[發(fā)明專利]一種超高電流密度條件下運(yùn)行的離子交換膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210541109.7
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103014758A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王婧;張永明;張恒;趙寬;宗少杰
• 申請（專利權(quán)）人: 山東東岳高分子材料有限公司
• 主分類號: C25B13/08
• 分類號: C25B13/08;C25B13/02;C25B1/46;B32B27/08;B32B5/10
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

1.一種離子交換膜，其特征在于該離子交換膜是依次由高交換容量的全氟磺酸樹脂膜、厚度為1～30微米的低分子量的全氟熱熔粘合劑高彈膜和低交換容量的全氟羧酸樹脂膜組成三層結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜；

其中，所述全氟熱熔粘合劑高彈膜是用全氟熱熔粘合劑熔融物通過澆注、擠出、熱壓、旋涂、流延或噴涂工藝制備成膜；

所述的全氟熱熔粘合劑為三元共聚物，分子量介于1～10萬，具有下式Ⅰ所示的分子結(jié)構(gòu)，且具有-SO₂F功能性穩(wěn)定端基，其中m=6～12；n=6～12。

2.如權(quán)利要求1所述的離子交換膜，其特征在于，所述的全氟粘合劑高彈膜具有離子交換功能，離子交換容量介于0.8～1.8mmol/g。

3.如權(quán)利要求1所述的離子交換膜，其特征在于，所述的高交換容量的全氟磺酸樹脂膜的交換容量介于1.0～1.8mmol/g。

4.如權(quán)利要求1所述的離子交換膜，其特征在于，所述的低交換容量的全氟羧酸樹脂膜的交換容量介于0.7～1.0mmol/g。

5.如權(quán)利要求1所述的離子交換膜，其特征在于，所述的高交換容量的全氟磺酸樹脂膜厚度介于40～200微米之間，優(yōu)選的，所述的高交換容量的全氟磺酸樹脂膜厚度為80～120微米。

6.如權(quán)利要求1所述的離子交換膜，其特征在于，所述的全氟熱熔粘合劑高彈膜厚度為2～10微米。

7.如權(quán)利要求1所述的離子交換膜，其特征在于，所述的低交換容量的全氟羧酸樹脂膜厚度介于1～50微米之間，優(yōu)選的，厚度介于5～20微米之間。

8.如權(quán)利要求1所述的離子交換膜，其特征在于，所述離子交換膜的全氟磺酸樹脂膜一側(cè)還熱壓有纖維網(wǎng)或微孔膜，形成增強(qiáng)型離子交換膜。優(yōu)選的，所述的增強(qiáng)材料材質(zhì)選自聚四氟乙烯（PTFE）、高氟烷乙烯醚(PFA)、聚全氟乙丙烯（FEP）或聚醚醚酮（PEEK）。

9.如權(quán)利要求1所述的離子交換膜，其特征在于，所述的離子交換膜的全氟磺酸樹脂膜和全氟羧酸樹脂膜之間的剝離強(qiáng)度大于40N/cm；所述的離子交換膜用于氯堿電解裝置中，在6～20KA/m²的電流密度條件下運(yùn)行。

10.一種權(quán)利要求1所述的離子交換膜的制備方法，包括步驟如下：

首先，采用熔融擠出的方法制備全氟磺酸樹脂單膜和全氟羧酸樹脂單膜；

其次，將全氟熱熔粘合劑通過擠出機(jī)熔融后，將熔體通過流延機(jī)頭在涂覆平臺的支撐下直接流延涂覆在全氟磺酸樹脂單膜的一個表面，形成全氟粘合劑高彈膜層；

然后，涂覆粘合劑層的同時，將全氟羧酸樹脂膜覆蓋在高彈膜層表面，通過壓合的作用復(fù)合在一起形成三層結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜。