CN103990381A

CN103990381A - 一种耐高温电渗析隔板及其制备方法

Info

Publication number: CN103990381A
Application number: CN201410222716.6A
Authority: CN
Inventors: 朱缨
Original assignee: Jiande Lan Xin Environmental Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Lanxin Environmental Technology Co., Ltd.
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2014-05-23
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2034-05-23
Also published as: CN103990381B

Abstract

本发明公开了一种耐高温电渗析隔板及其制备方法。本发明是采用一次性浇注工艺来制作隔板；隔板外框由弹性PVC加碳纤维或纤维素纤维共混组成；板心网络采用耐高温PVC挤出网，由弹性PVC加纤维素纤维共混组成；其中隔板外框中弹性PVC采用氯乙烯单体与丁二烯单体共聚而成。本发明的优点是通过本发明所制备的隔板具有制作简单、耐高温、耐强腐蚀等特点，具有广泛的应用前景。

Description

一种耐高温电渗析隔板及其制备方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体是指一种耐高温电渗析隔板及其制备方法。

背景技术

电渗析隔析的框架内空间布设有隔网，框架两端分别均布有较密集的方形或圆形的水通道，一般相邻水通道的中心间距小于30毫米。框架一端的水通道为进水通道，另一端的水通道为出水通道，每端的水通道相间开设有与中间隔网相连接的若干布水流道，且进水通道与对侧的出水通道所开设的布水流道相错。隔板的一面上覆盖有阴离子交换膜，另一面上则覆盖有阳离子交换膜，阴、阳离子交换膜两端上分别开设有与隔板上的各导液孔相对应的洞孔，但该洞孔的孔径均与隔板上的大导液孔相等。由隔板、离子交换膜、反向隔板、离子交换膜……依次叠合在一起即组成“膜堆”，其中每对阴阳离子交换膜之间夹着一块隔板为一个“膜对”，“膜对”内空间即为一个淡水室或浓水室，此时隔板与离子交换膜上的对应导液孔、洞孔串叠在一起即构成浓、淡水室的导液管，在膜堆的两端加上正负电极板即组成电渗析器。

作为电渗析设备的主要配件之一的隔板，对其要求具有隔开离子交换膜、对水流有淌流作用的功能，并且应在防漏电、防串漏、防渗漏、减少阻力等方面具有较好的性能，才能算是一个合格的电渗析隔板，特别是均相膜电渗析隔板与双极膜隔板。

经过近几年许多人对隔板的研究，分别在防漏电、防串漏、防渗漏、减少阻力性能方面作了不少努力，并取得了较好的进展。使电渗析器中所用的隔板，有多种形式，有正方形、长方形、圆形等。隔板中所用的流道有单道、多道直线式、多道启开形式等。所用的网格也有方形、棱形等。但这一系列的隔板都有一个共同的缺点，即制作工序多、不耐高温、不耐强腐蚀液体等。

发明内容

本发明针对现有技术及产品中的不足，提出一种制作简单、耐高温、耐强腐蚀的电渗析或双极膜隔板。本发明的目的，是对现有电渗析器隔板的外框材料、网格材料、制作方法做全新的改变，从而提供一种制作简单、耐高温、耐强腐蚀的电渗析或双极膜隔板。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

一种耐高温电渗析隔板及其制备方法，采用一次性浇注工艺来制作隔板；隔板外框由弹性PVC加碳纤维或纤维素纤维共混组成；板心网络采用耐高温PVC挤出网，由弹性PVC加纤维素纤维共混组成。

作为优选：所述隔板外框中弹性PVC采用氯乙烯单体与丁二烯单体共聚而成，氯乙烯单体占共聚体的质量比为60-80％，丁二烯占20-40％；隔板外框中碳纤维或纤维素纤维占隔板外框的质量比例为1-10％，所使用的碳纤维或纤维素纤维的直径为0.05-0.15mm，长度为0.1-5mm。作为更佳选择，所述弹性PVC的分子量不大于150万；所述碳纤维或纤维素纤维占隔板外框的质量比例为2％-5％。

