[發明專利]纖維增強的離子交換膜及其制備方法

無效

• 申請號: 200910230293.1
• 申請日: 2009-11-20
• 公開（公告）號: CN101716472A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 王婧;張永明;張恒
• 申請（專利權）人: 山東東岳高分子材料有限公司
• 主分類號: B01D71/32
• 分類號: B01D71/32;B01D67/00;C08L27/18;C08L27/12;B29C47/00;B29B7/00;B29K105/12
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 周慰曾

1.一種纖維增強的離子交換膜，其特征是：它是由一種或多種含不同功能基團的含氟離子交換樹脂和一種或多種有機或無機增強纖維通過熔融共混后，單機擠出制備的單層離子交換膜；所述的含氟離子交換樹脂是由含氟烯烴和/或一種或幾種含功能基團的含氟烯烴單體的共聚物組成；增強纖維的質量含量為2-50wt％。

2.如權利要求1所述的纖維增強的離子交換膜，其特征是：所述含氟烯烴選自四氟乙烯、三氟氯乙烯、三氟乙烯、六氟丙烯或偏氟乙烯中的一種或幾種，優選四氟乙烯、三氟氯乙烯或六氟丙烯，最優選四氟乙烯。

3.如權利要求1所述的纖維增強的離子交換膜，其特征是：所述含功能基團的含氟烯烴單體為通式(I)、(II)和(III)中的一種或幾種：

R_f3CF＝CF(CF₂)_dY₂

(II)

其中，a，b，c可以分別是0或大于0的整數，但不可同時為零；

d是0或大于0的整數

n是0或大于0的整數；

R_f1，R_f2和_f3可以分別從全氟烷基或氟氯烷基中選取；

X可以從F，Cl，Br，I中選取一種或幾種；

Y₁，Y₂，Y₃為結構相同或不同的功能基團SO₂M，其中M選自F，Cl，OR(R為C1～C20烷基、芳基、H、金屬離子或銨根)，NH₂，NHR₁(R₁為C1～C20烷基、芳基)，NR₂R₃(R₂和R₃為結構一樣或不同的C1～C20烷基、芳基)，COOR₄(R₄＝為C1～C20烷基、芳基、H、金屬離子或銨根)，CN或PO(OR₅)(OR₆)；

上述PO(OR₅)(OR₆)中R₅、R₆選自H，金屬離子，銨根，C1～C20烷基或芳基。

4.如權利要求3所述的纖維增強的離子交換膜，其特征是：含氟烯烴單體為通式(I)中n＝1～2，X＝F，b＝c＝0，a＝1～5，Y₁＝SO₂M或n＝0，b＝c＝0，a＝1～5，Y₁＝SO₂M。

5.如權利要求1所述的纖維增強的離子交換膜，其特征是：所述的含氟離子交換樹脂的交換容量IEC為0.6-1.2mmol/g。

6.如權利要求1所述的纖維增強的離子交換膜，其特征是：增強纖維在離子交換膜中的質量含量為5-20wt％；優選的，所述的增強纖維的長度為0.05μm-50mm，細度為5-200旦。

7.如權利要求1所述的纖維增強的離子交換膜，其特征是：所述的有機增強纖維選自聚四氟乙烯纖維、PFA(高氟烷乙烯醚)纖維、聚全氟乙丙烯纖維或聚全氟丙基乙烯基醚纖維；所述的無機增強纖維選自耐堿玻璃纖維、陶瓷纖維或礦物纖維。

8.一種權利要求1所述的纖維增強的離子交換膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)將增強纖維與含氟離子交換樹脂預先進行熔融共混，制得纖維均勻分布的增強樹脂顆粒；

(2)將步驟(1)制得的增強樹脂顆粒通過單機熔融擠出，即得。

9.如權利要求8所述的離子交換膜的制備方法，其特征是：步驟(1)中的增強纖維在熔融共混前經過表面處理工藝進行處理。

10.如權利要求8所述的離子交換膜的制備方法，其特征是：所述步驟(1)中的熔融共混，溫度為220-300℃，優選250-280℃；優選的，增強纖維通過重力計量方式定量給料到熔融共混設備的供料口。