CN102838961A - 膜组件用双组分环氧封端胶及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于水处理行业膜组件封端用的双组份环氧封端胶，其包括A和B两种组份，所述A组分包括主体树脂、增韧剂和稀释剂，所述B组分包括常温固化剂；所述主体树脂包括一种或几种双酚A环氧树脂，环氧当量为150-300所述增韧剂的含量为主体树脂重量的5-99%；所述稀释剂的含量为主体树脂重量的1-95%；所述常温固化剂的含量为主体树脂重量的1-100%。本发明的双组份环氧封端胶添加有增韧组分，赋予超滤膜或微滤膜的膜丝根部一定的柔性，改善了断丝问题，增加了封端胶的柔韧性，同时有效避免胶体脱壳和开裂的问题。

Description

膜组件用双组分环氧封端胶及其应用

技术领域

本发明涉及一种封端胶，特别涉及一种水处理行业膜组件封端用的双组份环氧封端胶及其应用。

背景技术

超滤/微滤膜组件是水处理设备的核心部分，其利用多孔材料的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定大小的杂质颗粒。在压力驱动下，溶液中水、有机小分子、无机离子等尺寸小的物质可通过纤维壁上的微孔到达膜的另一侧，溶液中菌体、胶体、颗粒物、有机大分子等大尺寸物质则不能透过纤维壁而被截留，从而达到筛分溶液中不同组分的目的。该过程为常温操作，无相态变化，不产生二次污染。超滤/微滤设备就是以超滤膜为核心产品对水质进行过滤。超滤/微滤膜组件的工作原理是以压力为推动力，利用超滤/微滤膜不同孔径对液体进行分离的物理筛分过程，所用操作压差在0.1—0.5MPa。

环氧树脂和聚氨酯树脂作为封端材料，广泛应用于超滤/微滤膜组件的组装工艺中，对膜丝起到固定、粘接、密封和承压的作用。环氧树脂材料相比其他封端材料具有优异的机械性能、耐水老化性、耐高低温性及固化收缩率低的特点。目前膜组件行业大多直接采购环氧树脂和固化剂调配封装。但是，直接用环氧树脂和固化剂调配得到的封端胶，普遍存在综合成本高，混胶粘度与爬丝高度的矛盾，固化时间和固化温度波动大，柔韧性差的问题，并且，环氧树脂与固化剂之间的重量配比对胶的柔韧性有重要影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种膜组件封端用的双组份环氧封端胶，该封端胶改善了现有技术存在的柔韧性差的问题。

为达上述目的，本发明一种膜组件用双组份环氧封端胶，包括A和B两种组份，所述A组分包括主体树脂、增韧剂和稀释剂；所述B组分包括常温固化剂；所述主体树脂为一种或几种双酚A环氧树脂，环氧当量为150-300，优选150-250，更优选150-220；所述增韧剂的含量为主体树脂重量的5-99%；所述稀释剂的含量为主体树脂重量的1-95%；所述常温固化剂的含量为主体树脂重量的1-100%。

本发明的双组份环氧封端胶，其中优选所述双酚A环氧树脂选自环氧树脂E51、环氧树脂E44和环氧树脂E42的一种或两种以上以任意比例的混合物，其中环氧树脂E51、E44和E42均为现有产品，市场有售。

环氧树脂作为一种热固性树脂，因具有优异的粘接性、机械强度及耐腐蚀性。但同时也存在质脆、耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差的缺点。因此本发明的封端胶作为与膜丝直接结合的封端材料，必须考虑封端材料的柔韧性问题。本发明中所述增韧剂可以使用传统的增韧方法，包括添加橡胶弹性体如端羧基丁腈橡胶，或添加环氧大豆油等。也可以使用改性柔性固化剂改善环氧树脂的柔韧性。本发明中所述增韧剂为现有的增韧剂，如使用改性柔性固化剂，该改性柔性固化剂为低分子量聚酰胺的改性物，如空气化学公司的Ancamide 910、Ancamide 351A。进一步优选地，本发明所用增韧剂选用一种环氧封端的液体丁腈橡胶（沃特化工CHX100）。优选地，增韧剂的含量为主体树脂重量的5-60%。

本发明的双组份环氧封端胶，其中所述稀释剂为活性稀释剂或非活性稀释剂。活性稀释剂是指分子结构中带有环氧官能团的物质，按其每个分子所含反应性基团的多少，可以分为单官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂。本发明优选活性稀释剂为单环氧基活性稀释剂或双环氧基活性稀释剂，更优选所述单环氧基活性稀释剂选自丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚中的一种或多种；优选双环氧基活性稀释剂选自所述聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚和己二醇二缩水甘油醚中的一种或两种以上以任意比例的混合物；非活性稀释剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯和磷酸二苯酯中的一种或两种以上以任意比例的混合物。优选地，所述稀释剂的含量为主体树脂重量的1-50%。

