膜組件用雙組分環氧封端膠及其應用的製作方法

2023-04-30 08:28:21

專利名稱：膜組件用雙組分環氧封端膠及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種封端膠，特別涉及ー種水處理行業膜組件封端用的雙組份環氧封端膠及其應用。
背景技術：
超濾/微濾膜組件是水處理設備的核心部分，其利用多孔材料的攔截能力，以物理截留的方式去除水中一定大小的雜質顆粒。在壓カ驅動下，溶液中水、有機小分子、無機離子等尺寸小的物質可通過纖維壁上的微孔到達膜的另ー側，溶液中菌體、膠體、顆粒物、有機大分子等大尺寸物質則不能透過纖維壁而被截留，從而達到篩分溶液中不同組分的目的。該過程為常溫操作，無相態變化，不產生二次汙染。超濾/微濾設備就是以超濾膜為核心產品對水質進行過濾。超濾/微濾膜組件的工作原理是以壓力為推動力，利用超濾/微 濾膜不同孔徑對液體進行分離的物理篩分過程，所用操作壓差在0. 1-0. 5MPa。環氧樹脂和聚氨酯樹脂作為封端材料，廣泛應用於超濾/微濾膜組件的組裝エ藝中，對膜絲起到固定、粘接、密封和承壓的作用。環氧樹脂材料相比其他封端材料具有優異的機械性能、耐水老化性、耐高低溫性及固化收縮率低的特點。目前膜組件行業大多直接採購環氧樹脂和固化劑調配封裝。但是，直接用環氧樹脂和固化劑調配得到的封端膠，普遍存在綜合成本高，混膠粘度與爬絲高度的矛盾，固化時間和固化溫度波動大，柔韌性差的問題，並且，環氧樹脂與固化劑之間的重量配比對膠的柔韌性有重要影響。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種膜組件封端用的雙組份環氧封端膠，該封端膠改善了現有技術存在的柔韌性差的問題。為達上述目的，本發明ー種膜組件用雙組份環氧封端膠，包括A和B兩種組份，所述A組分包括主體樹脂、增韌劑和稀釋劑；所述B組分包括常溫固化劑；所述主體樹脂為一種或幾種雙酚A環氧樹脂，環氧當量為150-300，優選150-250，更優選150-220 ;所述增韌劑的含量為主體樹脂重量的5-99% ;所述稀釋劑的含量為主體樹脂重量的1-95% ;所述常溫固化劑的含量為主體樹脂重量的1-100%。本發明的雙組份環氧封端膠，其中優選所述雙酚A環氧樹脂選自環氧樹脂E51、環氧樹脂E44和環氧樹脂E42的ー種或兩種以上以任意比例的混合物，其中環氧樹脂E51、E44和E42均為現有產品，市場有售。環氧樹脂作為ー種熱固性樹脂，因具有優異的粘接性、機械強度及耐腐蝕性。但同時也存在質脆、耐疲勞性、耐熱性、抗衝擊韌性差的缺點。因此本發明的封端膠作為與膜絲直接結合的封端材料，必須考慮封端材料的柔韌性問題。本發明中所述增韌劑可以使用傳統的增韌方法，包括添加橡膠弾性體如端羧基丁腈橡膠，或添加環氧大豆油等。也可以使用改性柔性固化劑改善環氧樹脂的柔韌性。本發明中所述增韌劑為現有的增韌劑，如使用改性柔性固化劑，該改性柔性固化劑為低分子量聚醯胺的改性物，如空氣化學公司的Ancamide 910、Ancamide 351A。進ー步優選地,本發明所用增韌劑選用ー種環氧封端的液體丁腈橡膠(沃特化工CHX100)。優選地，增韌劑的含量為主體樹脂重量的5-60%。本發明的雙組份環氧封端膠，其中所述稀釋劑為活性稀釋劑或非活性稀釋劑。活性稀釋劑是指分子結構中帶有環氧官能團的物質，按其每個分子所含反應性基團的多少，可以分為單官能團活性稀釋劑和多官能團活性稀釋劑。