隔板的外框的主材料采用氯乙烯单体与丁二烯单体共聚而成，在保证了隔板的耐高温的同时，也可提供了较高的弹性与可浇注性。

隔板的外框采用弹性PVC与碳纤维或纤维素纤维进行共混，使隔板的强度与耐温性能大幅提高。

作为优选：所述板心网络中弹性PVC中氯乙烯单体占弹性PVC质量比例20-40％，丁二烯占60-80％；纤维素纤维占板心网络质量的0.5-5％，所使用的纤维素纤维的直径为0.02-0.1mm，长度为0.05-1mm。作为更佳选择，氯乙烯单体比例占20-30％，丁二烯占70-80％，纤维素纤维占的比例为0.5％-1％。

作为优选，所述的隔板外框的厚度为0.2-0.9mm。

作为优选，所述的板心网络中网眼为棱形，角度为45度，厚度为0.2-0.9mm。

隔板的板心网采用热塑性更强的耐高温PVC以便可用于挤出工艺而成网，另外添加了纤维素纤维与使网格的强度与而腐蚀性能大幅提高。

针对普通隔板的制作方法是先制作隔板外框，再焊接上板心网格的制作方法，我们采用一次性浇注工艺来制作隔板。其中先用一张大小、厚度与隔板的大小、厚度相等的网格，在网格四周的外框用弹性PVC与碳纤维或纤维素共混材料进行一次性浇注并冲孔后，直接形成一张隔板。

有益效果：本发明的所制备电渗析具有制作简单、耐高温、耐强腐蚀等特性，克服了现有技术中制作工序多、不耐高温、不耐强腐蚀液体等不足，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1电渗析隔板结构示意图示意图；

1、椭圆形导液孔 2、半椭圆形导液孔 3、布水流道 4、板框体

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施作具体说明：

实施例1

根据附图1所示结构，选用80％的聚氯乙烯单体与20％的丁二烯单体以过氧苯甲酰为引发剂进行聚合，聚合后的分子量为140万。再与比例为2％碳纤维进行共混，碳纤维的直径为0.1mm，长度为0.5mm。共混后的外框粉料备用。选用30％的聚氯乙烯单体与70％的丁二烯单体以过氧苯甲酰为引发剂进行聚合。再与比例为1％纤维素纤维进行共混，纤维素纤维的直径为0.05mm，长度为0.5mm。共混后的网格粉料用注塑挤出机挤出网眼为棱形，角度为45度，厚度为0.7mm的网，再把网裁成420*820mm的尺寸后放入平板浇注机。把网中心尺寸为360*700mm的面积以及流道3的位置进行遮挡，其他部分用外框粉料进行浇注，冷却取出取，按隔板尺寸400*800mm进行冲孔制备正式的隔板。

把上述加工成的隔板，按照普通电渗析膜组器的组装方法，安装200对隔板与耐高温的阴膜AHT与耐高温的氯碱阳膜进行测试。发现当流量为10吨/小时，膜堆总压力为0.02MPa，大大低于普通的0.05MPa或更高。测试内漏，没发现内漏。采用温度为90度、浓度为10％的氢氧化钠做为料液，以电流密度为1000A/m2进行浓缩，电流效率高达85％，运行10小时后，拆开膜组器，没发现隔板由于高温、高碱浓度而造成隔板损坏。

