CN110676497A - 一种钢带式涂布法均相膜连续制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢带式涂布法均相膜连续制造方法，包含如下步骤：涂布工序，将均相膜浆液料均匀涂布在匀速前进的循环钢板带上，在钢板带上形成一层涂布层；加热去溶工序，将涂布层通过加热溶剂回收系统进行加热聚合反应，并将均相膜浆液料内含有的溶剂进行去溶回收，形成膜体；冷却剥离工序，通过对膜体进行冷却，将膜体从钢板带上自行剥离；卷取工序，将剥离后的成品均相膜卷取成体，涂布工序、加热去溶工序、冷却剥离工序在匀速前进的循环钢板带的上层钢板带上连续进行。本发明环保可靠，剥离效果更好，得到的均相膜更完整，提高了均相膜成品的合格率，且整个操作大幅度降低了人员的操作，更具自动化。
Description
技术领域
本发明涉及均相膜的生产工艺，尤其涉及一种钢带式涂布法均相膜连续制造方法。
背景技术
离子交换膜中固载了可发生离子交换作用的基团，如阳离子交换膜固载了强酸性磺酸基团(可交换阳离子)，阴离子交换膜固载了强碱性季胺基团(可交换阴离子)。其独特的离子交换特性，使离子交换膜在物料分离、清洁生产、环境保护、能量转化等方面发挥着重要作用，成为实现经济可持续发展战略的一个重要组成部分。根据结构不同，离子交换膜可以区分为异相膜和均相膜。异相膜是通过粘合剂把离子交换树脂粘合在一起，膜面电阻较大、致密性差，均相膜的膜电阻更低、致密性高、电流效率更高，其运行能耗大幅低于异相膜，由于一台均相膜组器的处理能力可代替2-5台异相膜组器，并且一台均相膜组器的体积也远小于一台异相膜，故占地面积远小于异相膜，因此均相膜的在电渗析领域应用越来越广。
在均相膜的制备方法中，有一种涂布式生产方法，如专利文件CN201510165078.3公开了“一种采用涂浆法制备全钒电池均相离子交换膜的方法”，是均相膜浆液料涂抹在铝板上，而铝材的硬度低，易变性，该专利文件通过上下两层铝板，并对铝板进行加压，最后的剥离需要通过人为操作，其工序不具有连贯性，需要借助人工操作，且形成的均相膜通过人工剥离会出现膜破损或者涂布不均匀造成的同一张膜厚度不同的问题，在均相膜浆液料内含有的溶剂因为加热直接扩散进入大气，对大气造成一定的污染，且造成了溶剂的一次性利用的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题提供更加环保，提高产品合格率的一种钢带式涂布法均相膜连续制造方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种钢带式涂布法均相膜连续制造方法，包含如下步骤：
涂布工序，将均相膜浆液料均匀涂布在匀速前进的循环钢板带上，在钢板带上形成一层涂布层；
加热去溶工序，将涂布层通过加热溶剂回收系统进行加热聚合反应，并将均相膜浆液料内含有的溶剂进行去溶回收，形成膜体；
冷却剥离工序，通过对膜体进行冷却，将膜体从钢板带上自行剥离；
卷取工序，将剥离后的成品均相膜卷取成体，
所述涂布工序、加热去溶工序、冷却剥离工序在匀速前进的循环钢板带的上层钢板带上连续进行。
进一步地，所述加热溶剂回收系统包括依次连通的加热风机、引风机和冷凝装置，所述加热风机朝向相膜浆液料直吹，所述加热溶剂回收系统的操作工序如下：
通过加热风机引入热风将均相膜浆液料内含有的溶剂进行蒸发；
通过引风机将蒸发后的溶剂进行回收至冷凝装置；
通过冷凝装置的循环冷却水将带有蒸发后的溶剂进行冷凝，形成溶剂冷凝液后进行回收再利用。
进一步地，所述涂布工序中设有涂布装置和刮片，所述涂布装置位于刮片的前端，所述涂布装置包括原料罐、计量泵和涂料器，所述涂料器的涂料口位于钢板带的上游端，且涂料口以钢板带的宽幅方向设置，所述原料罐内装有混合了溶剂的均相膜浆液料，所述计量泵连接在原料罐和涂料器之间，用于控制原料罐的出料容量，所述涂布工序的具体工序如下：
