[發明專利]堿金屬氯化物電解用離子交換膜、其制造方法及堿金屬氯化物電解裝置

有效

• 申請號: 201780023588.4
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN109154091B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 山木泰;金子隆之;草野博光;西尾拓久央
• 申請（專利權）人: AGC株式會社
• 主分類號: C25B13/08
• 分類號: C25B13/08;B01J39/05;B01J39/07;B01J39/20;B01J47/12;C25B1/46
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

1.一種堿金屬氯化物電解用離子交換膜，其特征在于，在陰極側的表面具有由具有羧酸型官能團的含氟聚合物形成的層(C)，在陽極側的表面具有由具有磺酸型官能團的含氟聚合物形成的層(S)，在所述由具有磺酸型官能團的含氟聚合物形成的層(S)中配置有包含加強絲的加強材料，

所述由具有羧酸型官能團的含氟聚合物形成的層(C)的干燥時的厚度為9～28μm，構成層(C)的含氟聚合物的離子交換容量為0.7～2.0meq/g，

所述由具有磺酸型官能團的含氟聚合物形成的層(S)中，

比所述加強材料更靠近陽極側的層(Sb)包含由離子交換容量為大于1.3毫當量/克干燥樹脂且為2.5毫當量/克干燥樹脂以下的具有磺酸型官能團的含氟聚合物形成的層，且干燥時的厚度為6～100μm，并且，

比所述加強材料更靠近陰極側的層(Sa)包含由離子交換容量為0.9～1.25毫當量/克干燥樹脂的具有磺酸型官能團的含氟聚合物形成的層，且干燥時的厚度為40～110μm。

2.根據權利要求1所述的堿金屬氯化物電解用離子交換膜，其中，構成層(Sb)的具有磺酸型官能團的含氟聚合物的至少一部分為具有下式(U1)所示的結構單元的聚合物，所述層(Sb)比所述加強材料更靠近陽極側且由所述具有磺酸型官能團的含氟聚合物形成，

式(U1)中，Q¹為任選具有醚性氧原子的全氟亞烷基，Q²為單鍵、或任選具有醚性氧原子的全氟亞烷基，R^f1為任選具有醚性氧原子的全氟烷基，X¹為氧原子、氮原子、或碳原子，X¹為氧原子時，a為0，X¹為氮原子時，a為1，X¹為碳原子時，a為2，Y¹為氟原子、或1價的全氟有機基團，r為0或1，M為氫原子、堿金屬或季銨鹽基。

3.根據權利要求2所述的堿金屬氯化物電解用離子交換膜，其中，式(U1)所示的結構單元為基于式(M1)所示的單體的結構單元，

式(M1)中，R^F11為單鍵、或任選具有醚性氧原子的碳數1～6的直鏈狀的全氟亞烷基，R^F12為碳數1～6的直鏈狀的全氟亞烷基。

4.根據權利要求1或2所述的堿金屬氯化物電解用離子交換膜，其中，比所述加強材料更靠近陰極側的層(Sa)為包含2層以上的層。

5.根據權利要求4所述的堿金屬氯化物電解用離子交換膜，其中，形成比所述加強材料更靠近陰極側的層(Sa)的層中，最靠近陰極側的層(Sa-1)的干燥時的厚度為1～55μm，且層(Sa-1)為由離子交換容量為0.9～1.25毫當量/克干燥樹脂的具有磺酸型官能團的含氟聚合物形成的層。

6.根據權利要求1或2所述的堿金屬氯化物電解用離子交換膜，其中，所述加強材料包含加強絲和犧牲絲。

7.根據權利要求1或2所述的堿金屬氯化物電解用離子交換膜，其中，在至少一面的最表面還具有無機物顆粒層。

8.權利要求1～7中任一項所述的堿金屬氯化物電解用離子交換膜的制造方法，其特征在于，得到依次層疊有由具有能夠轉化為羧酸型官能團的基團的含氟聚合物形成的層(C’)、由具有能夠轉化為磺酸型官能團的基團的含氟聚合物形成的層(S’a)、加強布、及由具有能夠轉化為磺酸型官能團的基團的含氟聚合物形成的層(S’b)的增強前體膜，之后，使所述增強前體膜與堿性水溶液接觸，將所述增強前體膜中的能夠轉化為離子交換基團的基團轉化為離子交換基團。

9.根據權利要求8所述的堿金屬氯化物電解用離子交換膜的制造方法，其中，所述加強布包含加強絲及犧牲絲，使所述增強前體膜與堿金屬水溶液接觸而將能夠轉化為離子交換基團的基團轉化為離子交換基團，并且使所述加強布中的犧牲絲的至少一部分溶解，形成加強材料。