[發明專利]IPN結構的陽離子交換膜制備方法

在審

• 申請號: 202010512068.3
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111793235A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 王彬;潘禮德
• 申請（專利權）人: 金華市金秋環保水處理有限公司
• 主分類號: C08J7/14
• 分類號: C08J7/14;C08J5/18;C08L61/16;C08L53/02;C08L71/10;C08F283/00;C08F287/00;C08F283/06;C08F212/36;B01D61/42;B01D67/00;B01D69/02;B01J39/20;B01J39
• 代理公司: 寧波鄞州科易德專利商標代理事務所(普通合伙) 33386
• 代理人: 陳園園

本發明屬于離子交換膜技術領域，尤其涉及一種IPN結構的陽離子交換膜制備方法。本發明，包括取兩種不同的芳香族聚合物作為主材，按兩者質量之比為1:0.5?1.5的比例混合，得預混合物；將制得的預混合物加入擠出機中，再加入交聯引發劑，加熱至150?260℃進行交聯后，擠出機擠出經模頭成膜，得到基膜；將制得的基膜利用磺化裝置磺化得到陽離子交換膜。本發明以兩種不同的芳香族聚合物作為主材，經交聯聚合后得到具有IPN結構的陽離子交換膜，消除了傳統異相陽離子交換膜中陽離子交換樹脂粉與高分子粘結劑之間并不相容的結構缺陷，從而具有較低的膜電阻和較高的交換容量，并且，本發明提供具有制造方法簡單，條件易控制，工藝易于操作的優勢，適宜大規模推廣使用。

技術領域

本發明屬于離子交換膜技術領域，尤其涉及一種IPN結構的陽離子交換膜制備方法。

背景技術

離子交換膜是電滲析裝置中關鍵部件之一。電滲析裝置廣泛用于海水、苦咸水脫鹽制備飲用水，有機化合物脫鹽純化，制備半導體工業、電子工業和電廠高壓鍋爐用的高純水和超純水以及工業廢水處理再利用等。陽離子交換膜作為一種關鍵的離子膜在電滲析、水處理、燃料電池等領域有重要的應用價值。目前，部分陽離子交換膜已實現了商品化，但在現有技術中還存在膜電阻較高，交換容量小的問題。

例如，中國發明專利申請公開了一種陽離子交換膜及其制造方法[申請號：201380052607.8]，該發明專利申請包括聚乙烯醇類共聚物P，所述聚乙烯醇類共聚物含有具有陰離子性基團的陰離子性聚合物鏈段與乙烯醇聚合物鏈段，且具有微區尺寸X在0nm＜X≤150nm的范圍內的微相分離結構；以及所述陽離子交換膜的制造方法，該方法包括：所述聚乙烯醇類共聚物P中含有鹽類C，將鹽類C相對于所述聚乙烯醇類共聚物P的重量比率C/P調整為4.5/95.5以下，由調整后的聚乙烯醇類共聚物進行成膜。

該發明專利申請具有陰離子性基團的陰離子性聚合物鏈段與乙烯醇聚合物鏈段，故可抑制微相分離、離子通道結構不會變化、且具有優異的耐久性，但其仍未解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，提供一種膜電阻低，交換容量高的IPN結構的陽離子交換膜制備方法。

為達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：

一種IPN結構的陽離子交換膜制備方法，包括以下步驟：

步驟一：取兩種不同的芳香族聚合物作為主材，按兩者質量之比為1:0.5-1.5的比例混合，得預混合物；

步驟二：將步驟一中制得的預混合物加入擠出機中，再加入交聯引發劑，加熱至150-260℃進行交聯后，擠出機擠出經模頭成膜，得到基膜；

步驟三：將步驟二中制得的基膜利用磺化裝置磺化得到陽離子交換膜。

在上述的IPN結構的陽離子交換膜制備方法中，步驟一中的主材包括聚醚醚酮、雜萘聯苯聚醚酮和苯乙烯系熱塑性彈性體中的任意兩種。

在上述的IPN結構的陽離子交換膜制備方法中，步驟二中的交聯引發劑由交聯劑和引發劑混合得到，所述交聯劑和引發劑的質量之比為1:0.05-0.5。

在上述的IPN結構的陽離子交換膜制備方法中，所述交聯劑為二乙烯基苯或過氧化二異丙苯，所述引發劑為過氧化二苯甲?；蚺嫉惗‰妗?/p>

在上述的IPN結構的陽離子交換膜制備方法中，步驟二中的交聯引發劑與主材的質量之比為0.01-0.1:1。

在上述的IPN結構的陽離子交換膜制備方法中，步驟二中的擠出機為三螺桿擠出機，三螺桿擠出機的速轉比為1:20-100，長徑比為1:20-60。