一種優(yōu)先透醇復(fù)合膜的自動滾涂裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于分離膜涂膜技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種分離膜的自動涂覆裝置，具體地說涉及一種用于制備優(yōu)先透醇復(fù)合膜的自動滾涂裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著油價增漲，燃料乙醇和丁醇作為一種新型生物燃料以其高效、清潔等優(yōu)勢受到世界各國的高度重視。采用滲透汽化與生物發(fā)酵技術(shù)耦合是提高發(fā)酵速率和產(chǎn)率的一種重要途徑。滲透汽化技術(shù)以選擇性膜分離技術(shù)實現(xiàn)醇/水分離，無需將混合物蒸發(fā)到沸點，能耗低、分離純度高、無二次污染，并且可實現(xiàn)整個系統(tǒng)連續(xù)運行。
[0003]一般來講，透醇膜的制備方法主要有刮刀涂布法，浸漬提拉法和旋覆法。傳統(tǒng)方法制備優(yōu)先透醇復(fù)合膜時，支撐體表面形成的分離層厚度較厚，導(dǎo)致滲透通量較低；或易在表面形成缺陷，導(dǎo)致性能不穩(wěn)定，從而限制了其在工業(yè)上的應(yīng)用。因此，亟待發(fā)展合理先進的制膜工藝，在保證分離層完整的前提下降低分離層的厚度，制備結(jié)構(gòu)優(yōu)良的分離層，可以大幅度提高膜的通量和分離性能。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種用于制備優(yōu)先透醇復(fù)合膜的自動涂覆裝置，本實用新型的裝置簡單，可以通過滾筒轉(zhuǎn)動技術(shù)使膜表面聚合物厚度降低，同時保證分離層的完整性，從而在保證分離因子的同時，提高膜的滲透通量。
[0005]本實用新型所提供的一種優(yōu)先透醇復(fù)合膜的自動涂覆裝置，包括滾筒(2)、齒輪
(11)、支板a(12)和支板b (13)、底座(15)、電機(9)、料液槽(6)、升降臺(16)、蠕動泵(19)、進料管(20)。
[0006]支板a(12)和支板b(13)分別垂直固定在底座(15)上表面的兩端，中間組成空腔，滾筒(2)安裝在此空腔內(nèi)，滾筒(2)的表面設(shè)有卡槽(3)，滾筒(2) —端用軸(10)通過齒輪(11)連接固定在支板a(12)上，滾筒(2)另一端與電機固定連接，電機帶動滾筒(2)轉(zhuǎn)動，電機固定在支板(b)上；滾筒(2)的中心軸保持水平；滾筒(2)的正下方是料液槽(6)，料液槽(6)為長方形板槽，料液槽(6)底部側(cè)面設(shè)有進料口(7)，進料口(7)上設(shè)有閥門，進料口(7)與進料管(20)配套密封連接，優(yōu)選進料管為軟管，進料管(20)經(jīng)由蠕動泵(19)與貯料槽連接；料液槽(6)的正下方是升降臺(16)，用于支撐并調(diào)節(jié)料液槽(6)的高度，升降臺(16)放在底座(15)上；支板(a)側(cè)滾筒的端面刻有刻度(17)，用于指示滾筒的表面浸入料液的深度，優(yōu)選在夾角為90度的四個方向刻有刻度，在支板a上開有可視化窗口，用于觀察滾筒的表面浸入料液的深度。
[0007]基膜通過卡板固定在滾筒表面的卡槽上，滾筒一端用軸通過齒輪連接固定于底座的支板(a)上，支板(a)帶有可視化窗口 ；滾筒另一端使用電機帶動使其轉(zhuǎn)動，電機固定在支板(b)上；滾筒下部置于料液槽的料液中，料液槽通過放置在底座上的升降臺調(diào)節(jié)高度；料液槽有進出料口，進出料口由閥門控制開關(guān)并連接自動送料裝置。
[0008]采用上述的自動滾涂裝置制備優(yōu)先透醇復(fù)合膜的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0009](I)將聚合物、交聯(lián)劑和催化劑分別溶解在溶劑中，配成制膜液；
[0010](2)將上述料液傾入儲料槽中，通過蠕動泵和進料管將料液輸送到料液槽；
[0011](3)將基膜圍繞滾筒外表面并用卡板將膜兩端固定在滾筒的卡槽內(nèi)，通過升降臺和滾筒一端刻度調(diào)整滾筒最低外表面浸入料液槽深度；