根据均相膜的生产要求以及涂料口的出料速度及均相膜的宽幅与厚度通过计量泵对原料罐的出料计量进行控制；
根据均相膜的生产要求通过调节刮片相对钢板带的高度和宽幅调节涂布层的厚度和宽幅。
进一步地，所述冷却剥离工序包括冷风装置，所述冷风装置包括冷风机和均匀分布在钢板带底面的冷风喷嘴，通过冷风喷嘴向钢板带底面进行冷却，通过钢板带的热传递将粘附在钢板带上的膜体冷却，与钢板带进行剥离。
进一步地，所述钢板带通过前后两端的鼓轮滚动进行循环传送，且在前端的鼓轮两侧均安装有调节循环钢板带张力的张力调节器，且在前端的循环钢板带上设有蛇形检测器，通过蛇形检测器实时跟踪钢板带的零点偏移量，根据偏移量控制调节两侧的张力调节器。
进一步地，在冷却剥离工序和卷取工序之间还包括由检测均相膜是否合格的检测工序，所述检测工序包括厚度检测仪和LED照明灯，所述厚度检测仪在均相膜的宽幅方向上均匀分布，通过厚度检测仪检测均相膜宽幅上的厚度是否一致，所述LED照明灯均匀铺设在均相膜下方，通过从下往上照明，检测均相膜的外观上是否存在缺陷。
进一步地，所述溶剂的沸点比水的沸点低，且比均相膜浆液料中其他成分的沸点低。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明将循环的钢板带作为均相膜的生成载体，在循环的钢板带上依次进行涂布、加热聚合和冷却剥离的工序，且在加热聚合阶段将均相膜浆液料中的溶剂进行回收再利用，使得整个制备过程环保可靠，去溶后的均相膜通过对钢板带的快速冷却，从而自动形成膜从钢板带载体上剥离，简化了剥离，且剥离效果更好，得到的均相膜更完整，且在涂布阶段通过刮刀将涂布的均相膜浆液料刮平，使得均相膜的厚度更加一致，配合厚度检测和LED照明灯对均相膜的外观检测，提高了均相膜成品的合格率，且整个操作大幅度降低了人员的操作，更具自动化。
附图说明
图1为本发明一种钢带式涂布法均相膜连续制造方法的流程图
图2为实施例一种钢带式涂布法均相膜连续制造方法实施装置的简易结构示意图。
图3为图2中加热去溶段的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1、图2和图3所示，一种钢带式涂布法均相膜连续制造方法，包含如下步骤：
涂布工序，将均相膜浆液料均匀涂布在匀速前进的循环钢板带上，在钢板带上形成一层涂布层；
加热去溶工序，将涂布层通过加热溶剂回收系统进行加热聚合反应，并将均相膜浆液料内含有的溶剂进行去溶回收，形成膜体；
冷却剥离工序，通过对膜体进行冷却，将膜体从钢板带上自行剥离；
膜厚度检测工序，通过厚度检测仪进行膜体宽度上的厚度检测，厚度检测仪将实时检测的数据传输至PLC控制终端，通过PLC控制终端比较检测到的数据是否与预设的膜厚度存在较大误差，若超出误差范围，则判定不合格；
外观检测工序，通过在膜下方对膜进行照明，观察膜是否存在外观上的缺陷，若存在则判定不合格；
卷取工序，将检测合格的膜成品卷取成体。
上述涂布工序、加热去溶工序、冷却剥离工序在匀速前进的循环钢板带的上层钢板带上连续分段进行，使均相膜生产具有连续性。
上述的加热溶剂回收系统包括依次连通的加热风机、引风机和冷凝装置，加热风机朝向相膜浆液料直吹。
加热溶剂回收系统的操作工序如下：
通过加热风机引入热风将均相膜浆液料内含有的溶剂进行蒸发；
通过引风机将蒸发后的溶剂进行回收至冷凝装置；
通过冷凝装置的循环冷却水将带有蒸发后的溶剂进行冷凝，形成溶剂冷凝液后进行回收再利用，出去溶剂后的蒸汽基本为水蒸气，排入大气中，不会去大气造成污染，使整个生产过程更具有环保性。
上述的涂布工序中设有涂布装置和刮片，涂布装置位于刮片的前端，涂布装置包括原料罐、计量泵和涂料器，涂料器的涂料口位于钢板带的上游端，且涂料口以钢板带的宽幅方向设置，原料罐内装有混合了溶剂的均相膜浆液料，计量泵连接在原料罐和涂料器之间，用于控制原料罐的出料容量。
涂布工序的具体工序如下：
