CN110041604A - 一种隔膜、其制备方法及隔膜泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔膜，包括隔膜主体，所述隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分：70～150份聚烯烃热塑性弹性体、10～20份炭黑、5～10份氧化锌、2～5份促进剂、1～2份硫化剂及0.05～1.5份硅油。本发明的隔膜具有较低的硬度，降低了隔膜泵的能耗，同时隔膜表面不会附着微生物，使用寿命增长的同时也能降低能耗，具有较高的应用的价值。
Description
技术领域
本发明涉及隔膜泵零部件领域，尤其涉及一种隔膜及其制备方法，还涉及一种隔膜泵。
背景技术
现今隔膜泵已广泛的应用于水处理，但是隔膜泵中的隔膜材料硬度较大，一方面导致隔膜摆动时损耗的能量较大；另一方面，使用寿命较短。
在进行水处理时，隔膜通常处于高温、高湿的环境，导致隔膜表面滋生出细菌及其他微生物，日积月累附着在隔膜表面的细菌及其他微生物会越来越多，隔膜随即越来越重，摆动时需要的能耗增加，此外，微生物会释放出酸、碱性物质腐蚀隔膜，缩短隔膜寿命。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种隔膜及其制备方法和隔膜泵，用于解决现有技术中隔膜耗能较大、寿命短的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供了一种隔膜，包括隔膜主体，所述隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分：
优选地，所述隔膜主体的原料组分还包含如下原料中一种或几种：
硬脂酸 0.5～2份；
防老剂 1～3份；
增塑剂 20～30份。
优选地，所述隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分：
优选地，所述隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分：
优选地，所述隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分：
优选地，所述聚烯烃热塑性弹性体选自乙烯-α烯烃共聚物、丙烯-α烯烃共聚物、乙烯-丁烯共聚物及乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种。
优选地，所述促进剂选自促进剂D、促进剂DM、促进剂CZ、促进剂CM、促进剂CBS、促进剂BZ、促进剂NOBS、促进剂CA及促进剂AZ中的一种或多种。
优选地，所述硫化剂为硫磺。
优选地，所述防老剂选自防老剂MBZ、防老剂W、防老剂264、防老剂A、防老剂2246、防老剂4010、防老剂BLE、防老剂BZ、防老剂CEA、防老剂D及防老剂DPPD中的一种或多种。
优选地，所述增塑剂选自芳烃油、环烷油、石蜡油、环氧化油、环氧化脂肪酸单酯、环氧化四氢邻苯二甲酸酯中的一种或多种。
优选地，隔膜还包括涂覆在所述隔膜主体上的第一涂层，所述第一涂层为特氟龙材料。
优选地，隔膜还包括涂覆在所述第一涂层上的第二涂层，所述第二涂层为聚乙烯与改性纳米碳酸钙的四氟乙烷溶液，所述聚乙烯与改性纳米碳酸钙的质量比为1：(0.5～1)，所述改性纳米碳酸钙的质量分数不超过1.5％。
优选地，所述改性纳米碳酸钙为十七氟癸基三甲基硅烷改性纳米碳酸钙。
本发明还提供了隔膜的制备方法，包括如下步骤：
1)制备隔膜主体；
2)涂覆第一涂层：在所述隔膜主体上涂覆特氟龙材料；
3)喷涂第二涂层：在所述特氟龙材料上喷涂改性纳米碳酸钙与聚乙烯的四氟乙烷溶液。
优选地，步骤1)具体为：按配方量将各原料组分投入混炼机进行混炼，得到混炼胶，然后将混炼胶置于模具中进行模压成型，随后送入硫化设备中进行硫化，最后进行修整得到隔膜主体。
