[發(fā)明專利]含微納孔隙的氯堿離子膜的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410502793.7
• 申請(qǐng)日: 2014-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN104388978A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王學(xué)軍;王婧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東東岳高分子材料有限公司
• 主分類號(hào): C25B13/08
• 分類號(hào): C25B13/08;C25B13/02;C25B1/46
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

1.一種含微納孔隙的氯堿工業(yè)用纖維增強(qiáng)離子交換膜的制備方法，包括步驟如下：

(1)以一價(jià)堿金屬氯鹽MCl的超細(xì)粉體為犧牲芯材，將MCl超細(xì)粉體添加到全氟磺酸樹脂粉料中，充分混合后通過熔融擠出得到的含MCl的全氟磺酸樹脂母粒；

其中，以全氟磺酸樹脂粉料的質(zhì)量計(jì)，所述MCl超細(xì)粉體占比為1～45wt％；

所述MCl超細(xì)粉體選自粒徑10nm～50μm的氯化鈉、氯化鉀、氯化鋰的粉體顆粒或中空結(jié)構(gòu)粉體；

(2)將步驟(1)制得的含MCl的全氟磺酸樹脂與全氟羧酸樹脂，通過熔融共擠或多層熱壓復(fù)合的工藝制成全氟離子交換樹脂基膜；

(3)采用連續(xù)真空轉(zhuǎn)鼓復(fù)合工藝，將增強(qiáng)網(wǎng)布置入步驟(2)制得的含氟離子交換樹脂基膜表面或內(nèi)部形成增強(qiáng)離子膜；

(4)將步驟(3)制得的增強(qiáng)離子膜置于90℃的水解液中水解3～12小時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)型；

(5)用含質(zhì)量分?jǐn)?shù)3～10％全氟磺酸樹脂、5～15％納米氧化物的低級(jí)醇分散液對(duì)轉(zhuǎn)型后的離子膜進(jìn)行雙面噴涂，干燥后形成氣體釋放涂層；

(6)將步驟(5)噴涂完畢的膜浸在質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2％～2％氫氧化鈉水溶液中，靜置老化2～24小時(shí)，即得到本發(fā)明的含微納孔隙的氯堿工業(yè)用纖維增強(qiáng)離子交換膜。

2.如權(quán)利要求1所述的含微納孔隙的氯堿工業(yè)用纖維增強(qiáng)離子交換膜的制備方法，其特征在于步驟(1)中，所述MCl超細(xì)粉體為粒徑20nm～20μm氯化鈉顆粒。

3.如權(quán)利要求1所述的含微納孔隙的氯堿工業(yè)用纖維增強(qiáng)離子交換膜的制備方法，其特征在于步驟(1)中，以全氟磺酸樹脂粉料的質(zhì)量計(jì)，所述MCl超細(xì)粉體占比為5～18％。

4.如權(quán)利要求1所述的含微納孔隙的氯堿工業(yè)用纖維增強(qiáng)離子交換膜的制備方法，其特征在于步驟(1)中，所述全氟磺酸樹脂交換容量為0.9～1.20mmo1/g；步驟(2)中，所述全氟羧酸樹脂離子交換容量為0.9～1.15mmo1/g。

5.如權(quán)利要求1所述的含微納孔隙的氯堿工業(yè)用纖維增強(qiáng)離子交換膜的制備方法，其特征在于步驟(2)中，所述制成全氟離子交換膜的基膜總厚度在90-190微米之間，其中，含MCl的全氟磺酸樹脂與全氟羧酸樹脂層的厚度比為6-12:1。

6.如權(quán)利要求1所述的含微納孔隙的氯堿工業(yè)用纖維增強(qiáng)離子交換膜的制備方法，其特征在于步驟(2)中，所述制成全氟離子交換膜的基膜總厚度為100-135微米。其中，含MCl的全氟磺酸樹脂厚度為92～120微米，全氟羧酸樹脂層厚度為8～15微米。

7.如權(quán)利要求1所述的含微納孔隙的氯堿工業(yè)用纖維增強(qiáng)離子交換膜的制備方法，其特征在于步驟(4)中，所述水解液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)15％～25％的KOH或NaOH的水溶液與有機(jī)溶劑按體積比95:5～60:40的混合溶液；所述有機(jī)溶劑為乙醇、異丙醇或二甲基亞砜(DMSO)中的一種。

8.如權(quán)利要求1所述的含微納孔隙的氯堿工業(yè)用纖維增強(qiáng)離子交換膜的制備方法，其特征在于步驟(5)中，所述納米氧化物選自氧化鋯納米粉、二氧化鈦納米粉或氧化鋁納米粉中的一種或組合。

9.如權(quán)利要求1所述的含微納孔隙的氯堿工業(yè)用纖維增強(qiáng)離子交換膜的制備方法，其特征在于步驟(5)中，所述低級(jí)醇為乙醇、丙醇或異丙醇。

10.如權(quán)利要求1所述的含微納孔隙的氯堿工業(yè)用纖維增強(qiáng)離子交換膜的制備方法，其特征在于步驟(5)中，氣體釋放涂層厚度為5～10微米。