实施例2

与实施例1相同的结构，选用70％的聚氯乙烯单体与30％的丁二烯单体以过氧苯甲酰为引发剂进行聚合，聚合后的分子量为130万。再与比例为5％碳纤维进行共混，碳纤维的直径为0.2mm，长度为2mm。共混后的外框粉料备用。选用20％的聚氯乙烯单体与80％的丁二烯单体以过氧苯甲酰为引发剂进行聚合。再与比例为0.5％纤维素纤维进行共混，纤维素纤维的直径为0.08mm，长度为0.8mm。共混后的网格粉料用注塑挤出机挤出网眼为棱形，角度为45度，厚度为0.5mm的网，再把网裁成420*820mm的尺寸后放入平板浇注机。把网中心尺寸为360*700mm的面积以及流道3的位置进行遮挡，其他部分用外框粉料进行浇注，冷却取出取，按隔板尺寸400*800mm进行冲孔成正式的隔板。

把上述加工成的隔板，按照普通电渗析膜组器的组装方法，安装200对隔板与耐高温的阴膜AHT与耐高温的氯碱阳膜进行测试。发现当流量为10吨/小时，膜堆总压力为0.03MPa，大大低于普通的0.05MPa或更高。测试内漏，没发现内漏。采用温度为90度、浓度为10％的氢氧化钠做为料液，以电流密度为1000A/m2进行浓缩，电流效率高达88％，运行10小时后，拆开膜组器，没发现隔板由于高温、高碱浓度而造成隔板损坏。

实施例3

与实施例1相同的结构，选用60％的聚氯乙烯单体与40％的丁二烯单体以过氧苯甲酰为引发剂进行聚合，聚合后的分子量为150万。再与比例为5％碳纤维进行共混，碳纤维的直径为0.6mm，长度为1mm。共混后的外框粉料备用。选用25％的聚氯乙烯单体与75％的丁二烯单体以过氧苯甲酰为引发剂进行聚合。再与比例为0.8％纤维素纤维进行共混，纤维素纤维的直径为0.1mm，长度为0.5mm。共混后的网格粉料用注塑挤出机挤出网眼为棱形，角度为45度，厚度为0.25mm的网，再把网裁成420*820mm的尺寸后放入平板浇注机。把网中心尺寸为360*700mm的面积以及流道3的位置进行遮挡，其他部分用外框粉料进行浇注，冷却取出取，按隔板尺寸400*800mm进行冲孔成正式的隔板。

把上述加工成的隔板，按照普通电渗析膜组器的组装方法，安装200对隔板与耐高温的阴膜AHT与耐高温的氯碱阳膜进行测试。发现当流量为6吨/小时，膜堆总压力为0.04MPa，大大低于普通的0.05MPa或更高。测试内漏，没发现内漏。采用温度为90度、浓度为10％的氢氧化钠做为料液，以电流密度为1000A/m2进行浓缩，电流效率高达90％，运行10小时后，拆开膜组器，没发现隔板由于高温、高碱浓度而造成隔板损坏。

实施例4

与实施例1相同的结构，选用60％的聚氯乙烯单体与40％的丁二烯单体以过氧苯甲酰为引发剂进行聚合，聚合后的分子量为150万。再与比例为10％碳纤维进行共混，碳纤维的直径为0.15mm，长度为5mm。共混后的外框粉料备用。选用40％的聚氯乙烯单体与60％的丁二烯单体以过氧苯甲酰为引发剂进行聚合。再与比例为5％纤维素纤维进行共混，纤维素纤维的直径为0.5mm，长度为1mm。共混后的网格粉料用注塑挤出机挤出网眼为棱形，角度为45度，厚度为0.9mm的网，再把网裁成420*820mm的尺寸后放入平板浇注机。把网中心尺寸为360*700mm的面积以及流道3的位置进行遮挡，其他部分用外框粉料进行浇注，冷却取出取，按隔板尺寸400*800mm进行冲孔成正式的隔板。

把上述加工成的隔板，按照普通电渗析膜组器的组装方法，安装200对隔板与耐高温的阴膜AHT与耐高温的氯碱阳膜进行测试。发现当流量为6吨/小时，膜堆总压力为0.03MPa，大大低于普通的0.05MPa或更高。测试内漏，没发现内漏。采用温度为90度、浓度为10％的氢氧化钠做为料液，以电流密度为1000A/m2进行浓缩，电流效率高达87％，运行10小时后，拆开膜组器，没发现隔板由于高温、高碱浓度而造成隔板损坏。

