[發明專利]臭氧發生器用膜電極組件的生產設備及其使用方法

有效

• 申請號: 201810532940.3
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108796540B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 樊國榮
• 申請（專利權）人: 中氧科技（廣州）有限公司
• 主分類號: C25B1/13
• 分類號: C25B1/13;C25B9/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種采用臭氧發生器用膜電極組件的生產設備生產膜電極組件的方法，其特征在于：采用的臭氧發生器用膜電極組件的生產設備，包括依次設置的喂入輥對、浸料裝置、催化劑加料裝置、第一擠壓成型裝置、熱處理裝置、纖維加料裝置、第二擠壓成型裝置和卷繞裝置；所述浸料裝置包括導向輥、浸料輥、第一引導輥對和浸料池；所述催化劑加料裝置包括依次設置的第一噴灑裝置、第二引導輥對和第二噴灑裝置；所述第一擠壓成型裝置由多個擠壓輥對組成，包括依次設置的第一擠壓輥對、第二擠壓輥對、第三擠壓輥對、第四擠壓輥對、第五擠壓輥對和第六擠壓輥對；所述第一噴灑裝置位于第一引導輥對和第二引導輥對連線的中部上方；所述第二噴灑裝置位于第二引導輥對與第一擠壓輥對連線的中部下方；所述纖維加料裝置包括依次設置的第一加料裝置、第七擠壓輥對、換向輥、第八擠壓輥對和第二加料裝置；所述導向輥和第一引導輥對分別位于浸料池的兩側邊緣上方，所述浸料輥位于導向輥和第一引導輥對之間，且位于浸料池內部；所述第一引導輥對的兩個引導輥之間存在一定間距，且上引導輥為光面輥，下引導輥的表面帶有細小弧狀突起；所述第二引導輥對的兩個引導輥之間存在一定間距，且上引導輥為光面輥，下引導輥的表面帶有細小弧狀突起；所述第三擠壓輥對和第四擠壓輥對為熱輥，所述第五擠壓輥對和第六擠壓輥對為冷輥；所述第一擠壓輥對和第二擠壓輥對上設置有加熱部件和溫度控制裝置；

該方法包括如下步驟：

步驟（1）原料準備：配制聚四氟乙烯乳液，加入到浸料池中，并使聚四氟乙烯乳液淹沒浸料輥；選擇陽極催化劑粉末和陰極催化劑粉末，通過篩網篩選，得到顆粒均勻的陽極催化劑粉末和陰極催化劑粉末，并分別加入到第一噴灑裝置和第二噴灑裝置中；制備含有陽極催化劑的聚四氟乙烯纖維，加入到第一加料裝置中，備用；制備含有陰極催化劑的聚四氟乙烯纖維，加入到第二加料裝置中，備用；

步驟（2）浸料：全氟磺酸離子交換膜通過喂入輥對喂入到浸料裝置，并依次經過導向輥、浸料輥和第一引導輥對；全氟磺酸離子交換膜在浸料池中經過而使全氟磺酸離子交換膜的上下表面沾有聚四氟乙烯乳液；

步驟（3）噴灑催化劑：通過第一噴灑裝置均勻地向全氟磺酸離子交換膜的上表面噴灑陽極催化劑；之后再通過第二噴灑裝置均勻地向全氟磺酸離子交換膜的下表面噴灑陰極催化劑；陽極催化劑和陰極催化劑粘附在聚四氟乙烯乳液上；

步驟（4）擠壓成型：將步驟（3）得到的粘附有陽極催化劑和陰極催化劑的全氟磺酸離子交換膜通過第一擠壓成型裝置的多個擠壓輥對，進行多次擠壓，得到預定厚度的半成品；

步驟（5）熱處理：將步驟（4）得到的半成品進行熱處理，使半成品表面的聚四氟乙烯軟化；

步驟（6）纖維加入：利用第一加料裝置在半成品的上表面上均勻鋪上一層含有陽極催化劑的聚四氟乙烯纖維，之后通過第七擠壓輥對的擠壓作用，使含有陽極催化劑的聚四氟乙烯纖維初步固定在半成品的上表面；然后通過換向輥換向，使半成品的上表面朝下，下表面朝上；然后在通過第八擠壓輥對后，對未添加含有陽極催化劑的聚四氟乙烯纖維的半成品的另一面，利用第二加料裝置均勻鋪上一層含有陰極催化劑的聚四氟乙烯纖維；

步驟（7）再次擠壓成型：利用第二擠壓成型裝置對步驟（6）得到的產品進行再次擠壓成型，使含有陽極催化劑的聚四氟乙烯纖維和含有陰極催化劑的聚四氟乙烯纖維均牢固地固定，得到膜電極組件；

步驟（8）成卷：利用卷繞裝置將步驟（7）制得的膜電極組件成卷。

2.如權利要求1所述的生產膜電極組件的方法，其特征在于：在全氟磺酸離子交換膜經過第一加料裝置之前，進行等離子處理，使半成品的表面產生凹坑。

3.如權利要求1所述的生產膜電極組件的方法，其特征在于：在制備含有陽極催化劑的聚四氟乙烯纖維以及制備含有陰極催化劑的聚四氟乙烯纖維時，加有成孔劑，以使含有陽極催化劑的聚四氟乙烯纖維和含有陰極催化劑的聚四氟乙烯纖維表面及內部有孔或凹坑。

4.如權利要求1所述的生產膜電極組件的方法，其特征在于：陽極催化劑選自二氧化鉛、納米摻銻二氧化錫、硼摻雜金剛石、鉑中的一種或多種；陰極催化劑選自鉑、鎳、鎳鈷鐵合金中的一種或多種。

5.如權利要求1所述的生產膜電極組件的方法，其特征在于：該方法中使用的全氟磺酸離子交換膜的寬度在2-150cm。