本發明優選活性稀釋劑為單環氧基活性稀釋劑或雙環氧基活性稀釋劑，更優選所述單環氧基活性稀釋劑選自丙烯基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚和苯基縮水甘油醚中的ー種或多種；優選雙環氧基活性稀釋劑選自所述聚こニ醇ニ縮水甘油醚、聚丙ニ醇ニ縮水甘油醚、丁ニ醇ニ縮水甘油醚、新戊ニ醇ニ縮水甘油醚和己ニ醇ニ縮水甘油醚中的ー種或兩種以上以任意比例的混合物；非活性稀釋劑選自鄰苯ニ甲酸ニ丁酷、鄰苯ニ甲酸ニ辛酯和磷酸ニ苯酯中的ー種或兩種以上以任意比例的混合物。優選地，所述稀釋劑的含量為主體樹脂重量的1_50%。本發明的雙組份環氧封端膠，其中優選所述常溫固化劑選自脂肪胺(如三こ烯四胺)、改性脂肪胺、改性酯環胺、聚醚胺類和聚醯胺類固化劑中的ー種或兩種以上以任意比 例的混合物，上述這些固化劑均為現有常規產品，市場有售。優選地，所述常溫固化劑的含量為主體樹脂重量的10-70%。本發明還涉及上述雙組份環氧封端膠的應用，用於超濾膜或微濾膜組件的組裝封端，解決了現有技術的封端膠存在固化時間和固化溫度波動大、柔韌性差的問題。本發明與現有技術不同之處在於，本發明的雙組份環氧封端膠添加有合適百分含量的增韌組分，賦予超濾膜或微濾膜的膜絲根部一定的柔性，改善了斷絲問題，増加了封端膠的柔韌性，同時有效避免膠體脫殼和開裂的問題。
具體實施例方式以下結合實施例和試驗數據，對本發明上述的和另外的技術特徵和優點作更詳細的說明。實施例I (增韌劑CHX100 )A 組份雙酚A環氧樹脂(巴陵石化CYD-128環氧值190) IOOgCHX100 (環氧封端的液體丁腈橡膠，沃特化工)50g聚こニ醇ニ縮水甘油醚(恆遠化工XY-669) IOgB 組份聚酸胺(空氣化學Ancamide 351A) 43g三こ烯四胺(エ業級)2g製備方法將上述IOOg環氧樹脂、50g增韌劑-CHX100和IOg的聚こニ醇ニ縮水甘油醚常溫攪拌混合均勻，真空脫泡可得所述A組份。其中，攪拌和真空脫泡所用的設備均為本領域公知裝置。將上述43g聚醯胺和2g三こ烯四胺常溫混合均勻，靜置脫泡可得B組份。將A組份和B組份混合均勻，即得雙組份環氧封端膠。實施例2 (增韌劑CHX100 )A 組份雙酚A環氧樹脂(巴陵石化CYD-128環氧值190) IOOg
CHXlOO (環氧封端的液體丁腈橡膠，沃特化工)30g聚こニ醇ニ縮水甘油醚(恆遠化工XY-669) 5gB 組份聚醯胺(空氣化學Ancamide351A)43g三こ烯四胺(エ業級)2g製備方法將上述IOOg的環氧樹脂、30g增韌劑-CHX100和5g的聚こニ醇ニ縮水甘油醚常溫攪拌混合均勻，真空脫泡可得所述A組份。其中，攪拌和真空脫泡所用的設備均為本領域公知裝置。將上述43g聚醯胺和2g三こ烯四胺常溫混合均勻，靜置脫泡可得B組份。將A組份和B組份混合均勻，即得雙組份環氧封端膠。 實施例3 (增韌劑端羧基丁腈橡膠)A 組份雙酚A環氧樹脂(巴陵石化CYD-128環氧值190) IOOg端羧基丁腈橡膠(HycarCTBNl300*9)30g聚こニ醇ニ縮水甘油醚(恆遠化XY-669) 5gB 組份聚醯胺(空氣化學Ancamide351A)43g三こ烯四胺(エ業級)2g製備方法將上述IOOg雙酚A環氧樹脂、30g增韌劑-端羧基丁腈橡膠和5g的聚こニ醇ニ縮水甘油醚常溫攪拌混合均勻，真空脫泡可得所述A組份。其中，攪拌和真空脫泡所用的設備均為本領域公知裝置。將上述43g聚醯胺和2g三こ烯四胺常溫混合均勻，靜置脫泡可得B組份。將A組份和B組份混合均勻，即得雙組份環氧封端膠。對比例I (不含有增韌劑)A 組份雙酚A環氧樹脂(巴陵石化CYD-128環氧值190) IOOg聚こニ醇ニ縮水甘油醚(恆遠化工XY-669) 5gB 組份聚醯胺(空氣化學Ancamide351A)43g三こ烯四胺(エ業級)2g製備方法將上述IOOg雙酚A環氧樹脂和5g的聚こニ醇ニ縮水甘油醚常溫攪拌混合均勻，真空脫泡可得所述A組份。其中，攪拌和真空脫泡所用的設備均為本領域公知裝置。將上述43g聚醯胺和2g三こ烯四胺常溫混合均勻，靜置脫泡可得B組份。將A組份和B組份混合均勻，即得不含增韌劑的環氧封端膠。對比例2 (增韌劑、稀釋劑、常溫固化劑的含量較高，製備方法同實施例I)A 組份雙酚A環氧樹脂(巴陵石化CYD-128環氧值190) IOOgCHX100 (環氧封端的液體丁腈橡膠，沃特化工)103g聚こニ醇ニ縮水甘油醚(恆遠化工XY-669) IOOgB 組份聚醯胺(空氣化學Ancamide35 IA) 90g
三こ烯四胺(エ業級)20g對比例3 (增韌齊IJ、稀釋齊IJ、常溫固化劑的含量較低，製備方法同實施例I)A 組份雙酚A環氧樹脂(巴陵石化CYD-128環氧值190) IOOgCHX100 (環氧封端的液體丁腈橡膠，沃特化工)3g聚こニ醇ニ縮水甘油醚(恆遠化工XY-669) 0. 8gB 組份聚酸胺(空氣化學Ancamide351A)0. 5g·
三こ烯四胺(エ業級)0.2g分別用上述配方例封裝90mm超濾組件，所用膜絲為PES超濾膜絲，澆鑄方式為靜態澆鑄，灌膠量為260g，室溫環境23°C。測試項目包括混膠初始粘度(引用標準ASTMD-4878 )、膠凝時間(引用標準ASTM D-2971)、邵氏硬度(引用標準ASTM D-2240 )、拉伸強度(引用標準ASTM D-638)。得到的檢測結果如表I所示。表I各實施例產品的測試結果
「 混合粘度 「 膠凝時間[硬度 I 拉伸強度
25 °C ( mPa.s)( min) 25 °C (邵氏 D ) ( psi)
對比例 I__4100__150__85__13500 —
_對比例 2__5200 __) 72h__15__—_
對比例3 _10800__不固化__—__——
—實施例 I__6500 __450 __81__8150 _
—實施例 2__5800 __300 __83__10300 _
_實施例 3__6100__420 __83__11200 _綜合分析表I的數據，添加增韌組分的封端膠(如實施例1-3)與沒有添加增韌劑的封端膠(如對比例I)相比，在柔韌性方面有顯著改善、拉伸強度明顯降低。樹脂、增韌劑、稀釋劑、常溫固化劑重量配比必須在恰當的範圍內，才能達到本發明的目的。發明人經過一系列對比試驗得出，當增韌劑、稀釋劑、常溫固化劑的含量較高或較低時，均不能解決增加膠的柔韌性、改善斷絲問題。當增韌劑、稀釋劑、常溫固化劑的添加量較高時，會導固化時間過長，硬度過小的問題，達不到結構封裝的要求；當增韌劑、稀釋齊U、常溫固化劑的添加量較低時，會導致不能形成固化物的問題(如對比例2、3所示)。只有當增韌劑的含量為樹脂重量的5-99% ;稀釋劑的含量為主體樹脂重量的1-95% ;固化劑的含量為主體樹脂重量的1-100%時，封端膠的增韌效果較好，賦予超濾膜或微濾膜的膜絲根部一定的柔性，改善斷絲問題，同時有效避免膠體脫殼和開裂的問題。經過長期生產和試驗經驗證明，當增韌劑的含量為樹脂重量的5-60% ;稀釋劑的含量為主體樹脂重量的1-50% ;固化劑的含量為主體樹脂重量的10-70% ;雙酚A環氧樹脂的環氧當量為150-220時，封端膠柔韌性更好，在改善斷絲、避免膠體脫殼和開裂方面具有更好的效果。以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護範圍內 。
