CN103213227B - 一种流涎法制备全氟离子膜的成膜系统及其成膜工艺 - Google Patents

Abstract

一种流涎法制备全氟离子膜的成膜系统及其成膜工艺。提供了一种结构简单、使用方便，可有效避免全氟离子膜与钢带发生粘黏的流涎法制备全氟离子膜的成膜系统及其成膜工艺。本发明的技术方案是：连接在挤出机的流涎嘴的下方，所述成膜系统依次包括预处理装置、风干装置和均匀压料装置；所述预处理装置包括设在流涎嘴下方的水箱、集水池和提升泵；所述风干装置包括环形钢带、一对鼓风机和一对驱动辊；通过一对驱动辊驱动所述环形钢带，一对所述鼓风机对称的设在所述环形钢带的两侧；所述均匀压料装置包括振动压料器和保压辊。本发明具有加工工艺简单、方便，加工效果好，加工效率高及成品率高等优点。

Description

一种流涎法制备全氟离子膜的成膜系统及其成膜工艺

技术领域

本发明涉及全氟离子膜生产加工领域，尤其涉及对流涎法制备全氟离子膜的成膜系统及其成膜工艺的改进。

背景技术

全氟离子膜，具有突出的耐溶剂、耐酸碱、耐氧化、耐候性和化学稳定性。全氟离子膜在室外放置一、二十年也不会变脆或产生龟裂，用波长为20~400nm的紫外灯照射一年，其性能基本不变。现有技术中其制备方法主要有相转化法（浸没沉淀法、热致相分离法、蒸发助热致相分离等）、拉伸法和烧结法等，其中相转化法是最常用的方法之一。

目前，为提高全氟离子膜的成膜速度及工作效率，国家局于2012年8月29日公布了一份名为“凝胶挤出流延法制备聚偏氟乙烯微孔膜”，申请号为“201110043356.X”的文献，该案中披露了供一种凝胶挤出流延法制备聚偏氟乙烯微孔膜的工艺。其中，将聚偏氟乙烯经喂料机送入挤出机，在从模具口模（即流涎嘴）流出至钢带上成膜，使得，流延成膜与干燥固化在辊筒或钢带同步完成，工艺简单、成膜速度快且效率高、厚度均匀可调。

然而，在该案在实际生产实践中，人们发现其存在以下几点缺陷：一、全氟离子膜在钢带上上成膜时极易与钢带发生粘黏从而大幅降低了全氟离子膜的成品率，使得废品率大幅增高；二、由于钢带长时间处在受热受力的状态，长时间使用后，其形状势必发生改变，从而大幅降低全氟离子膜成膜时的加工效果；三、全氟离子膜从流涎嘴落到钢带上时，受材料自身张力及与钢带之间的摩擦力影响，常导致产出的全氟离子膜的均匀性较差，成膜后常有两边薄中心厚的问题，给后续的加工及使用带来了极大的不便。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种结构简单、使用方便，可有效避免全氟离子膜与钢带发生粘黏，从而大幅提升全氟离子膜的成品率和成膜效果；同时，可使得全氟离子膜成膜后平展度好、厚度均匀的流涎法制备全氟离子膜的成膜系统及其成膜工艺。

本发明的技术方案是：连接在挤出机的流涎嘴的下方，所述成膜系统依次包括预处理装置、风干装置和均匀压料装置；

所述预处理装置包括设在流涎嘴下方的水箱、集水池和提升泵；所述水箱和集水池中设有保温液，所述集水池设在所述水箱的出水口的下方，通过所述提升泵驱动集水池中的保温液进入所述水箱的进水口；