进一步优选地，混炼温度为100℃～150℃，混炼时间为5分钟～15分钟。
进一步优选地，硫化温度为120℃～150℃，硫化时间为10分钟～40分钟。
优选地，步骤2)中涂覆温度为150℃～200℃，保温时间为5分钟～10分钟。
本发明还提供了一种隔膜泵，具有上述的隔膜。
如上所述，本发明的隔膜具有以下有益效果：
(1)具有较低的硬度，降低了隔膜泵的能耗；
(2)隔膜表面不会附着微生物，使用寿命增长的同时也能降低能耗。
附图说明
图1为本发明实施例的隔膜的截面结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
实施例1
一种隔膜，包括隔膜主体，隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分：
该隔膜的制备方法如下：
1)制备隔膜主体1：按配方量将各原料组分投入混炼机进行混炼，混炼温度为100℃，混炼15分钟，得到混炼胶，将混料胶置于模具中进行模压成型，成型后置于硫化设备中进行硫化，硫化温度为120℃，硫化40分钟；
2)涂覆特第一涂层2：在隔膜主体1上涂覆特氟龙材料，涂覆温度为150℃，并保温10分钟；
3)喷涂第二涂层3：在特氟龙材料上喷涂经十七氟癸基三甲基硅烷改性的纳米碳酸钙与聚乙烯的四氟乙烷溶液，其中聚乙烯与纳米碳酸钙的质量比为1:0.5，改性纳米碳酸钙的质量分数为0.5％。
实施例2
一种隔膜，包括隔膜主体，隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分：
该隔膜的制备方法如下：
1)制备隔膜主体1：按配方量将各原料组分投入混炼机进行混炼，混炼温度为110℃，混炼10分钟，得到混炼胶，将混料胶置于模具中进行模压成型，成型后置于硫化设备中进行硫化，硫化温度为120℃，硫化35分钟；
2)涂覆第一涂层2：在隔膜主体1上涂覆特氟龙材料，涂覆温度为180℃，并保温10分钟；
3)喷涂第二涂层3：在特氟龙材料上喷涂经十七氟癸基三甲基硅烷改性的纳米碳酸钙与聚乙烯的四氟乙烷溶液，其中聚乙烯与纳米碳酸钙的质量比为1:0.6，改性纳米碳酸钙的质量分数为1％。
实施例3
一种隔膜，包括隔膜主体，隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分：
该隔膜的制备方法如下：
1)制备隔膜主体1：按配方量将各原料组分投入混炼机进行混炼，混炼温度为130℃，混炼8分钟，得到混炼胶，将混料胶置于模具中进行模压成型，成型后置于硫化设备中进行硫化，硫化温度为130℃，硫化30分钟；
2)涂覆第一涂层2：在隔膜主体1上涂覆特氟龙材料，涂覆温度为170℃，并保温8分钟；
3)喷涂第二涂层3：在特氟龙材料上喷涂经十七氟癸基三甲基硅烷改性的纳米碳酸钙与聚乙烯的四氟乙烷溶液，其中聚乙烯与纳米碳酸钙的质量比为1:0.8，改性纳米碳酸钙的质量分数为1％。
实施例4
一种隔膜，包括隔膜主体，隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分：
该隔膜的制备方法如下：
1)制备隔膜主体1：按配方量将各原料组分投入混炼机进行混炼，混炼温度为140℃，混炼6分钟，得到混炼胶，将混料胶置于模具中进行模压成型，成型后置于硫化设备中进行硫化，硫化温度为150℃，硫化10分钟；
2)涂覆第一涂层2：在隔膜主体1上涂覆特氟龙材料，涂覆温度为180℃，并保温5分钟；
3)喷涂第二涂层3：在特氟龙材料上喷涂经十七氟癸基三甲基硅烷改性的纳米碳酸钙与聚乙烯的四氟乙烷溶液，其中聚乙烯与纳米碳酸钙的质量比为1:0.5，改性纳米碳酸钙的质量分数为1.5％。
实施例5
一种隔膜，包括隔膜主体，隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分：
该隔膜的制备方法如下：