權利要求
1.一種膜組件用雙組份環氧封端膠，其特徵在於包括A和B兩種組份，所述A組分包括主體樹脂、增韌劑和稀釋劑，所述B組分包括常溫固化劑； 所述主體樹脂為一種或幾種雙酚A環氧樹脂，環氧當量為150-300 ； 所述增韌劑的含量為主體樹脂重量的5-99% ； 所述稀釋劑的含量為主體樹脂重量的1-95% ； 所述常溫固化劑的含量為主體樹脂重量的1-100%。
2.根據權利要求I所述的雙組份環氧封端膠，其特徵在於所述雙酚A環氧樹脂的環氧當量為150-250，優選150-220。
3.根據權利要求I所述的雙組份環氧封端膠，其特徵在於所述雙酚A環氧樹脂選自·環氧樹脂E51、環氧樹脂E44和環氧樹脂E42的ー種或兩種以上以任意比例的混合物。
4.根據權利要求I所述的雙組份環氧封端膠，其特徵在於所述增韌劑為橡膠弾性體、環氧大豆油或改性柔性固化劑，所述橡膠弾性體優選端羧基丁腈橡膠。
5.根據權利要求I所述的雙組份環氧封端膠，其特徵在於所述增韌劑的含量為主體樹脂重量的5-60%。
6.根據權利要求I所述的雙組份環氧封端膠，其特徵在於 所述稀釋劑為活性稀釋劑或非活性稀釋劑； 優選所述活性稀釋劑為單環氧基活性稀釋劑或雙環氧基活性稀釋劑， 更優選，所述單環氧基活性稀釋劑選自丙烯基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚和苯基縮水甘油醚中的ー種或多種， 所述雙環氧基活性稀釋劑選自聚こニ醇ニ縮水甘油醚、聚丙ニ醇ニ縮水甘油醚、丁ニ醇ニ縮水甘油醚、新戊ニ醇ニ縮水甘油醚和己ニ醇ニ縮水甘油醚中的ー種或多種以任意比例的混合物； 優選所述非活性稀釋劑選自鄰苯ニ甲酸ニ丁酷、鄰苯ニ甲酸ニ辛酯和磷酸ニ苯酯中的ー種或兩種以上以任意比例的混合物。
7.根據權利要求I所述的雙組份環氧封端膠，其特徵在於所述稀釋劑的含量為主體樹脂重量的1-50%。
8.根據權利要求I所述的雙組份環氧封端膠，其特徵在於所述常溫固化劑選自脂肪胺、改性脂肪胺、改性酯環胺、聚醚胺類和聚醯胺類固化劑中的ー種或兩種以上以任意比例的混合物。
9.根據權利要求I所述的雙組份環氧封端膠，其特徵在於所述常溫固化劑的含量為主體樹脂重量的10-70%。
10.權利要求1-9任一項所述的雙組份環氧封端膠的應用，其特徵在於用於超濾膜或微濾膜組件的組裝封端。
全文摘要
本發明涉及一種用於水處理行業膜組件封端用的雙組份環氧封端膠，其包括A和B兩種組份，所述A組分包括主體樹脂、增韌劑和稀釋劑，所述B組分包括常溫固化劑；所述主體樹脂包括一種或幾種雙酚A環氧樹脂，環氧當量為150-300所述增韌劑的含量為主體樹脂重量的5-99%；所述稀釋劑的含量為主體樹脂重量的1-95%；所述常溫固化劑的含量為主體樹脂重量的1-100%。本發明的雙組份環氧封端膠添加有增韌組分，賦予超濾膜或微濾膜的膜絲根部一定的柔性，改善了斷絲問題，增加了封端膠的柔韌性，同時有效避免膠體脫殼和開裂的問題。
文檔編號C09J177/00GK102838961SQ20121031432
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月29日 優先權日2012年8月29日
發明者董會友, 陳森林 申請人:北京斯瑞曼科技有限公司