[發(fā)明專利]離子交換膜、離子交換膜的制造方法和電解槽

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811540760.6
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109989072B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岡本浩司;高橋和也
• 申請（專利權(quán)）人: 旭化成株式會社
• 主分類號: C25B13/08
• 分類號: C25B13/08;C25B9/19
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李洋;龐東成

本發(fā)明的目的在于提供離子交換膜、離子交換膜的制造方法和電解槽，其在供至電解時能夠降低電解電壓。本發(fā)明的離子交換膜具有包含具有離子交換基的含氟系聚合物的膜主體、和配置在上述膜主體的至少一個面上的被覆層，其中，上述被覆層包含無機物顆粒和粘結(jié)劑，相對于上述被覆層中上述無機物顆粒和粘結(jié)劑的總質(zhì)量，上述粘結(jié)劑的質(zhì)量比大于0.3且為0.9以下，上述被覆層的表面粗糙度為1.20μm以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及離子交換膜、離子交換膜的制造方法和電解槽。

背景技術(shù)

含氟離子交換膜的耐熱性和耐化學藥品性等優(yōu)異，作為堿金屬氯化物電解用、臭氧產(chǎn)生電解用、燃料電池用、水電解用、鹽酸電解用等電解用隔膜被廣泛用于各種用途中，并且正被擴展到新用途中。

這些之中，在制造氯和堿金屬氫氧化物的堿金屬氯化物的電解中，近年來離子交換膜法成為主流。此外，為了削減功耗單位，在利用離子交換膜法進行的堿金屬氯化物電解中，將離子交換膜與陽極以及陰極密合而成的自然循環(huán)型零極距電解槽成為主流。對于堿金屬氯化物的電解中使用的離子交換膜要求各種性能。其中特別要求電解電壓低的陽離子交換膜。需要說明的是，由于堿金屬氯化物電解的電解電壓對功耗單位的影響較大，因而即使降低10mV也是非常有益的。通常已知在堿金屬氯化物電解中，通過電解反應(yīng)產(chǎn)生的氣體附著于離子交換膜表面而使電解電壓上升。作為其對策，在專利文獻1中提出了通過在膜的表面設(shè)置包含粘結(jié)劑和無機物顆粒的層(表面層)來抑制氣體在離子交換膜表面的附著、降低電解電壓的提案。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2016-79453號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

在專利文獻1中記載了，在粘結(jié)劑相對于表面層中包含的無機物顆粒和粘結(jié)劑的合計的質(zhì)量比為0.3以下的情況下，可得到較高的氣體附著抑制效果。但是，在粘結(jié)劑比大于0.3的情況下，得不到充分的氣體附著抑制效果，具有電解電壓大幅上升的問題。這樣，在現(xiàn)有技術(shù)中，從進一步降低電解電壓的方面出發(fā)還有改善的余地。

本發(fā)明是鑒于上述課題而進行的，其目的在于提供一種在供至電解時能夠降低電解電壓的離子交換膜、離子交換膜的制造方法和電解槽。

用于解決課題的手段

本發(fā)明人為了解決上述課題反復進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使包含無機物顆粒的被覆層的表面具有一定以上的粗糙度，可表現(xiàn)出氣體附著抑制效果。基于該結(jié)果進一步反復進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使形成被覆層時的涂布液滴徑處于最佳范圍，即使增大粘結(jié)劑比，也能夠使被覆層的表面粗糙度為一定以上，從而完成了本發(fā)明。

即，本發(fā)明如下所述。

[1]

一種離子交換膜，其具有：

包含具有離子交換基的含氟系聚合物的膜主體、和

配置在上述膜主體的至少一個面上的被覆層，

其中，

上述被覆層包含無機物顆粒和粘結(jié)劑，

相對于上述被覆層中上述無機物顆粒和粘結(jié)劑的總質(zhì)量，上述粘結(jié)劑的質(zhì)量比大于0.3且為0.9以下，

上述被覆層的表面粗糙度為1.20μm以上。

[2]

如[1]中所述的離子交換膜，其中，上述無機物顆粒為包含選自由元素周期表IV族元素的氧化物、元素周期表第IV族元素的氮化物和元素周期表第IV族元素的碳化物組成的組中的至少一種無機物的顆粒。

[3]