1)制备隔膜主体1：按配方量将各原料组分投入混炼机进行混炼，混炼温度为150℃，混炼5分钟，得到混炼胶，将混料胶置于模具中进行模压成型，成型后置于硫化设备中进行硫化，硫化温度为140℃，硫化9分钟；
2)涂覆第一涂层2：在隔膜主体1上涂覆特氟龙材料，涂覆温度为190℃，并保温5分钟；
3)喷涂第二涂层3：在特氟龙材料上喷涂经十七氟癸基三甲基硅烷改性的纳米碳酸钙与聚乙烯的四氟乙烷溶液，其中聚乙烯与纳米碳酸钙的质量比为1:0.5，改性纳米碳酸钙的质量分数为1％。
实施例6
一种隔膜，包括隔膜主体，隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分：
该隔膜的制备方法如下：
(1)制备隔膜主体1：按配方量将各原料组分投入混炼机进行混炼，混炼温度为100℃，混炼15分钟，得到混炼胶，将混料胶置于模具中进行模压成型，成型后置于硫化设备中进行硫化，硫化温度为130℃，硫化25分钟；
(2)涂覆第一涂层2：在隔膜主体1上涂覆特氟龙材料，涂覆温度为150℃，并保温10分钟；
(3)喷涂第二涂层3：在特氟龙材料上喷涂经十七氟癸基三甲基硅烷改性的纳米碳酸钙与聚乙烯的四氟乙烷溶液，其中聚乙烯与纳米碳酸钙的质量比为1:0.6，改性纳米碳酸钙的质量分数为1.2％。
实施例7
一种隔膜，包括隔膜主体，隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分：
该隔膜的制备方法如下：
(1)制备隔膜主体1：按配方量将各原料组分投入混炼机进行混炼，混炼温度为110℃，混炼10分钟，得到混炼胶，将混料胶置于模具中进行模压成型，成型后置于硫化设备中进行硫化，硫化温度为145℃，硫化15分钟；
(2)涂覆第一涂层2：在隔膜主体1上涂覆特氟龙材料，涂覆温度为180℃，并保温5分钟；
(3)喷涂第二涂层3：在特氟龙材料上喷涂经十七氟癸基三甲基硅烷改性的纳米碳酸钙与聚乙烯的四氟乙烷溶液，其中聚乙烯与纳米碳酸钙的质量比为1:0.6，改性纳米碳酸钙的质量分数为1.5％
实施例8
一种隔膜，包括隔膜主体，隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分制备而成：
该隔膜的制备方法如下：
(1)制备隔膜主体1：按配方量将各原料组分投入混炼机进行混炼，混炼温度为130℃，混炼10分钟，得到混炼胶，将混料胶置于模具中进行模压成型，成型后置于硫化设备中进行硫化，硫化温度为135℃，硫化10分钟；
(2)涂覆第一涂层2：在隔膜主体1上涂覆特氟龙材料，涂覆温度为180℃，并保温5分钟；
(3)喷涂第二涂层3：在特氟龙材料上喷涂经十七氟癸基三甲基硅烷改性的纳米碳酸钙与聚乙烯的四氟乙烷溶液，其中聚乙烯与纳米碳酸钙的质量比为1:0.6，改性纳米碳酸钙的质量分数为1.3％
实施例9
一种隔膜，包括隔膜主体，隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分制备而成：
该隔膜的制备方法如下：
(1)制备隔膜主体1：按配方量将各原料组分投入混炼机进行混炼，混炼温度为120℃，混炼15分钟，得到混炼胶，将混料胶置于模具中进行模压成型，成型后置于硫化设备中进行硫化，硫化温度为130℃，硫化15分钟；
(2)涂覆第一涂层2：在隔膜主体1上涂覆特氟龙材料，涂覆温度为180℃，并保温5分钟；
(3)喷涂第二涂层3：在特氟龙材料上喷涂经十七氟癸基三甲基硅烷改性的纳米碳酸钙与聚乙烯的四氟乙烷溶液，其中聚乙烯与纳米碳酸钙的质量比为1:0.6，改性纳米碳酸钙的质量分数为0.5％。
实施例10
一种隔膜，包括隔膜主体，隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分：
该隔膜的制备方法如下：
(1)制备隔膜主体1：按配方量将各原料组分投入混炼机进行混炼，混炼温度为130℃，混炼15分钟，得到混炼胶，将混料胶置于模具中进行模压成型，成型后置于硫化设备中进行硫化，硫化温度为130℃，硫化15分钟；