根据均相膜的生产要求以及涂料口的出料速度及均相膜的宽幅与厚度通过计量泵对原料罐的出料计量进行控制；
根据均相膜的生产要求通过调节刮片相对钢板带的高度和宽幅调节涂布层的厚度和宽幅。
上述的冷却剥离工序包括冷风装置，冷风装置包括冷风机和均匀分布在钢板带底面的冷风喷嘴，通过冷风喷嘴向钢板带底面进行冷却，通过钢板带的热传递将粘附在钢板带上的膜体冷却，与钢板带进行剥离。由于钢板带表面光滑，且温度控制较为稳定，方便通过控制温度对膜体进行剥离，且溶剂剥离后的膜体已经大大降低了对钢板带的粘附性。
上述钢板带通过前后两端的鼓轮滚动进行循环传送，且在前端的鼓轮两侧均安装有调节循环钢板带张力的张力调节器，且在前端的循环钢板带上设有蛇形检测器，通过蛇形检测器实时跟踪钢板带的零点偏移量，根据偏移量控制调节两侧的张力调节器，通过张力调节器自动加压卸压控实时保证钢板带的笔直运行。
上述的溶剂为了符合生产效果，溶剂的沸点比水的沸点低，且比均相膜浆液料中其他成分的沸点低。
本实施例根据上述的方法设计了一种钢带式涂布法均相膜连续制造方法实施装置，包括钢板带100、驱动钢板带100循环滚动的鼓轮200，鼓轮200分别设置在循环的两端，上层钢板带100根据生产工序分为涂布段110、加热去溶段120、冷却剥离段130，其中厚度检测段300、外观检测段400以及卷取段500连续衔接在脱离钢板带100之后。
在涂布段110上的鼓轮200两侧端面上均设置有张力油压装置111，通过张力油压装置111的加压卸压对两侧钢板带100的张力进行调节。在涂布段110一侧的钢板带100上设有蛇形检测器112，通过蛇形检测器112实时检测钢板带100的零点偏移量，蛇形检测器 112与PLC控制端进行数据传输，通过PLC控制端计算控制张力油压装置111对相应侧的钢板带100张力进行实时调节。
在涂布段110的最前端在钢板带100的宽幅方向上设置有涂布口113，涂布口113连通计量泵115和原料罐116，，根据均相膜600的生产要求，从原料罐116中按照计量泵115控制的流量流入至涂布口113，在涂布口113的运行前端设有刮片114，当涂布的均相膜浆液料经过刮片114，被刮片114刮平，刮片114可调节高度和宽幅。
加热去溶段120包括加热风机121、引风机122和冷凝装置123，加热风机121位于加热去溶段120的钢板带100的下方，从外引入风进行加热，并将热风朝向钢板带100，对钢板带100上涂布的均相膜浆液料进行加热聚合，在加热过程中，混合在均相膜浆液料内的溶剂受热蒸发，引风机122位于加热聚合的均相膜浆液料上方，将带有溶剂的热风通过引风机122进行聚拢收集进入冷凝装置123，冷凝装置123内循环进行冷却水，将带有溶剂的热风进行循环冷却，冷却后的溶剂形成溶剂冷凝液可以进行溶剂再利用，冷凝之后的气体排入大气已经大大降低了气体中溶剂的含量，对大气的污染降低，能更加环保。
在冷却剥离段130上设置冷风机131和多个冷风喷嘴132，冷风喷嘴132均匀的分布在冷却剥离段130的钢板带100的底面，冷风机131从外引风进入并进行制冷，冷风通过冷风喷嘴132直吹钢板带100底面，对钢板带100和均相膜600进行同时冷却，去溶后的均相膜600对钢板带100的粘附性大大降低，极易从钢板带100剥离，在钢板带100循环往回之后，均相膜600自动剥离钢板带100，这样剥离的均相膜600外观损伤大幅降低。
在厚度检测段300上在剥离后的均相膜600的上下方向上设置一对厚度检测仪310，且在均相膜600的宽幅方向上分布多对厚度检测仪310，厚度检测仪310与PLC控制端连接，通过PLC控制端对比计算，实时判断均相膜600的厚度是否符合生产要求。若判定不符合，则判定该卷均相膜600不合格。
在外观检测段400上在剥离后的均相膜600的下方对均相膜600进行强冷光源410照射，然后观察均相膜600是否存在外观上的破损，若存在，则判定该卷均相膜600不合格。
