[發(fā)明專利]一種耐污染均相離子交換膜及其成型工藝

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201210300848.7
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN103623712A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃義忠
• 申請（專利權(quán)）人: 上海樂澤環(huán)境工程有限公司
• 主分類號: B01D71/28
• 分類號: B01D71/28;B01D71/40;B01D69/12;B01D67/00;B01J41/12;C02F1/42
• 代理公司: 上海京滬專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31235
• 代理人: 周志宏

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技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種分離技術(shù)，更具體地說涉及一種耐污染均相離子交換膜及其成型工藝。

背景技術(shù)：

離子交換膜作為現(xiàn)代分離膜的一種，在水處理，化學(xué)工程，新能源等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。?在水處理脫鹽的某些特定領(lǐng)域，離子交換膜相對于RO膜有著更大的優(yōu)勢，是其他分離膜無法替代的，?例如，小型海水淡化設(shè)備，含鹽污水的部分脫鹽，離子交換樹脂填充電滲析（EDI)制備高純水等；在化學(xué)工程領(lǐng)域，離子交換膜的應(yīng)用可以大大優(yōu)化傳統(tǒng)的化學(xué)流程，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，例如氨基酸的生產(chǎn)，葡萄糖的生產(chǎn)，乳清蛋白的脫鹽等；在新能源行業(yè)。離子交換膜作為質(zhì)子膜是生物燃料電池，燃料電池等關(guān)鍵材料。

目前主流的制造均相陰離子交換膜的技術(shù)主要是將苯環(huán)類的聚合物進(jìn)行氯甲基化和胺化來得到的，例如日本阿斯通公司的AM系列陰離子交換膜和中國專利CN102068919A公開的含浸法制造陰離子交換膜的技術(shù)中都是通過苯乙烯類共聚物中的苯環(huán)的氯甲基化和季胺化得到的。?這些陰離子交換膜的官能團(tuán)都是連接在苯環(huán)基團(tuán)上的。該方法制造出的離子交換膜中由于含有不飽和的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，在電滲析過程中，其非常容易和待處理的流體中的活潑性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致膜的污染和性能劣化的不可恢復(fù)。在廢水處理領(lǐng)域該類污染表現(xiàn)得更為明顯。?

英國專利1401997采用部分磺化陰離子交換膜的方式來減輕膜的污染，然而該技術(shù)的流程非常復(fù)雜，生產(chǎn)成本比較高。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)不足之處而提供一種耐污染均相離子交換膜。該離子交換膜的配方中不含苯環(huán)基團(tuán)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供制作該膜的成型工藝。該工藝確保離子交換膜的生產(chǎn)容易，成本低。

本發(fā)明的目的是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)：一種耐污染均相離子交換膜，其特征在于，它由增強(qiáng)纖維布和復(fù)合在增強(qiáng)纖維布上的水不溶聚合電解質(zhì)層構(gòu)成，其中：

所述水不溶聚合電解質(zhì)層由含不飽和雙鍵的三種類型的總單體，輔助物質(zhì)共聚而成：

按總單體的摩爾數(shù)百分比計(jì)，總單體由下述組分組成：

A.?含陰離子交換功能團(tuán)或能夠轉(zhuǎn)換成

陰離子交換功能官能團(tuán)的基團(tuán)的單體????????30-70%

B.?疏水性單體或含多乙烯基官能團(tuán)單體????????5%-50%

C.?親水性單體??????????????????????????????5-20%

輔助物質(zhì)與總單體的質(zhì)量百分比為：

引發(fā)劑?????????????????????????????????????0.01%-5%

所述增強(qiáng)纖維布為編織布或無紡布，所述布的厚度為0.05-0.5毫米、布的空隙率要求大于30%，小于80%。?過小的空隙率會(huì)導(dǎo)致樹脂含量低，過高的空隙率，很難滿足最終膜的強(qiáng)度。

所述含陰離子交換功能團(tuán)或能夠轉(zhuǎn)換成陰離子交換功能官能團(tuán)的基團(tuán)的單體在下列中任選：乙烯基吡啶，?N.N二甲基丙烯酸乙酯，N.N二乙基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸縮水甘油酯，乙烯基吡啶季胺鹽，N.N二甲基丙烯酸乙酯季胺鹽。

所述疏水性單體或含多乙烯基官能團(tuán)單體在下列中任選：甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸十八酯，甲基丙烯酸六氟丁酯，乙二醇二丙烯酸乙酯，丙三醇三丙烯酸乙酯，乙二醇二乙烯基醚。

所述親水性單體含有羥基、乙烯醚基、酰胺基親水性官能團(tuán)，在下列中任選：丙烯酸羥乙酯，丙烯酸羥丙酯，甲基丙烯酸聚乙二醇(300)酯，丙烯酰胺。

所述引發(fā)劑為過氧化物類或偶氨類，過氧化物類在下列中任選：BPO、叔丁基過氧化氫，偶氨類在下列中任選：偶氮二異丁氰，偶氮二異戊氰。

所述輔助物質(zhì)可選用聚醋酸乙烯酯，其量為總單體質(zhì)量的≤1%。

所述輔助物質(zhì)可選用丙烯酸乙酯，其量為總單體質(zhì)量的≤1%。

一種耐污染均相離子交換膜的成型工藝，其特征在于，具體步驟如下：

步驟一、選擇槽形耐腐蝕不粘的模具，底部為平整矩形，底部側(cè)面設(shè)有一排出口，?槽具內(nèi)腔能容納放置多張?jiān)鰪?qiáng)纖維布和不粘隔膜；

步驟二、先在槽形模具底部鋪上一層矩形不粘隔膜膜，?然后在不粘隔膜上再鋪一層相權(quán)應(yīng)的纖維增強(qiáng)布，纖維增強(qiáng)布的各邊和不粘隔膜對齊；

步驟三、將配置的水不溶聚合電解質(zhì)液澆到纖維增強(qiáng)布上，并充分浸漬纖維增強(qiáng)布，多余的料液從模具底部側(cè)面的排出口流出；

步驟四、在完全浸漬后的纖維增強(qiáng)布上放置一張不粘隔膜、然后再放入下一張纖維增強(qiáng)布，再重復(fù)步驟三；