[发明专利]一种优先透醇复合膜的自动滚涂方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于分离膜涂膜技术领域，涉及一种分离膜的自动涂覆装置和方法，具体地说涉及一种用于制备优先透醇复合膜的自动滚涂装置和方法。

背景技术

随着油价增涨，燃料乙醇和丁醇作为一种新型生物燃料以其高效、清洁等优势受到世界各国的高度重视。采用渗透汽化与生物发酵技术耦合是提高发酵速率和产率的一种重要途径。渗透汽化以选择性膜分离技术实现醇/水分离，无需将混合物蒸发到沸点，能耗低、分离纯度高、无二次污染，并且可实现整个系统连续运行。

一般来讲，透醇膜的制备方法主要有刮刀涂布法，浸渍提拉法和旋覆法。传统方法制备优先透醇复合膜时，支撑体表面形成的分离层厚度较厚，导致渗透通量较低；或易在表面形成缺陷，导致性能不稳定，从而限制了其在工业上的应用。因此，亟待发展合理先进的制膜工艺，在保证分离层完整的前提下降低分离层的厚度，制备结构优良的分离层，可以大幅度提高膜的通量和分离性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于制备优先透醇复合膜的自动滚涂方法和装置，本发明的装置和步骤简单，可以通过滚筒转动技术使膜表面聚合物厚度降低，同时保证分离层的完整性，从而在保证分离因子的同时，提高膜的渗透通量。

本发明所提供的一种优先透醇复合膜的自动涂覆装置，包括滚筒(2)、齿轮(11)、支板a(12)和支板b(13)、底座(15)、电机(9)、料液槽(6)、升降台(16)、蠕动泵(19)、进料管(20)。

支板a(12)和支板b(13)分别垂直固定在底座(15)上表面的两端，中间组成空腔，滚筒(2)安装在此空腔内，滚筒(2)的表面设有卡槽(3)，滚筒(2)一端用轴(10)通过齿轮(11)连接固定在支板a(12)上，滚筒(2)另一端与电机固定连接，电机带动滚筒(2)转动，电机固定在支板(b)上；滚筒(2)的中心轴保持水平；滚筒(2)的正下方是料液槽(6)，料液槽(6)为长方形板槽，料液槽(6)底部侧面设有进料口(7)，进料口(7)上设有阀门，进料口(7)与进料管(20)配套密封连接，优选进料管为软管，进料管(20)经由蠕动泵(19)与贮料槽连接；料液槽(6)的正下方是升降台(16)，用于支撑并调节料液槽(6)的高度，升降台(16)放在底座(15)上；支板(a)侧滚筒的端面刻有刻度(17)，用于指示滚筒的表面浸入料液的深度，优选在夹角为90度的四个方向刻有刻度，在支板a上开有可视化窗口，用于观察滚筒的表面浸入料液的深度。

基膜通过卡板固定在滚筒表面的卡槽上，滚筒一端用轴通过齿轮连接固定于底座的支板(a)上，支板(a)带有可视化窗口；滚筒另一端使用电机带动使其转动，电机固定在支板(b)上；滚筒下部置于料液槽的料液中，料液槽通过放置在底座上的升降台调节高度；料液槽有进出料口，进出料口由阀门控制开关并连接自动送料装置。

采用上述的自动滚涂装置制备优先透醇复合膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将聚合物、交联剂和催化剂分别溶解在溶剂中，配成制膜液；

(2)将上述料液倾入储料槽中，通过蠕动泵和进料管将料液输送到料液槽；

(3)将基膜围绕滚筒外表面并用卡板将膜两端固定在滚筒的卡槽内，通过升降台和滚筒一端刻度调整滚筒最低外表面浸入料液槽深度；

(4)打开电源，使电机带动滚筒旋转；

(5)降低升降台，使滚筒脱离膜液液面后空转，从而膜上的液体复合更加均匀；

(6)关掉电源，将膜取下晾制6-12小时后，将膜置于烘箱硫化，温度50-150℃，时间3-12小时。

一般滚筒最低外表面浸入料液槽深度为0～3cm，优选1～2cm。

所述的电机9转速为1～30rmp,优选10rmp。

所述的聚合物可为聚二甲基硅氧烷、聚三甲基-1-丙炔或聚乙烯基三甲基硅烷，优选聚二甲基硅氧烷，质量浓度为0.1％-25％；交联剂可为正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、硅酸丁酯、二乙氧基硅烷或二甲基硅烷，优选正硅酸乙酯，质量浓度为1％-3％；催化剂可为二月桂酸二丁基锡、单丁基氧化锡、二丁基氧化锡、三丙基氧化锡或二丙基氧化锡，优选二月桂酸二丁基锡，质量浓度0.01％-0.05％；溶剂为正庚烷或环己烷。

所述的基膜为微滤膜、超滤膜、纳滤膜。基膜材料为有机聚合物膜。

所述有机聚合物膜可为聚砜、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚乙烯、聚乙烯醇、聚羟基甲撑、交联聚甲基丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯或壳聚糖。

所涂覆的复合膜作为渗透汽化优先透醇膜。

与现在技术相比，本发明具有以下有益效果：