[发明专利]一种离子交换膜的连续制备装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种离子交换膜的连续制备装置及其方法。

背景技术

聚乙烯离子交换膜是一种以聚乙烯为主要材质，对溶液中的离子具有选择透过能力的高分子膜。其在电泳渡漆，海水、苦咸水的淡化，废水中重金属的回收利用以及医药中间体的浓缩方面均有广泛的应用。特别在电泳渡漆方面，绝大部分的大尺寸离子交换膜严重依赖进口；我国仅能依靠热熔焊接技术制备大尺寸的离子交换膜(中国专利CN204566679U)，而该技术的主要缺陷为制备的膜片上残留有一定宽度的熔接缝，进而影响膜片的整体使用效果。中国专利公开了一种离子交换膜连续制备方法(授权公告号：CN1044411A)。在该专利中，连续压网原理为通过两滚筒间的压力使膜片与网进行贴合和压入。因此工作时，膜片的实际热压区域和热压压力均较小，热压时间短，产品的热压均匀性较差，泡水后易脱网。因此现阶段急需一种能稳定生产大尺寸离子交换膜的方法。

发明内容

本发明的目的在于解决目前大尺寸离子交换膜制备过程中连续性、稳定性较差的技术问题，并提供了一种离子交换膜的连续制备装置及其方法。通过该方法，可以连续制得无热熔焊接缝的大尺寸离子交换膜。

离子交换膜的连续制备装置，包括四辊压延机、网布滚筒、贴合辊、鼓式硫化机、冷却辊和收卷辊；所述的四辊压延机中输出成品膜片的末端辊筒一侧设置第一贴合辊，第一网布滚筒经第一导开辊导开的网布通过第一贴合辊被引入成品膜片的下方；下方贴合网布的膜片进入并排设置的铁辊和第二贴合辊之间；同时第二网布滚筒经第二导开辊导开后的网布通过铁辊被引入膜片上方；上下均贴合有网布的膜片进入鼓式硫化机的硫化鼓与压力带之间，并依次经过若干个冷却辊后，被收卷于收卷辊上。

作为优选，上下均贴合有网布的膜片进入鼓式硫化机之前的输送线上设置对膜片进行加热的保温加热器。

作为优选，所述的膜片和网布在输送线上，通过若干托辊调节行进方向。

作为优选，所述的第一贴合辊和第二贴合辊为耐高温硅胶辊；所述的第一导开辊和第二导开辊为铝合金扩布辊。

本发明的另一目的在于在连续制备离子交换膜的同时能够提高膜的成品性能(包括面电阻、压差渗透系数等)，因此本发明提供了一种离子交换膜的连续制备方法：通过四辊压延机将聚乙烯基合金压延成薄膜，同时通过贴合辊使膜片的上下表面各附着一层网布，随后该膜片进入鼓式硫化机的硫化鼓与压力带之间进行压网，进而对离子交换膜进行附网热压；最后依次通过冷却辊冷却后，形成离子交换膜成品。

作为优选，低密度聚乙烯合金组成包括：20-45％低密度聚乙烯、40-65.6％离子交换树脂和10-20％聚异丁烯。

作为优选，所述的膜片进入鼓式硫化机之前预先进行保温加热。使用保温加热器能够减小制备得到的离子交换膜的压差渗透系数，大大提高离子交换膜的生产速度。

作为优选，鼓式硫化机的压网温度范围为160-180摄氏度，压力为0.3～0.6MPa，线速度为0.1～2m/min，包角180～270°。

进一步的，制备阴膜时，保温加热器的温度为120度，鼓式硫化机的压网温度为180℃，压力为0.6MPa，压力带与硫化鼓17的包角为270度，线速度2m/min；制备阳膜时，保温加热器的温度为120度，鼓式硫化机的压网温度为180℃，压力为0.6MPa，压力带与硫化鼓17的包角为270度，线速度分别为1.5m/min。该优选参数下，离子交换膜的各项性能均可以达到较佳状态。

作为优选，网布采用PP网布。PP网布能够较好地与离子交换膜贴合，使其长时间浸泡于水中时减少脱落的可能性。

通过本发明的装置及方法制备的离子交换膜，可根据需求，制备任意长度的离子交换膜，膜表面平整，无热熔焊接缝，性能优异。本发明的具体效果将通过实施例进行说明。

附图说明

图1为本发明中离子交换膜的连续制备装置的结构示意图；

图中附图标记：第一辊筒1、第二辊筒2、第三辊筒3、第四辊筒4、第一网布滚筒5、第一托辊6、第二托辊7、第一导开辊8、第一贴合辊9、第二网布滚筒10、第二导开辊11、铁辊12、第二贴合辊13、第三托辊14、保温加热器15、下调节辊16、硫化鼓17、上调节辊18、张紧辊19、第四托辊20、第五托辊21、第一冷却辊22、第二冷却辊23、第三冷却辊24、第四冷却辊25、第六托辊26和收卷辊27。

具体实施方式