一種中空纖維膜組件澆鑄環(huán)氧膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種中空纖維膜組件澆鑄專用環(huán)氧膠及其制備方法。本發(fā)明的特點(diǎn)是所述的環(huán)氧膠包括環(huán)氧樹脂60～75份，增韌劑10～15份，稀釋劑15～20份，固化劑25～40份，偶聯(lián)劑5～10份。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是制得的環(huán)氧膠在對(duì)中空纖維膜進(jìn)行端封時(shí)，具有流動(dòng)性好，可操作時(shí)間長(zhǎng)，放熱量低，爬絲高度可控等優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的環(huán)氧膠固化后具備優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度和柔韌性，既可保證膜絲根部的柔韌性，又可承受外界負(fù)荷避免開裂和脫殼的現(xiàn)象。
【專利說明】
一種中空纖維膜組件澆鑄環(huán)氧膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種中空纖維膜組件澆鑄專用環(huán)氧膠及其制備方法，尤其涉及大尺寸壓力式中空纖維膜組件的澆鑄封端。
【背景技術(shù)】
[0002]中空纖維膜是一種多孔的過濾膜材料，廣泛應(yīng)用于海水淡化預(yù)處理、飲用水、工業(yè)廢水和污水處理等領(lǐng)域，其原理是通過孔徑篩分，將大的顆粒物截留，而水分子透過。由于中空纖維膜單位體積的裝填面積大，便于正反沖洗，過濾效果好等特點(diǎn)，已經(jīng)成為水處理行業(yè)必不可少的膜材料。中空纖維膜材料需要使用膠粘劑進(jìn)行粘結(jié)，并封裝在特定形狀和尺寸的膜殼中，成為可供應(yīng)用的膜組件。
[0003]目前膠粘劑體系中主要分為環(huán)氧和聚氨酯兩大類膠粘劑。環(huán)氧膠是目前用量最大的膠粘劑，通常采用雙組份的胺類或非胺類固化劑。環(huán)氧膠的特點(diǎn)是固化速率快，固化周期短，粘結(jié)力強(qiáng)，自身強(qiáng)度高。聚氨酯是另外一大類膠粘劑，它通常采用雙組份在室溫條件下進(jìn)行澆鑄。聚氨酯膠具有固化速率快、硬度低，柔韌性好等特點(diǎn)。
[0004]環(huán)氧膠澆注時(shí)放熱較為劇烈，導(dǎo)致固化放熱峰相對(duì)較高。因此在澆鑄中空纖維膜時(shí)，膜絲容易變色和變脆。此外，由于毛細(xì)管效應(yīng)，膜組件澆鑄過程中，膠水會(huì)沿膜絲浸潤，通常稱作“爬絲”，環(huán)氧膠固化后脆性大，導(dǎo)致膠與膜絲連接部位變脆，膜絲在使用過程中容易發(fā)生斷裂。
[0005]為了解決環(huán)氧膠燒絲和爬絲帶來的問題，目前通常的做法是，用軟膠(環(huán)氧或者聚氨酯)對(duì)已經(jīng)使用環(huán)氧膠澆鑄過的膜組件進(jìn)行二次澆鑄，利用軟膠固化后硬度較低，韌性好，不會(huì)造成膠水和膜絲連接部位變脆。這樣環(huán)氧硬膠起到粘結(jié)膜絲和承載外力負(fù)荷的作用，軟膠起到保護(hù)膜絲根部的作用。二次澆鑄是目前工業(yè)上中空纖維膜組件的主要澆鑄方法。二次澆鑄的方法不僅提高了膠粘劑的原材料成本，還增加了操作工序，降低了生產(chǎn)效率。有人提出采用放熱量極低的環(huán)氧膠進(jìn)行澆鑄，但是其固化周期長(zhǎng)，不利于生產(chǎn)效率的提高。此外，有人提出采用一次澆鑄軟膠的方法，比如聚氨酯，這樣可有效避免燒絲和膜絲根部發(fā)脆的現(xiàn)象，但是由于聚氨酯膠自身強(qiáng)度和硬度不夠，在小尺寸膜組件可以應(yīng)用，但是在大尺寸膜組件上無法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行不開裂和脫落的目標(biāo)。
[0006]目前亟待開發(fā)一種自身強(qiáng)度高，硬度適中，柔韌性好，可有效避免膜絲澆鑄時(shí)燒絲和爬絲等問題，且膜組件長(zhǎng)期運(yùn)行后不出現(xiàn)開裂和脫落的膠粘劑。它將在中空纖維膜組件的澆鑄和生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問題，提供了一種在對(duì)中空纖維膜組件進(jìn)行端封澆鑄時(shí)，具有流動(dòng)性好，可操作時(shí)間長(zhǎng)，放熱量低，爬絲高度可控等優(yōu)點(diǎn)的環(huán)氧膠。本發(fā)明的環(huán)氧膠固化后具備優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度和柔韌性，既可保證膜絲根部的柔韌性，又可承受外界負(fù)荷避免開裂和脫殼的現(xiàn)象。
[0008]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案得以解決:環(huán)氧樹脂60?75份，增韌劑10?15份，稀釋劑15?20份，固化劑25?40份，偶聯(lián)劑5?1份。
[0009]作為優(yōu)選，所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂，其環(huán)氧值為0.46?0.52，粘度(室溫條件下)為5000?8000mPa.S。
[0010]作為優(yōu)選，所述的增韌劑為液體SBS彈性體，液體丁苯橡膠和液體異戊二烯橡膠中的一種或多種。
[0011]作為優(yōu)選，所述的稀釋劑為活性稀釋劑丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚和三羥甲基縮水甘油醚中的一種或多種。
[0012]作為優(yōu)選，所述的固化劑為所述的固化劑為脂肪胺類-己二胺、芳香胺類-二苯胺二苯砜和聚酰胺的一種或多種。
[0013]作為優(yōu)選，所述的聚酰胺分子量為300-500g/mol。
[0014]作為優(yōu)選，所述的偶聯(lián)劑為KH540、KH550、KH560、KH602、KH792中的一種或多種。上述偶聯(lián)劑均在在公開市場(chǎng)上購買得到。
[0015]本發(fā)明還提供一種中空纖維膜膜組件澆鑄環(huán)氧膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0016](I)將環(huán)氧樹脂、增韌劑和稀釋劑混合攪拌至均勻；
[0017](2)將固化劑和偶聯(lián)劑混合攪拌至均勻；
[0018](3)將步驟I和2的液體進(jìn)行混合攪拌3至5分鐘，獲得膠液;將所述膠液靜置脫泡5至10分鐘，獲得中空纖維膜膜組件澆鑄所需的環(huán)氧膠。
[0019]作為優(yōu)選，所述的最后混合膠液的粘度在室溫條件下為800?1500mPa.S。
[0020]作為優(yōu)選，所述澆鑄的環(huán)氧膠需在室溫條件下放置3?5天，完全固化后的硬度為邵氏60?75D。
[0021]本發(fā)明的環(huán)氧膠適用于微濾或者超濾中空纖維膜組件的澆鑄。
[0022]有益效果:
[0023]本發(fā)明的環(huán)氧膠可廣泛應(yīng)用于聚砜，聚醚砜，聚偏氟乙烯等材質(zhì)中空纖維膜組件的澆鑄，特別是8英寸以上大尺寸，單次用膠在2kg以上膜組件的澆鑄。在對(duì)中空纖維膜組件進(jìn)行端封澆鑄時(shí)，具有流動(dòng)性好，可操作時(shí)間長(zhǎng)，放熱量低，爬絲高度可控等優(yōu)點(diǎn)的環(huán)氧膠。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面通過具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)放在做進(jìn)一步的具體說明。
[0025]實(shí)施列1:
[0026]首先將75g環(huán)氧樹脂(環(huán)氧值為0.46，粘度為500011^&.S)，1g液體SBS彈性體和15g丁基縮水甘油醚攪拌混合均一。然后將1g己二胺，1g二苯胺二苯砜和5g聚酰胺(分子量為300g/mol)固化劑以及5g KH540混合均一。再將混合均勻固化劑和偶聯(lián)劑加入環(huán)氧樹脂基體中攪拌均一，得到粘度為SOOmPa.S的環(huán)氧膠，將其靜置脫泡lOmin，然后澆鑄進(jìn)入中空纖維膜組件中。在室溫條件放置3?5天后，環(huán)氧膠完全固化，硬度為邵氏75D。
[0027]實(shí)施列2:
[0028]首先將60g環(huán)氧樹脂(環(huán)氧值為0.52，粘度為SOOOmPa.S)，1g液體丁苯橡膠，5g液體異戊二烯橡膠，1g苯基縮水甘油醚和1g乙二醇二縮水甘油醚攪拌混合均一，然后將20g己二胺，5g二苯胺二苯砜和15g聚酰胺(分子量為500g/mol)固化劑以及5g KH560和5g KH602混合均一。再將混合均勻的固化劑和偶聯(lián)劑加入環(huán)氧樹脂基體中攪拌均一，得到粘度為1500mPa.S的環(huán)氧膠，將其靜置脫泡lOmin，然后澆鑄進(jìn)入中空纖維膜組件中。在室溫條件放置3?5天后，環(huán)氧膠完全固化，硬度為邵氏60D。
[0029]實(shí)施列3:
[0030]首先將65g環(huán)氧樹脂(環(huán)氧值為0.50，粘度為600011^3.S)，1g液體異戊二烯橡膠，5g苯基縮水甘油醚和1g三輕甲基縮水甘油醚攪拌混合均一。然后將15g己二胺，1g二苯胺二苯砜和1g聚酰胺(分子量為500)固化劑以及3g KH560和5g KH 602混合均一。再將混合均勻的固化劑和偶聯(lián)劑加入環(huán)氧樹脂基體中攪拌均一，得到粘度為100mPa.S的環(huán)氧膠，將其靜置脫泡lOmin，然后澆鑄進(jìn)入中空纖維膜組件中。在室溫條件放置3?5天后，環(huán)氧膠完全固化，硬度為邵氏65D。
[0031]實(shí)施列4:
[0032]首先將70g環(huán)氧樹脂(環(huán)氧值為0.48，粘度為700011^3.S)，1g液體異戊二烯橡膠，1g苯基縮水甘油醚和1g三輕甲基縮水甘油醚攪拌混合均一。然后將1g己二胺，1g二苯胺二苯砜和1g聚酰胺(分子量為400g/mol)固化劑以及5gKH602和3gKH792混合均一。再將混合均勻的固化劑和偶聯(lián)劑加入環(huán)氧樹脂基體中攪拌均一，得到粘度為1200mPa.S的環(huán)氧膠，將其靜置脫泡lOmin，然后澆鑄進(jìn)入中空纖維膜組件中。在室溫條件放置3?5天后，環(huán)氧膠完全固化，硬度為邵氏70D。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種中空纖維膜組件澆鑄環(huán)氧膠，其特征在于:其質(zhì)量組分為:環(huán)氧樹脂60?75份，增韌劑1?15份，稀釋劑15?20份，固化劑25?40份，偶聯(lián)劑5?1份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中空纖維膜組件澆鑄環(huán)氧膠，其特征在于:所述的環(huán)氧樹脂為雙酸A型環(huán)氧樹脂，其環(huán)氧值為0.46?0.52，室溫條件下粘度為5000?8000mPa.S。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中空纖維膜組件澆鑄環(huán)氧膠，其特征在于:所述的增韌劑為液體SBS彈性體、液體丁苯橡膠、或液體異戊二烯橡膠中的一種或幾種組合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中空纖維膜組件澆鑄環(huán)氧膠，其特征在于:所述的稀釋劑為活性稀釋劑丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、或三羥甲基縮水甘油醚中的一種或多種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中空纖維膜組件澆鑄環(huán)氧膠，其特征在于:所述的固化劑為脂肪胺類-己二胺、芳香胺類-二苯胺二苯砜、或聚酰胺的一種或多種。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種中空纖維膜組件澆鑄環(huán)氧膠，其特征在于:所述的聚酰胺的分子量為300-500g/mol。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中空纖維膜組件澆鑄環(huán)氧膠，其特征在于:所述的偶聯(lián)劑為 KH540、KH550、KH560、KH602、或 KH792 中的一種或多種。8.—種中空纖維膜組件澆鑄環(huán)氧膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將環(huán)氧樹脂、增韌劑和稀釋劑混合攪拌至均勻； (2)將固化劑和偶聯(lián)劑混合攪拌至均勻； (3)將步驟(I)和(2)的液體進(jìn)行混合攪拌3至5分鐘，獲得膠液;將所述膠液靜置脫泡5至10分鐘，獲得中空纖維膜膜組件澆鑄所需的環(huán)氧膠。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種中空纖維膜組件澆鑄環(huán)氧膠的制備方法，其特征在于步驟(3)中獲得的混合膠液的粘度在室溫條件下為800?1500mPa.S。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種中空纖維膜組件澆鑄環(huán)氧膠的制備方法，其特征在于所獲得的環(huán)氧膠在室溫條件下放置3?5天，完全固化后的硬度為邵氏60?75D。
【文檔編號(hào)】C09J11/08GK105969280SQ201610472635
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】劉濤, 陳濤, 林澤, 王銘, 潘巧明
【申請(qǐng)人】杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心有限公司