本發(fā)明涉及換熱器,具體來說涉及一種全熱交換膜及其制備方法、全熱交換器。
背景技術(shù):
1、全熱交換器作為新風(fēng)系統(tǒng)中的主要熱回收裝置,相比于顯熱交換器,可同時實現(xiàn)顯熱與潛熱的交換,在兼顧舒適性的同時有效節(jié)約能源,而新風(fēng)產(chǎn)品全熱交換效率很大程度上取決于全熱交換芯體膜材的傳熱傳質(zhì)性能。
2、現(xiàn)有全熱交換產(chǎn)品大多采用紙基或高分子基膜材作為熱濕交換媒介,相比于顯熱交換器中的鋁膜媒介,紙基與高分子基膜材由于親水特性(高分子基為致密層親水),易于滋生細(xì)菌霉菌,大大影響全熱芯體使用壽命及新風(fēng)質(zhì)量。目前針對全熱交換膜抗菌等凈化能力的改善大多采用在紙漿溶液或高分子基涂層溶液中引入抗菌填料的技術(shù)路線。
3、高分子基全熱交換膜通常具有雙層非對稱janus結(jié)構(gòu),其中致密層依靠親水作用能夠有效溶解吸附濕空氣中的水分子,實現(xiàn)傳質(zhì)過程,但致密層厚度較薄,體積僅占整體膜材2%-10%。多孔支撐層多為疏水結(jié)構(gòu),主要起到對致密層的支撐作用,其體積比值為整體膜材的90-98%。
4、現(xiàn)有改善高分子基全熱膜材抗菌等凈化功能的方式大多采用致密層配方中引入高性能抗菌填料,但由于致密層占整個全熱交換膜的體積較小,因而對整體膜材的抗菌性能提升有限。同時致密層中引入過多的填料會堵塞或阻隔吸濕與導(dǎo)熱填料,影響致密層的熱濕交換性能,并且還會削弱聚合物基體的連續(xù)性,進(jìn)而破壞致密層的氣密性。
5、本背景技術(shù)所公開的上述信息僅僅用于增加對本申請背景技術(shù)的理解,因此,其可能包括不構(gòu)成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對背景技術(shù)中指出的問題,本發(fā)明的目的在于提供一種全熱交換膜及其制備方法、全熱交換器,全熱交換膜具有優(yōu)良的抗菌性能、熱濕性能與全熱交換能力。
2、為實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實現(xiàn):
3、本發(fā)明提供了一種全熱交換膜,所述全熱交換膜包括:?多孔支撐層與涂覆在所述多孔支撐層表面的功能致密層;所述多孔支撐層包括改性疏水聚合物纖維與附著在所述改性疏水聚合物纖維表面的功能劑;所述功能劑含量占所述改性疏水聚合物纖維含量的比值為x,x大于1%,x小于30%;所述多孔支撐層的孔隙率為k,k大于30%,k小于80%;所述功能致密層包括親水性聚合物基材和填料。
4、在本申請的一些實施例中,所述疏水性聚合物纖維的面密度為n,n大于5g/m2,n小于40g/m2;所述疏水性聚合物纖維包括聚乙烯纖維、聚丙烯纖維和聚酯纖維中的至少一種。
5、在本申請的一些實施例中,所述功能劑包括抗菌劑,所述抗菌劑包括石墨烯、納米銀、銀離子化合物、季銨鹽和二氧化鈦中的一種或幾種。
6、在本申請的一些實施例中,所述功能劑包括阻燃劑,所述阻燃劑包括無機系阻燃劑和有機系阻燃劑中的至少一種,所述無機系阻燃劑包括氫氧化鋁、氯化鋁、氧化鎂、硅系阻燃劑中的至少一種,所述有機系阻燃劑包括聚磷酸銨、聚磷酸銻、溴化銨、氯化聚烯烴中的至少一種。
7、在本申請的一些實施例中,所述功能劑包括導(dǎo)熱劑,所述導(dǎo)熱劑包括碳納米管、銀納米線、石墨、碳纖維、氮化硼、氧化鋁中的至少一種。
8、在本申請的一些實施例中,所述功能致密層的厚度為m,m大于0.1μm?,m小于2μm;所述親水性聚合物基材包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯和聚丙烯酸樹脂親水聚合物中的一種或幾種。
9、在本申請的一些實施例中,所述填料包括吸濕填料,所述吸濕填料包括氯化鋰、氯化鈣、氯化鈉、氯化鉀、羧甲基纖維素、殼聚糖和金屬有機骨架化合物中的一種或幾種。
10、在本申請的一些實施例中,所述填料包括致孔填料,所述致孔填料包括聚乙二醇和硅膠中的至少一種。
11、本發(fā)明提供了所述的全熱交換膜的制備方法,所述全熱交換膜的制備方法包括:
12、(1)制備疏水性聚合物纖維;
13、(2)對疏水性聚合物纖維進(jìn)行表面改性,得到改性疏水聚合物纖維;
14、(3)將功能劑附著在改性疏水聚合物纖維表面,得到多孔支撐層;
15、(4)將親水性聚合物基材溶解在溶劑中,加入填料,經(jīng)超聲、攪拌混合均勻后得到致密層涂覆溶液;
16、(5)將致密層涂覆溶液涂覆在多孔支撐層表面,干燥,得到所述全熱交換膜。
17、本申請還提供了一種全熱交換器,包括所述的全熱交換膜。
18、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:本發(fā)明提供了一種全熱交換膜及其制備方法、全熱交換器,本發(fā)明的全熱交換膜包括:多孔支撐層與涂覆在多孔支撐層表面的功能致密層。多孔支撐層包括改性疏水聚合物纖維與附著在改性疏水聚合物纖維表面的抗菌填料。疏水性聚合物纖維經(jīng)過表面改性之后,會在疏水性聚合物纖維表面生成極性含氧官能團(tuán),從而可以通過靜電作用、氫鍵或共價鍵等形式將功能劑復(fù)合在疏水性聚合物纖維表面,形成多孔支撐層。在疏水性聚合物纖維表面復(fù)合功能劑,不僅能夠賦予全熱交換膜相應(yīng)的功能劑的性能。同時,還能有效避免功能致密層中額外引入過多的填料,可以避免填料堵塞或阻隔全熱交換膜,使得全熱交換膜能夠維持優(yōu)異的熱濕性能與全熱交換能力;此外,填料用量少,還能夠減少對功能致密層中親水性聚合物基材連續(xù)性的破壞,從而使得全熱交換膜維持較高的氣密性能力。
1.一種全熱交換膜,其特征在于,所述全熱交換膜包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全熱交換膜,其特征在于,
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全熱交換膜,其特征在于,
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全熱交換膜,其特征在于,
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全熱交換膜,其特征在于,
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全熱交換膜,其特征在于,
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全熱交換膜,其特征在于,
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全熱交換膜,其特征在于,
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的全熱交換膜的制備方法,其特征在于,所述全熱交換膜的制備方法包括:
10.一種全熱交換器,其特征在于,包括根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的全熱交換膜。