[0012](4)打開電源，使電機帶動滾筒旋轉(zhuǎn)；
[0013](5)降低升降臺，使?jié)L筒脫離膜液液面后空轉(zhuǎn)，從而膜上的液體復(fù)合更加均勻；
[0014](6)關(guān)掉電源，將膜取下晾制6-12小時后，將膜置于烘箱硫化，溫度50_150°C，時間3-12小時。
[0015]一般滾筒最低外表面浸入料液槽深度為O?3cm，優(yōu)選I?2cm。
[0016]所述的電機9轉(zhuǎn)速為I?30rmp，優(yōu)選lOrmp。
[0017]所述的聚合物可為聚二甲基硅氧烷、聚三甲基-1-丙炔或聚乙烯基三甲基硅烷，優(yōu)選聚二甲基硅氧烷，質(zhì)量濃度為0.1% -25% ;交聯(lián)劑可為正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、硅酸丁酯、二乙氧基硅烷或二甲基硅烷，優(yōu)選正硅酸乙酯，質(zhì)量濃度為1%-3%;催化劑可為二月桂酸二丁基錫、單丁基氧化錫、二丁基氧化錫、三丙基氧化錫或二丙基氧化錫，優(yōu)選二月桂酸二丁基錫，質(zhì)量濃度0.01% -0.05% ;溶劑為正庚烷或環(huán)己烷。
[0018]所述的基膜為微濾膜、超濾膜、納濾膜?；げ牧蠟橛袡C聚合物膜。
[0019]所述有機聚合物膜可為聚砜、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚乙烯、聚乙烯醇、聚羥基甲撐、交聯(lián)聚甲基丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯或殼聚糖。
[0020]所涂覆的復(fù)合膜作為滲透汽化優(yōu)先透醇膜。
[0021]與現(xiàn)在技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0022]一、可以在有效保證分離層完整的前提下，控制并減少分離層厚度，可以通過調(diào)整滾筒最低外表面浸入料液槽的深度和涂覆的層數(shù)來控制。
[0023]二、可以實現(xiàn)優(yōu)先透醇復(fù)合膜的自動涂覆。
【附圖說明】
[0024]圖1自動滾涂裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2自動滾涂裝置滾筒側(cè)面示意圖；
[0026]圖3自動送料裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖中，1-基膜，2-滾筒，3-卡槽，4-卡板，5-料液，6-料液槽，7-進出料□，8-閥門，9-電機，10-軸，11-齒輪，12-支板(a)，13支板(b)，14-可視化窗口，15-底座，16-升降臺，17-刻度，18-貯料槽，19-蠕動泵，20-進料管。
【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合【附圖說明】和【具體實施方式】對本實用新型做作進一步說明，但本實用新型并不限于以下實施例。
[0029]如圖1?圖3所示，本實用新型提供一種用于制備優(yōu)先透醇復(fù)合膜的自動滾涂裝置，基膜I通過卡板4固定在滾筒2表面的卡槽3上，滾筒2 —端用軸10通過齒輪11連接固定于底座15的支板(a) 12上，支板al2帶有可視化窗口 14 ;滾筒另一端使用電機9帶動使其轉(zhuǎn)動，電機9固定在支板b 13上，電機9轉(zhuǎn)速為I?30rmp ;滾筒2下部置于料液槽6的料液5中，料液槽6通過升降臺16調(diào)節(jié)高度放置在底座15上；料液槽有進出料口 7，進出料口 7由閥門8控制開關(guān)并連接自動送料裝置；
[0030]所述的自動送料裝置包括:貯料槽18，蠕動泵19和軟管20 ；
[0031]所述的滾筒2 —端帶有四個刻度標(biāo)尺17，分列成90°方向，用于調(diào)整轉(zhuǎn)動過程中料液浸漬深度為O?3cm，優(yōu)選I?2cm ;
[0032]所述的電機9轉(zhuǎn)速為I?30rmp，優(yōu)選lOrmp。
[0033]實施例1:
[0034]采用基膜為聚砜(PS)材料，平板式超濾膜，截留分子量20000，膜面積為600cm2，所用復(fù)合物材料為聚二甲基硅氧烷(PDMS，黏度為2500Pa.S)，溶劑為正庚烷。
