[發(fā)明專利]零極距離子交換膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410249917.5
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104018180A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王婧;張永明;楊淼昆;張恒
• 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
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

1.一種零極距離子交換膜，是由全氟離子交換樹脂和增強(qiáng)材料復(fù)合制備而成的聚合物膜，其特征在于：將聚合物膜轉(zhuǎn)化為離子交換膜，在離子交換膜的至少一側(cè)附著有非電極多孔氣體釋放層；所述的非電極多孔氣體釋放層由分散液附著在離子交換膜層表面后干燥而成；所述的分散液是由全氟磺酸樹脂破碎微顆粒分散在磺酸樹脂水醇溶液中形成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零極距離子交換膜，其特征在于：所述的全氟磺酸樹脂破碎微顆粒為：將全氟磺酸樹脂在NaOH溶液中轉(zhuǎn)化成鈉型，然后采用納米研磨機(jī)進(jìn)行粉碎，使得破碎后的微顆粒具有不規(guī)則多面體形貌。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零極距離子交換膜，其特征在于：增強(qiáng)材料為由聚四氟乙烯、聚全氟烷氧基樹脂、聚全氟乙丙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物中任一種材料制備的網(wǎng)狀材料、纖維材料、無紡布材料或多孔膜材料中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零極距離子交換膜，其特征在于：附著有非電極多孔氣體釋放層的離子交換膜的表面親水性接觸角小于90°，離子交換膜的面電阻低于1.2Ω·cm^-2。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零極距離子交換膜，其特征在于：全氟磺酸樹脂破碎微顆粒的離子交換容量介于0.4-0.9mmol/g，全氟磺酸樹脂破碎微顆粒粒徑范圍介于0.05-20微米。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的零極距離子交換膜，其特征在于：分散液中全氟磺酸樹脂破碎微顆粒的重量百分含量為5-40％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零極距離子交換膜，其特征在于：所述的磺酸樹脂水醇溶液中磺酸樹脂的重量百分含量為0.05-20％。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的零極距離子交換膜，其特征在于：全氟磺酸樹脂破碎微顆粒在離子交換膜表面的分布量為0.01-15mg/cm²。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的零極距離子交換膜，其特征在于：所述的非電極多孔氣體釋放層為非連續(xù)多孔層，孔隙率為35-99％。

10.一種權(quán)利要求1-9任一所述的零極距離子交換膜的制備方法，其特征在于：包括以下制備步驟：

(1)將全氟離子交換樹脂通過螺桿式擠出機(jī)共擠出的方式熔融流延成單層膜或多層復(fù)合膜，同時在膜成型壓輥間引入增強(qiáng)材料，在輥間壓力的作用下將增強(qiáng)材料壓入膜體當(dāng)中形成聚合物膜；

(2)將步驟(1)中的聚合物膜浸漬于二甲基亞砜和NaOH的混合水溶液中，轉(zhuǎn)化為具備離子交換功能的離子交換膜；

(3)將全氟磺酸樹脂溶解進(jìn)入水醇混合液中，形成磺酸樹脂水醇溶液，再加入全氟磺酸樹脂破碎微顆粒，在球磨機(jī)中均一化處理，形成分散液；

(4)采用表面涂層的制作方法，將分散液附著在步驟(2)得到的離子交換膜表面，經(jīng)干燥后形成非連續(xù)多孔氣體釋放層，即得產(chǎn)品。