实施例5

与实施例1相同的结构，选用70％的聚氯乙烯单体与30％的丁二烯单体以过氧苯甲酰为引发剂进行聚合，聚合后的分子量为130万。再与比例为1％碳纤维进行共混，碳纤维的直径为0.05mm，长度为0.1mm。共混后的外框粉料备用。选用40％的聚氯乙烯单体与60％的丁二烯单体以过氧苯甲酰为引发剂进行聚合。再与比例为0.5％纤维素纤维进行共混，纤维素纤维的直径为0.02mm，长度为0.05mm。共混后的网格粉料用注塑挤出机挤出网眼为棱形，角度为45度，厚度为0.2mm的网，再把网裁成420*820mm的尺寸后放入平板浇注机。把网中心尺寸为360*700mm的面积以及流道3的位置进行遮挡，其他部分用外框粉料进行浇注，冷却取出取，按隔板尺寸400*800mm进行冲孔成正式的隔板。

把上述加工成的隔板，按照普通电渗析膜组器的组装方法，安装200对隔板与耐高温的阴膜AHT与耐高温的氯碱阳膜进行测试。发现当流量为6吨/小时，膜堆总压力为0.04MPa，大大低于普通的0.05MPa或更高。测试内漏，没发现内漏。采用温度为90度、浓度为10％的氢氧化钠做为料液，以电流密度为1000A/m2进行浓缩，电流效率高达86％，运行10小时后，拆开膜组器，没发现隔板由于高温、高碱浓度而造成隔板损坏。

Claims

1.一种耐高温电渗析隔板，由隔板外框和板心网络组成，其特征在于所述的隔板外框由弹性PVC加碳纤维或纤维素纤维共混组成；板心网络由弹性PVC加纤维素纤维共混组成。

2.根据权利要求1所述的耐高温电渗析隔板，其特征在于所述隔板外框中弹性PVC采用氯乙烯单体与丁二烯单体共聚而成，氯乙烯单体占共聚体的质量比为60-80％，丁二烯占20-40％；隔板外框中碳纤维或纤维素纤维占隔板外框的质量比例为1-10％，所使用的碳纤维或纤维素纤维的直径为0.05-0.15mm，长度为0.1-5mm。

3.根据权利要求2所述的耐高温电渗析隔板，其特征在于所述弹性PVC的分子量不大于150万。

4.根据权利要求2所述的耐高温电渗析隔板，其特征在于所述碳纤维或纤维素纤维占隔板外框的质量比例为2％-5％。

5.根据权利要求1所述的耐高温电渗析隔板，其特征在于所述板心网络中弹性PVC中氯乙烯单体占弹性PVC质量比例20-40％，丁二烯占60-80％；纤维素纤维占板心网络质量的0.5-5％，所使用的纤维素纤维的直径为0.02-0.1mm，长度为0.05-1mm。

6.根据权利要求5所述的耐高温电渗析隔板，其特征在于所述氯乙烯单体比例占20-30％，丁二烯占70-80％，纤维素纤维占的比例为0.5％-1％。

7.根据权利要求1所述的耐高温电渗析隔板，其特征在于所述的隔板外框的厚度为0.2-0.9mm。

8.根据权利要求1所述的耐高温电渗析隔板，其特征在于所述的板心网络中网眼为棱形，角度为45度，厚度为0.2-0.9mm。

9.一种耐高温电渗析隔板的制备方法，其特征在于采用一次性浇注工艺制备隔板，其中先用一张大小、厚度与隔板的大小、厚度相等的网格，在网格四周的外框用弹性PVC与碳纤维或纤维素共混材料进行一次性浇注并冲孔后，直接形成一张隔板。