本发明的双组份环氧封端胶，其中优选所述常温固化剂选自脂肪胺（如：三乙烯四胺）、改性脂肪胺、改性酯环胺、聚醚胺类和聚酰胺类固化剂中的一种或两种以上以任意比例的混合物，上述这些固化剂均为现有常规产品，市场有售。优选地，所述常温固化剂的含量为主体树脂重量的10-70%。

本发明还涉及上述双组份环氧封端胶的应用，用于超滤膜或微滤膜组件的组装封端，解决了现有技术的封端胶存在固化时间和固化温度波动大、柔韧性差的问题。

本发明与现有技术不同之处在于，本发明的双组份环氧封端胶添加有合适百分含量的增韧组分，赋予超滤膜或微滤膜的膜丝根部一定的柔性，改善了断丝问题，增加了封端胶的柔韧性，同时有效避免胶体脱壳和开裂的问题。

具体实施方式

以下结合实施例和试验数据，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例1（增韧剂CHX100）

A组份

双酚A环氧树脂（巴陵石化CYD-128环氧值190）100g

CHX100（环氧封端的液体丁腈橡胶，沃特化工）50g

聚乙二醇二缩水甘油醚（恒远化工XY-669）10g

B组份

聚酰胺（空气化学Ancamide 351A）    43g

三乙烯四胺（工业级）               2g

制备方法：将上述100g环氧树脂、50g增韧剂-CHX100和10g的聚乙二醇二缩水甘油醚常温搅拌混合均匀，真空脱泡可得所述A组份。其中，搅拌和真空脱泡所用的设备均为本领域公知装置。将上述43g聚酰胺和2g三乙烯四胺常温混合均匀，静置脱泡可得B组份。将A组份和B组份混合均匀，即得双组份环氧封端胶。

实施例2（增韧剂CHX100）

A组份

双酚A环氧树脂（巴陵石化CYD-128环氧值190）100g

CHX100（环氧封端的液体丁腈橡胶，沃特化工）30g

聚乙二醇二缩水甘油醚（恒远化工XY-669）    5g

B组份

聚酰胺（空气化学Ancamide351A）        43g

三乙烯四胺（工业级）                  2g

制备方法：将上述100g的环氧树脂、30g增韧剂-CHX100和5g的聚乙二醇二缩水甘油醚常温搅拌混合均匀，真空脱泡可得所述A组份。其中，搅拌和真空脱泡所用的设备均为本领域公知装置。将上述43g聚酰胺和2g三乙烯四胺常温混合均匀，静置脱泡可得B组份。将A组份和B组份混合均匀，即得双组份环氧封端胶。

实施例3（增韧剂端羧基丁腈橡胶）

A组份

双酚A环氧树脂（巴陵石化CYD-128环氧值190）100g

端羧基丁腈橡胶（Hycar CTBN1300*9）       30g

聚乙二醇二缩水甘油醚（恒远化XY-669）     5g

B组份

聚酰胺（空气化学Ancamide351A）        43g

三乙烯四胺（工业级）                  2g

制备方法：将上述100g双酚A环氧树脂、30g增韧剂-端羧基丁腈橡胶和5g的聚乙二醇二缩水甘油醚常温搅拌混合均匀，真空脱泡可得所述A组份。其中，搅拌和真空脱泡所用的设备均为本领域公知装置。将上述43g聚酰胺和2g三乙烯四胺常温混合均匀，静置脱泡可得B组份。将A组份和B组份混合均匀，即得双组份环氧封端胶。

对比例1（不含有增韧剂）

A组份

双酚A环氧树脂（巴陵石化CYD-128环氧值190）100g

聚乙二醇二缩水甘油醚（恒远化工XY-669）   5g

B组份

聚酰胺（空气化学Ancamide351A）        43g

三乙烯四胺（工业级）                2g

制备方法：将上述100g双酚A环氧树脂和5g的聚乙二醇二缩水甘油醚常温搅拌混合均匀，真空脱泡可得所述A组份。其中，搅拌和真空脱泡所用的设备均为本领域公知装置。将上述43g聚酰胺和2g三乙烯四胺常温混合均匀，静置脱泡可得B组份。将A组份和B组份混合均匀，即得不含增韧剂的环氧封端胶。

