[發明專利]一種半均陰相離子交換膜的制備方法

有效

• 申請號: 201711427141.1
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN109954410B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 王炳輝;徐守疆;吳法東;解四營
• 申請（專利權）人: 綠邦膜分離技術（江蘇）有限公司
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D67/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種半均相陰離子交換膜的制備方法。該方法是將聚偏氟乙烯、氯甲基化聚苯乙烯、交聯劑和引發劑溶解在有機溶劑中，配置成均勻的混合鑄膜液，經超聲脫泡后再將所述鑄膜液在增強網格布上涂膜，將膜經過熱水箱，去除有機溶劑并使膜內部形成交聯結構，制得連續成卷半均相氯甲基化膜，然后將其在三甲胺水溶液中浸泡一定時間后，再經氯化鈉溶液轉型，水洗后制得連續成卷半均相陰離子交換膜。該半均相陰離子交換膜的制備方法，簡化膜生產設備和制膜工藝，提高生產效率，且膜是連續成卷的，具有高分子互穿網絡結構，整張膜表面和內部離子交換基團較均勻，膜電阻低，強度高，尺寸穩定性好，綜合性能接近于均相離子交換膜。

技術領域

本發明涉及陰離子交換膜制備技術領域，具體涉及一種半均陰相離子交換膜的制備方法。

背景技術

離子交換膜具有獨特的離子交換特性，使它在清潔生產、環境保護、能量轉化等方面發揮著越來越重要的作用，特別適合于現代工業對新能源、節能、低品位原材料再利用和環境污染治理的需要，在海水淡化等領域也應用廣泛，成為實現經濟可持續發展戰略的一個重要組成部分。

中國專利201510347434.6公布的連續化生產聚氯乙烯半均相陰、陽離子交換膜的制備方法，該方法是采用雙螺桿擠出成膜，在膜雙面粘附網格布，經四輥壓延生產成卷聚氯乙烯半均相離子交換膜。該方法前期的離子交換膜樹脂粉采用PVC含浸單體，含浸不均勻，具有一定的局限性；另加工溫度高，PVC和功能性離子容易發生降解，尤其是PVC半均相陰離子交換膜；

中國專利申請號201110417296.3公布的一種聚苯乙烯系離子交換合金膜的制備方法，該方法是先將聚偏氟乙烯先造粒，通過吸浸苯乙烯聚合溶液得到聚合物吸浸顆粒，再將聚合物吸浸顆粒進行懸浮聚合得到聚合物合金顆粒，再通過磺化或氯甲基化胺化得到陽或陰離子交換合金樹脂，最后采用間歇生產(即密煉、開練、拉片、熱壓)制得。該專利所得的膜為半均相結構的離子交換膜。間歇生產方法生產離子交換膜，生產效率低，勞動成本高等缺點。

中國專利申請號201110004257.0，中國專利申請號94106397.6，中國專利申請號201510002532.3均是采用基膜浸吸法制備離子交換膜，即基膜浸吸法通常利用惰性聚合物基膜來浸吸單體，然后聚合、成膜、功能基化，典型的例子是用聚烯類基膜浸吸苯乙烯/二乙烯基苯單體和引發劑，通過熱壓、聚合、磺化或者氯甲基/季胺化來分別制備陽離子交換膜或陰離子交換膜。

日本德山曹達公司采用涂漿法來制造離子交換膜，如將苯乙烯、二乙烯苯、聚氯乙烯粉末、引發劑等，按比例混和、攪拌制漿、涂漿、熱壓、聚合，先制得基膜，再功能基化之后而得陽離子交換膜和陰離子交換膜(參見田中良修著，葛道才、任慶春譯，《離子交換膜基本原理及應用》，第8～9頁，化學工業出版社，2010年出版)。

上述方法制得的離子交換膜，通常都是先制成基膜，然后再實施功能基化反應來引入離子交換基團。如果采用最常見的苯乙烯/二乙烯基苯體系，通過氯甲基/季胺化來引入強堿性陰離子交換基團，相對比較復雜，特別是要控制整張膜的表面和內部離子交換基團的均勻性難度較大，其化學反應過程比較困難，需要非常精密的控制手段，對熱壓聚合和膜功能化設備要求高，技術難度較高。兩種方法制得的膜實質上還是半均相離子交換膜。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種半均陰相離子交換膜的制備方法。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：

一種半均陰相離子交換膜的制備方法，包括步驟：

a.將聚偏氟乙烯、氯甲基化聚苯乙烯、有機溶劑、交聯劑、引發劑按質量比8～20:8～20:80～200：0.7～3：0.1～0.5，配置成均勻的鑄膜液；

b.將鑄膜液經超聲脫泡后在增強網格布上涂膜，形成厚度均勻的半均相氯甲基化膜；