本发明将循环的钢板带作为均相膜的生成载体，在循环的钢板带上依次进行涂布、加热聚合和冷却剥离的工序，且在加热聚合阶段将均相膜浆液料中的溶剂进行回收再利用，使得整个制备过程环保可靠，去溶后的均相膜通过对钢板带的快速冷却，从而自动形成膜从钢板带载体上剥离，简化了剥离，且剥离效果更好，得到的均相膜更完整，且在涂布阶段通过刮刀将涂布的均相膜浆液料刮平，使得均相膜的厚度更加一致，配合厚度检测和LED照明灯对均相膜的外观检测，提高了均相膜成品的合格率，且整个操作大幅度降低了人员的操作，更具自动化。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理前提下，可以对本发明进行多种改型或改进，这些均被视为本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种钢带式涂布法均相膜连续制造方法，其特征在于，包含如下步骤：
涂布工序，将均相膜浆液料均匀涂布在匀速前进的循环钢板带上，在钢板带上形成一层涂布层；
加热去溶工序，将涂布层通过加热溶剂回收系统进行加热聚合反应，并将均相膜浆液料内含有的溶剂进行去溶回收，形成膜体；
冷却剥离工序，通过对膜体进行冷却，将膜体从钢板带上自行剥离；
卷取工序，将剥离后的成品均相膜卷取成体，
所述涂布工序、加热去溶工序、冷却剥离工序在匀速前进的循环钢板带的上层钢板带上连续进行。
2.如权利要求1所述的一种钢带式涂布法均相膜连续制造方法，其特征在于，所述加热溶剂回收系统包括依次连通的加热风机、引风机和冷凝装置，所述加热风机朝向相膜浆液料直吹，所述加热溶剂回收系统的操作工序如下：
通过加热风机引入热风将均相膜浆液料内含有的溶剂进行蒸发；
通过引风机将蒸发后的溶剂进行回收至冷凝装置；
通过冷凝装置的循环冷却水将带有蒸发后的溶剂进行冷凝，形成溶剂冷凝液后进行回收再利用。
3.如权利要求1所述的一种钢带式涂布法均相膜连续制造方法，其特征在于，所述涂布工序中设有涂布装置和刮片，所述涂布装置位于刮片的前端，所述涂布装置包括原料罐、计量泵和涂料器，所述涂料器的涂料口位于钢板带的上游端，且涂料口以钢板带的宽幅方向设置，所述原料罐内装有混合了溶剂的均相膜浆液料，所述计量泵连接在原料罐和涂料器之间，用于控制原料罐的出料容量，所述涂布工序的具体工序如下：
根据均相膜的生产要求以及涂料口的出料速度及均相膜的宽幅与厚度通过计量泵对原料罐的出料计量进行控制；
根据均相膜的生产要求通过调节刮片相对钢板带的高度和宽幅调节涂布层的厚度和宽幅。
4.如权利要求1所述的一种钢带式涂布法均相膜连续制造方法，其特征在于，所述冷却剥离工序包括冷风装置，所述冷风装置包括冷风机和均匀分布在钢板带底面的冷风喷嘴，通过冷风喷嘴向钢板带底面进行冷却，通过钢板带的热传递将粘附在钢板带上的膜体冷却，与钢板带进行剥离。
5.如权利要求1所述的一种钢带式涂布法均相膜连续制造方法，其特征在于，所述钢板带通过前后两端的鼓轮滚动进行循环传送，且在前端的鼓轮两侧均安装有调节循环钢板带张力的张力调节器，且在前端的循环钢板带上设有蛇形检测器，通过蛇形检测器实时跟踪钢板带的零点偏移量，根据偏移量控制调节两侧的张力调节器。
6.如权利要求1所述的一种钢带式涂布法均相膜连续制造方法，其特征在于，在冷却剥离工序和卷取工序之间还包括由检测均相膜是否合格的检测工序，所述检测工序包括厚度检测仪和LED照明灯，所述厚度检测仪在均相膜的宽幅方向上均匀分布，通过厚度检测仪检测均相膜宽幅上的厚度是否一致，所述LED照明灯均匀铺设在均相膜下方，通过从下往上照明，检测均相膜的外观上是否存在缺陷。
7.如权利要求1所述的一种钢带式涂布法均相膜连续制造方法，其特征在于，所述溶剂的沸点比水的沸点低，且比均相膜浆液料中其他成分的沸点低。
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