所述风干装置包括环形钢带、一对鼓风机和一对驱动辊；通过一对驱动辊驱动所述环形钢带，一对所述鼓风机对称的设在所述环形钢带的两侧；

所述均匀压料装置包括振动压料器和保压辊。

所述水箱与水平面呈25~50°角。

所述水箱水平设置；所述保温液的密度大于全氟离子膜的密度。

所述保温液为饱和盐水。

所述钢带的两侧边缘向上凸起。

所述成膜系统还包括连接所述均匀压料装置的出料装置。

一种流涎法制备全氟离子膜的成膜系统的成膜工艺，按以下步骤进行成膜：

1）、流涎：将原料放入挤出机中加工，并从流涎嘴中流出；

2）、预处理：使得全氟离子膜在保温液中进行初步冷却，控制保温液进入水箱的温度为60~80℃；

3）、风干：将粘带有保温液的全氟离子膜送入环形钢带中，并在40~60℃的热风下进行风干；

4）、压料：将风干后的全氟离子膜依次送入振动压料器和保压辊；

5）、出料：将保压完成的全氟离子膜送入出料装置，在室温下进一步冷却，并进行质量检测；完毕。

本发明改变了传统的成膜工艺，使得全氟离子膜从流涎嘴流出后依次经过预处理装置、风干装置和均匀压料装置，并最终在出料装置上进行质量检测。具有加工工艺简单、方便，加工效果好，加工效率高及成品率高等优点。

具体的说，本发明使得在水箱中经过预处理的全氟离子膜进入环形钢带时表面上粘带少量保温液，利用这些保温液可在风干初期有效的在环形钢带和全氟离子膜之间形成隔离层，从而避免了全氟离子膜与钢带之间发生粘黏，进而大幅提升了全氟离子膜的成品率和加工效果。

此外，在本发明的优化实施方式中水箱水平设置；这样，可有效避免大量保温液流淌或飞溅至环形钢带上，从而降低风干装置的风干效果；同时，可在全氟离子膜在经流涎嘴流下后，可利用保温液对全氟离子膜起柔性承托和缓冲卸力作用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是本发明的优化实施方式示意图；

图中1是挤出机，2是流涎嘴，3是预处理装置，31是水箱，310是引导辊，32是集水池，320是集盐池，33是提升泵，34是加热板，4是风干装置，41是环形钢带，42是鼓风机，43是驱动辊，5是均匀压料装置，51是振动压料器，52是保压辊，6是出料装置。

具体实施方式

本发明如图1-2所示，连接在挤出机1的流涎嘴2的下方，所述成膜系统依次包括预处理装置3、风干装置4和均匀压料装置5；

所述预处理装置3包括设在流涎嘴2下方的水箱31、集水池32和提升泵33；所述水箱31和集水池32中设有保温液，所述集水池32设在所述水箱31的出水口的下方，通过所述提升泵33驱动集水池32中的保温液进入所述水箱31的进水口，使得水箱31中的保温液在提升泵33的作用下始终保持由进水口流向出水口，从而使得水箱中的全氟离子膜在水流的推动下经出水口输送出；所述保温液通过集水池32底部的加热板34加热至60~80℃；所述水箱31还包括引导辊310，所述引导辊310处于在所述水箱31的出水口，用于引导全氟离子膜从水箱的出水口输送出； 

所述风干装置4包括环形钢带41、一对鼓风机42（可吹出40~60℃的热风）和一对驱动辊43；通过一对驱动辊43驱动所述环形钢带41，一对所述鼓风机42对称的设在所述环形钢带41的两侧，使得环形钢带41在一对鼓风机42之间运行，大幅提升了环形钢带41的稳定性和使用寿命；靠近所述预处理装置31的驱动辊位于所述集水池32上方（使得从水箱中流出的保温液可顺利进入集水池中），远离所述预处理装置3的驱动辊下方设有集盐池320（使得在环形钢带上风干结晶的盐粒可在钢带的运输下掉落至集盐池中）；

这样，在水箱31中经过预处理的全氟离子膜进入环形钢带41时其表面将粘带少量保温液，利用这些保温液可在风干初期有效的在环形钢带和全氟离子膜之间形成隔离层，从而避免了全氟离子膜与钢带之间发生粘黏，进而大幅提升了全氟离子膜的成品率和加工效果；

所述均匀压料装置5包括振动压料器51和保压辊52。使得在环形钢带上经风干的全氟离子膜依次进入振动压料器和保压辊，从而大幅提升了全氟离子膜成膜后的均匀性和平展度。

所述水箱31与水平面呈25~50°角。这样，可是全氟离子膜从流涎嘴流出后，可在斜向下的水流的冲击下，边运输边冷却，并最终在表面上粘带少量保温液进入环形钢带中。

所述水箱31水平设置；这样，可有效避免大量保温液流淌或飞溅至环形钢带上，从而降低风干装置的风干效果；同时，可在全氟离子膜在经流涎嘴流下后，利用保温液对全氟离子膜起柔性承托和缓冲卸力作用；