[0035]組裝條件及方法:
[0036](I)用正庚烷將聚二甲基硅氧烷(PDMS)配成1(^%的溶液，溶液中加入lwt_9交聯(lián)劑正硅酸乙酯(TEOS)，0.02wt%的催化劑二月桂酸二丁基錫；
[0037](2)將上述料液傾入儲料槽中，通過自動進料裝置中的蠕動泵和軟管將料液輸送到料液槽；
[0038](3)用卡板將基膜兩端固定在涂膜機滾筒的卡槽內(nèi)，通過升降臺和滾筒一端刻度調(diào)整料液槽高度，使?jié)L筒最低外表面浸入料液深度為Icm ；
[0039](4)打開電源，啟動涂膜機，使電機帶動滾筒旋轉(zhuǎn)30圈，電機轉(zhuǎn)速為1rmp ;
[0040](5)降低升降臺，使?jié)L筒脫離膜液液面后空轉(zhuǎn)5圈，從而膜上的液體復(fù)合更加均勻；
[0041](6)關(guān)掉電源，將膜取下置于恒溫低濕環(huán)境下晾制6-8小時后，將膜置于烘箱80°C硫化8小時，最終形成優(yōu)先透醇膜。
[0042]將上述組裝的復(fù)合膜掃描電鏡觀察膜斷面分離層厚度為6 μπι，在滲透汽化裝置中進行滲透汽化性能測試，測試條件為:原液組成10#%乙醇/水體系，實驗溫度60°C，膜下游壓力200Pa。
[0043]測得滲透汽化膜性能為:滲透通量1493g/m2 -h,透過液中乙醇含量56.28wt%，分離因子11.6。
[0044]實施例2:
[0045]采用基膜為聚砜(PS)材料，平板式超濾膜，截留分子量20000，膜面積為600cm2，所用復(fù)合物材料為聚二甲基硅氧烷(PDMS，黏度為2500Pa.S)，溶劑為正庚烷。
[0046]組裝條件及方法:
[0047](I)用正庚烷將聚二甲基硅氧烷(PDMS)配成1(^%的溶液，溶液中加入lwt_9交聯(lián)劑正硅酸乙酯(TEOS)，0.02wt%的催化劑二月桂酸二丁基錫；
[0048](2)將上述料液傾入儲料槽中，通過自動進料裝置中的蠕動泵和軟管將料液輸送到料液槽；
[0049](3)用卡板將基膜兩端固定在涂膜機滾筒的卡槽內(nèi)，通過升降臺和滾筒一端刻度調(diào)整料液槽高度，使?jié)L筒浸入料液深度為0.1cm ；
[0050](4)打開電源，啟動涂膜機，使電機帶動滾筒旋轉(zhuǎn)30圈，電機轉(zhuǎn)速為1rmp ;
[0051](5)降低升降臺，使?jié)L筒脫離膜液液面后空轉(zhuǎn)5圈，從而膜上的液體復(fù)合更加均勻；
[0052](6)關(guān)掉電源，將膜取下置于恒溫低濕環(huán)境下晾制6-8小時后，將膜置于烘箱80°C硫化8小時，最終形成優(yōu)先透醇膜。
[0053]將上述組裝的復(fù)合膜掃描電鏡觀察膜斷面分離層厚度為5?6 μπι，在滲透汽化裝置中進行滲透汽化性能測試，測試條件為:原液組成10#%乙醇/水體系，實驗溫度60°C，膜下游壓力200Pa。
[0054]測得滲透汽化膜性能為:滲透通量1578g/m2.h，透過液中乙醇含量44.3wt%，分離因子7.17。
[0055]實施例3:
[0056]采用基膜為聚砜(PS)材料，平板式超濾膜，截留分子量20000，膜面積為600cm2，所用復(fù)合物材料為聚二甲基硅氧烷(PDMS，黏度為2500Pa.S)，溶劑為正庚烷。
[0057]組裝條件及方法:
[0058](I)用正庚烷將聚二甲基硅氧烷(PDMS)配成1(^%的溶液，溶液中加入lwt_9交聯(lián)劑正硅酸乙酯(TEOS)，0.02wt%的催化劑二月桂酸二丁基錫；
[0059](2)將上述料液傾入儲料槽中，通過自動進料裝置中的蠕動泵和軟管將料液輸送到料液槽；
[0060](3)用卡板將基膜兩端固定在涂膜機滾筒的卡槽內(nèi)，通過升降臺和滾筒一端刻度調(diào)整料液槽高度，使?jié)L筒浸入料液深度為Icm ；
[0061](4)打開電源，啟動涂膜機，使電機帶動滾筒旋轉(zhuǎn)I圈，電機轉(zhuǎn)速為1rmp ;
[0062](5)降低升降臺，使?jié)L筒脫離膜液液面后空轉(zhuǎn)5圈，從而膜上的液體復(fù)合更加均勻；
[0063](6)關(guān)掉電源，將膜取下置于恒溫低濕環(huán)境下晾制6-8小時后，將膜置于