[发明专利]一种亲水与疏水复合式水蒸汽透过膜及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种亲水与疏水复合式水蒸汽透过膜，特别涉及一种用于进行空气调湿及调温的全热交换元件中的亲水与疏水复合式水蒸汽透过膜及其制备方法与应用。

背景技术

为制造室内的舒适环境，出现了一种具有调温调湿功能的空调装置，这种空调装置具有加湿功能和除湿功能，在空气干燥的冬季从室外空气(大气)中吸取水分并向室内输送该水分，使室内保持爽快的相对湿度；在梅雨季节等湿度高的季节对室内空气进行除湿。而且，在工业用空调设备中，为了维持在室内生产的物品、或保管的物品、机械等的最佳条件，还有一种能够进行严密的湿度控制的空调装置。具有这种调湿调温效果的空调中，为了不损坏制冷或制暖效果且可进行换气，使用在换气时使其在供气与排气之间进行全热交换的全热交换元件。

现有的全热交换元件，主要有旋转式全热交换器和静止式全热交换器。旋转式全热交换器具有转轮，该转轮是在特殊加工纸或铝板层上浸透吸湿剂并将其层叠成蜂窝状而组成。该全热交换器通过旋转转轮，使排气和供气交替通过蜂窝状通路，从而使旋转的转轮重复进行蓄热吸湿运行以及放热放湿运行过程，向室内提供新鲜的空气及向室外排放污染的空气的同时，进行温度(湿热)与湿度(潜热)交换。但是，旋转式全热交换器存在排气与供气之间易发生空气泄漏以及制造、维护管理转轮的费用高的问题。

静止式全热交换器具有如下结构：使具有透湿性的多个热交换元件蜂窝状地相互垂直交叉且层叠而形成蜂窝状通道，并在蜂窝状通道内排气与供气分别通过相邻的垂直交叉的通道，排气与供气之间的湿热通过热传导进行交换、潜热通过水分透湿进行交换的结构。这种热交换元件，需要兼备导热性和透湿性，而且希望具有气体选择性(主要为阻止CO₂通过)，并希望防止供气与排气相混合。一直以来，作为热交换元件使用特殊加工纸，但这些特殊加工纸存在热湿回收器的回收率低、供气与排气间易发生混合及泄漏等问题。于是，在日本专利文献特开平7-133994中公开了一种用隔膜代替这种特殊加工纸，具有在高分子树脂多孔板上设置硬化的透湿性树脂层结构的热交换膜。而且，在日本专利文献特开2006-150323中，还公开了使多孔质膜与加强材料相熔接，将加强材料层叠到透湿性树脂外部为止的隔膜。但是，专利文献特开平7-133994所公开的热交换膜由于透湿性树脂外露在热交换膜的表面，耐水性低，且透湿性树脂容易与因结露产生的水滴一同被冲洗。此外，为解决专利文献特开平7-133994中因热交换膜的透湿性树脂的结露造成的耐水性问题而提出的利文献特开2006-150323公开的隔膜，由于隔膜的厚度很厚，因此空气阻力变大，潜热交换的效率低。

发明内容

本发明的目的在于解决上述缺陷和不足，提供一种具有良好的透湿性，且气体选择性能良好的亲水与疏水复合式水蒸汽透过膜。

本发明的目的还在于提供上述亲水与疏水复合式水蒸汽透过膜的制备方法。

本发明的第三目的在于提供含有上述亲水与疏水复合式水蒸汽透过膜的全热交换单元。

本发明所谓“亲水性”、“疏水性”是表示表面易濡湿程度；与材料的表面相接触的水分子被材料表面的分子与水珠内的水分子双方拉紧，如果水分子之间的拉力大于水分子与材料表面分子的拉力，水珠不会在材料表面濡湿扩展，保持水珠的状态，不易濡湿，材料与水之间的界面张力大，这种材料的性质定义为疏水性。相反，当被材料表面的分子拉拽的力大时，构成水分子的水珠接连不断地被材料表面的分子拉拽，濡湿扩展，材料与水之间的界面张力小。这种材料的性质定义为亲水性。

本发明中，“亲水层”是指亲水膜，具有强吸湿能力，使水分子选择性地透过，且可阻挡其他气体分子透过的膜。“疏水层”是指多孔质疏水膜，可避免微细孔内水分子的凝结且水分子透过时的阻力小的膜。

本发明中，通过在基底层的一面涂敷亲水层，可促进空气中水蒸汽的吸收的同时，通过在基底层的另一面涂敷疏水层，可促进水蒸汽的蒸发，提高水蒸汽透过膜内部的水蒸汽的移动速度，并可提良好的透湿性能。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种亲水与疏水复合式水蒸汽透过膜，包括：

基底层；基底层是面密度为20～80g/m²的聚对苯二甲酸乙二醇酯类树脂；