所述保温液的密度大于全氟离子膜的密度。一方面，使得全氟离子膜进入水箱后可顺利漂浮在保温液上，从而可随着水流顺利的经由引导辊输送离水箱；另一方面，全氟离子膜离开水箱后仅下表面粘带有少量保温液，在不影响隔离环形钢带与全氟离子膜从而避免二者粘黏的同时，也可大幅提升风干效果和加工效率，进而大幅提升全氟离子膜的加工效果。

所述保温液为饱和盐水（由于饱和盐水的密度≈1.33g/cm3，而全氟离子膜的密度≈1.17g/cm3，使得全氟离子膜进入水箱后可顺利的漂浮在保温液上）。使用时，可由人工或机械将集盐池中的盐运送至集水池中，以确保集水池中始终有未溶解的盐晶。

所述钢带41的两侧边缘向上凸起。这样，可在全氟离子膜进行风干时，对其起有效的承托作用。

所述成膜系统还包括连接所述均匀压料装置5的出料装置6。所述出料装置包括输送带和一对驱动轮。通过出料装置使得全氟离子膜在室温下进一步冷却，同时，使得工作人员可在此时对全氟离子膜进行质量检测和验收。

一种流涎法制备全氟离子膜的成膜系统的成膜工艺，按以下步骤进行成膜：

1）、流涎：将原料放入挤出机1中加工，并从流涎嘴2中流出；此处全氟离子膜流出时的温度为200~215℃，同时可在落入水箱前降温至180~200℃；

2）、预处理：使得全氟离子膜在保温液中进行初步冷却，控制保温液进入水箱31的温度为60~80℃；使得全氟离子膜可在水箱中进行初步冷却；

3）、风干：将粘带有保温液的全氟离子膜送入环形钢带41中，并在40~60℃的热风下进行风干；使得全氟离子膜可在环形钢带上进行风干和二次冷却；

4）、压料：将风干后的全氟离子膜依次送入振动压料器和保压辊；

5）、出料：将保压完成的全氟离子膜送入出料装置，在室温下进一步冷却，并进行质量检测；完毕。

Claims (5)

1.一种流涎法制备全氟离子膜的成膜系统，连接在挤出机的流涎嘴的下方，所述成膜系统依次包括预处理装置、风干装置和均匀压料装置；

所述预处理装置包括设在流涎嘴下方的水箱、集水池和提升泵；所述水箱和集水池中设有保温液，所述集水池设在所述水箱的出水口的下方，通过所述提升泵驱动集水池中的保温液进入所述水箱的进水口；

所述风干装置包括环形钢带、一对鼓风机和一对驱动辊；通过一对驱动辊驱动所述环形钢带，一对所述鼓风机对称的设在所述环形钢带的两侧；

所述均匀压料装置包括振动压料器和保压辊；其特征在于，

所述水箱水平设置；所述保温液的密度大于全氟离子膜的密度。

2.根据权利要求1所述的一种流涎法制备全氟离子膜的成膜系统，其特征在于，所述保温液为饱和盐水。

3.根据权利要求1所述的一种流涎法制备全氟离子膜的成膜系统，其特征在于，所述钢带的两侧边缘向上凸起。

4.根据权利要求1所述的一种流涎法制备全氟离子膜的成膜系统，其特征在于，所述成膜系统还包括连接所述均匀压料装置的出料装置。

5.一种根据权利要求1所述的流涎法制备全氟离子膜的成膜系统的成膜工艺，按以下步骤进行成膜：

1)、流涎：将PVDF原料放入挤出机中加工，并从流涎嘴中流出，流出时温度为200～215℃；

2)、预处理：使得全氟离子膜经保温液的初步冷却，控制保温液的温度为60～80℃；

3)、风干：将粘带有保温液的全氟离子膜送入环形钢带中，并在40～60℃的热风下进行风干；

4)、压料：将风干后的全氟离子膜依次送入振动压料器和保压辊；

5)、出料：将保压完成的全氟离子膜送入出料装置，在室温下进一步冷却，并进行质量检测；完毕。