的能耗约占50-60%，已经成为当前电力紧张的主要原因之一。全国空调负荷达到45000000kW，相当于2.5个三峡电站满负荷出力。到2020年建筑能耗将超过2000年的3倍，空调高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷出力。全国电力总投资共约需1.4万亿元，数字相当庞大。而在空调负荷中，新风处理所消耗的能量占到30-40%，所以使用新风全热回收对建筑节能的意义是非常重大的。

空气的热湿回收实际上是在室外新风风道与室内排风风道间加装一个全热交换器来实现新风的全热回收。冬天室外新风较为干冷，而室内排风较为暖湿，新风与排风在经过全热交换器时进行热量与水分交换，使进入室内的新风能达到接近于室内空气的状态，节约对新风处理时加热加湿的能耗，同样节约新风负荷；而夏天室外的新风往往较为湿热，室内排风较为干冷，二者在经过全热交换器后使得新风能够达到接近于室内空气的状态，从而节约新风除湿制冷的负荷。

目前，传统的空气热湿回收方法包括金属壁换热器、热管、热回收转轮等。其中金属壁换热器和热管只能回收显热，不能回收潜热，能量回收能力有限。1997年1月15日公告的CN2245205Y的中国实用新型专利说明书提出采用热交换薄膜换热器进行空气的除湿与热湿回收，热交换薄膜的材料可采用金属或非金属材料（如塑料薄膜），但这种换热器只能回收显热部分，不能进行全热回收。目前国际上普遍采用全热转轮进行全热回收，也有人尝试采用以纸为交换媒介的换热器，这样可以同时回收显热和一部分潜热，但转轮造价高且含有运动部件，可靠性差，新风和排风容易掺杂而产生交叉污染。而采用纸为媒介的全热回收器不仅回收效率低，而且容易发生新风和排风之间的混合和泄漏，更为致命的是在冬天运行时，凝结水对纸具有破坏性，这些缺点都限制了它们的发展。膜式全热回收由于无腐蚀，无需切换阀门，无运动部件，系统可靠性高，易维护，能耗小等优点，逐渐成为研究热点。与传统的金属换热器和传统全热转轮相比，膜式全热回收具有的最大优点是：不仅能回收显热，也能回收大部分潜热，同时能够防止降低室内空气质量的VOC气体的渗透，从而有效保证室内空气质量。但由于溶质在固体中的扩散系数（<10^-8cm²/s）很小，现有膜的最大缺点是难以协调高渗透性与高选择性这对矛盾，而且制备成本高，材料对环境不友好等。因此，开发适用于实现全热回收的高效透湿膜具有重大意义。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷与不足，本发明的首要目的在于提供一种高效透湿膜。

本发明的另一目的在于提供上述高效透湿膜的一步法制备。本发明中直接通过湿法溶液沉积法或干法溶液沉积法处理就可以获得透湿膜。

本发明的再一目的在于提供上述高效透湿膜的应用。制备获得的高效透湿膜用于实现空气除湿与热湿回收。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高效透湿膜，如图1所示，具有两层结构，一侧表层为超薄致密皮层1，亲水性好，皮层厚度为5-10μm；另一侧为多孔支撑层2，孔径大，多孔支撑层厚度为50-70μm；该高效透湿膜能实现有选择性的高效透过水蒸气。

所述的高效透湿膜的一步法制备，为湿法溶液沉积法或干法溶液沉积法制备上述高效透湿膜。

所述的湿法溶液沉积法制备上述高效透湿膜，其步骤如下：

（1）在烧杯中加入7-15wt.%的亲水性聚合物，2-5wt.%的吸湿性盐，1-2wt.%的致孔剂溶于相应溶液中；控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用；

（2）在干净的玻璃板上平铺无纺布或者直接在干净的玻璃板上，均匀涂覆步骤（1）中获得的铸膜液，用刮膜器控制膜厚为100μm；在空气中静置2分钟，然后将膜放入自来水中，待膜成形从玻璃板上脱离之后立即取出用大量的水进行漂洗，漂洗后的膜再用水浸泡24h进行去溶剂；去溶剂后的膜在真空干燥箱中进行干燥，60℃干燥2h后即得高效透湿膜。