(2)涂覆第一涂层2：在隔膜主体1上涂覆特氟龙材料，涂覆温度为180℃，并保温5分钟；
(3)喷涂第二涂层3：在特氟龙材料上喷涂经十七氟癸基三甲基硅烷改性的纳米碳酸钙与聚乙烯的四氟乙烷溶液，其中聚乙烯与纳米碳酸钙的质量比为1:0.8，聚乙烯的质量分数为1％。
实施例1～10所制备的隔膜的结构示意图如图1所示。
实施例11
(1)根据GB/T 2411-2008，采用D型邵氏硬度计对实施例1～10的隔膜与市面上采用的隔膜进行硬度测试，测试结果见表1；
(2)根据GB/T 1040.3-2006，采用万能材料拉力试验机对实施例1～10和市面上采用的隔膜进行力学性能测试，测试结果如表1所示。
表1 性能测试结果
由表1可知，实施例1～10的隔膜硬度均较比较例的隔膜硬度低，且实施例1～10的隔膜的力学性能均能满足实际的工作需求。
因此，本发明的技术方案大大降低了隔膜材料的硬度，将该隔膜应用于隔膜泵时，能够大幅度降低隔膜泵的能耗。
实施例12
将实施例1～10与比较例1～2的隔膜分别浸于100℃的废水中，连续放置两个月，比较隔膜在处理前后的重量变化值，结果如表2
表2 隔膜处理前后的重量变化值
由表2可知，本发明技术方案的隔膜材料在废水中不会吸附微生物，避免了因表面吸附微生物导致隔膜变重，能耗增加的问题。同时，也避免了被微生物释放出的酸、碱性物质腐蚀，延长了隔膜的使用寿命。
以上详细描述了本发明的具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围。
Claims (10)
1.一种隔膜，其特征在于，包括隔膜主体，所述隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分：
2.如权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述隔膜主体的原料组分还包含如下原料中一种或几种：
硬脂酸 0.5～2份；
防老剂 1～3份；
增塑剂 20～30份。
3.如权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述隔膜主体包含如下以重量份计的原料组分：
4.如权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述聚烯烃热塑性弹性体选自乙烯-α烯烃共聚物、丙烯-α烯烃共聚物、乙烯-丁烯共聚物及乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的隔膜，其特征在于，还包括涂覆在所述隔膜主体上的第一涂层，所述第一涂层为特氟龙材料。
6.如权利要求5所述的隔膜，其特征在于，还包括涂覆在所述第一涂层上的第二涂层，所述第二涂层为聚乙烯与改性纳米碳酸钙的四氟乙烷溶液，所述聚乙烯与改性纳米碳酸钙的质量比为1：(0.5～1)，所述改性纳米碳酸钙的质量分数不超过1.5％。
7.如权利要求6所述的隔膜，其特征在于，所述改性纳米碳酸钙为十七氟癸基三甲基硅烷改性纳米碳酸钙。
8.权利要求1所述的隔膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)制备隔膜主体；
2)涂覆第一涂层：在所述隔膜主体上涂覆特氟龙材料；
3)喷涂第二涂层：在所述特氟龙材料上喷涂改性纳米碳酸钙与聚乙烯的四氟乙烷溶液。
9.如权利要求7所述的隔膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中涂覆温度为150℃～200℃，保温时间为5分钟～10分钟。
10.一种隔膜泵，其特征在于，具有权利要求1至7任一项所述的隔膜。
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