对比例2（增韧剂、稀释剂、常温固化剂的含量较高，制备方法同实施例1）

A组份

双酚A环氧树脂（巴陵石化CYD-128环氧值190）100g

CHX100（环氧封端的液体丁腈橡胶，沃特化工）103g

聚乙二醇二缩水甘油醚（恒远化工XY-669）100g

B组份

聚酰胺（空气化学Ancamide351A）90g

三乙烯四胺（工业级）          20g

对比例3（增韧剂、稀释剂、常温固化剂的含量较低，制备方法同实施例1）

A组份

双酚A环氧树脂（巴陵石化CYD-128环氧值190）100g

CHX100（环氧封端的液体丁腈橡胶，沃特化工）3g

聚乙二醇二缩水甘油醚（恒远化工XY-669）    0.8g

B组份

聚酰胺（空气化学Ancamide351A）        0.5g

三乙烯四胺（工业级）                  0.2g

分别用上述配方例封装90mm超滤组件，所用膜丝为PES超滤膜丝，浇铸方式为静态浇铸，灌胶量为260g，室温环境23℃。测试项目包括：混胶初始粘度（引用标准ASTM D-4878）、胶凝时间（引用标准ASTM D-2971）、邵氏硬度（引用标准ASTM D-2240）、拉伸强度(引用标准ASTM D-638)。得到的检测结果如表1所示。

表1各实施例产品的测试结果

综合分析表1的数据，添加增韧组分的封端胶（如实施例1-3）与没有添加增韧剂的封端胶（如对比例1）相比，在柔韧性方面有显著改善、拉伸强度明显降低。

树脂、增韧剂、稀释剂、常温固化剂重量配比必须在恰当的范围内，才能达到本发明的目的。发明人经过一系列对比试验得出，当增韧剂、稀释剂、常温固化剂的含量较高或较低时，均不能解决增加胶的柔韧性、改善断丝问题。当增韧剂、稀释剂、常温固化剂的添加量较高时，会导固化时间过长，硬度过小的问题，达不到结构封装的要求；当增韧剂、稀释剂、常温固化剂的添加量较低时，会导致不能形成固化物的问题（如对比例2、3所示）。只有当增韧剂的含量为树脂重量的5-99%；稀释剂的含量为主体树脂重量的1-95%；固化剂的含量为主体树脂重量的1-100%时，封端胶的增韧效果较好，赋予超滤膜或微滤膜的膜丝根部一定的柔性，改善断丝问题，同时有效避免胶体脱壳和开裂的问题。经过长期生产和试验经验证明，当增韧剂的含量为树脂重量的5-60%；稀释剂的含量为主体树脂重量的1-50%；固化剂的含量为主体树脂重量的10-70%；双酚A环氧树脂的环氧当量为150-220时，封端胶柔韧性更好，在改善断丝、避免胶体脱壳和开裂方面具有更好的效果。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种膜组件用双组份环氧封端胶，其特征在于：包括A和B两种组份，所述A组分包括主体树脂、增韧剂和稀释剂，所述B组分包括常温固化剂；

所述主体树脂为一种或几种双酚A环氧树脂，环氧当量为150-300；

所述增韧剂的含量为主体树脂重量的5-99%；

所述稀释剂的含量为主体树脂重量的1-95%；

所述常温固化剂的含量为主体树脂重量的1-100%。

2.根据权利要求1所述的双组份环氧封端胶，其特征在于：所述双酚A环氧树脂的环氧当量为150-250，优选150-220。

3.根据权利要求1所述的双组份环氧封端胶，其特征在于：所述双酚A环氧树脂选自环氧树脂E51、环氧树脂E44和环氧树脂E42的一种或两种以上以任意比例的混合物。

4.根据权利要求1所述的双组份环氧封端胶，其特征在于：所述增韧剂为橡胶弹性体、环氧大豆油或改性柔性固化剂，所述橡胶弹性体优选端羧基丁腈橡胶。

5.根据权利要求1所述的双组份环氧封端胶，其特征在于：所述增韧剂的含量为主体树脂重量的5-60%。

6.根据权利要求1所述的双组份环氧封端胶，其特征在于：

所述稀释剂为活性稀释剂或非活性稀释剂；

优选所述活性稀释剂为单环氧基活性稀释剂或双环氧基活性稀释剂，

更优选，所述单环氧基活性稀释剂选自丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚中的一种或多种，

所述双环氧基活性稀释剂选自聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚和己二醇二缩水甘油醚中的一种或多种以任意比例的混合物；

优选所述非活性稀释剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯和磷酸二苯酯中的一种或两种以上以任意比例的混合物。

7.根据权利要求1所述的双组份环氧封端胶，其特征在于：所述稀释剂的含量为主体树脂重量的1-50%。

8.根据权利要求1所述的双组份环氧封端胶，其特征在于：所述常温固化剂选自脂肪胺、改性脂肪胺、改性酯环胺、聚醚胺类和聚酰胺类固化剂中的一种或两种以上以任意比例的混合物。

9.根据权利要求1所述的双组份环氧封端胶，其特征在于：所述常温固化剂的含量为主体树脂重量的10-70%。

10.权利要求1-9任一项所述的双组份环氧封端胶的应用，其特征在于：用于超滤膜或微滤膜组件的组装封端。