[發(fā)明專利]氯堿工業(yè)用高強(qiáng)度低槽壓全氟離子交換膜及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011016675.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112323095B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊淼坤;李曉;滕培峰;王麗;馮威;張江山;張永明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東東岳高分子材料有限公司
• 主分類號(hào): C25B13/08
• 分類號(hào): C25B13/08;C25B1/46;C25B9/19
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 趙真真;耿霞

1.一種氯堿工業(yè)用高強(qiáng)度低槽壓全氟離子交換膜，由全氟磺酸樹(shù)脂層和全氟羧酸樹(shù)脂層組成基膜，有增強(qiáng)纖維網(wǎng)布嵌入全氟磺酸樹(shù)脂層，基膜兩外側(cè)表面噴涂有氣體釋放涂層；全氟磺酸樹(shù)脂層內(nèi)含有非連續(xù)的微納米孔道，其特征在于：所述微納米孔道位于全氟磺酸樹(shù)脂層中，此孔道由具有離子交換能力的微納米中空纖維所構(gòu)成；

微納米中空纖維為全氟磺酸離子交換中空纖維膜，外徑300nm~20μm，長(zhǎng)度10~50μm，內(nèi)徑20nm~10μm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯堿工業(yè)用高強(qiáng)度低槽壓全氟離子交換膜，其特征在于：全氟磺酸樹(shù)脂層厚度為80-110μm，全氟羧酸樹(shù)脂層厚度為8-12μm，基膜兩外側(cè)表面的氣體釋放涂層厚度為1-5μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯堿工業(yè)用高強(qiáng)度低槽壓全氟離子交換膜，其特征在于：增強(qiáng)纖維為聚四氟乙烯纖維、聚全氟乙丙烯纖維、離子交換功能纖維、聚全氟丙基乙烯基醚纖維、四氟乙烯-全氟乙烯基醚共聚物纖維或氟碳聚合物纖維中的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯堿工業(yè)用高強(qiáng)度低槽壓全氟離子交換膜，其特征在于：氣體釋放涂層由全氟磺酸樹(shù)脂和納米無(wú)機(jī)氧化物的混合物組成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯堿工業(yè)用高強(qiáng)度低槽壓全氟離子交換膜，其特征在于：納米無(wú)機(jī)氧化物為ZnO、TiO₂或ZrO₂。

6.一種權(quán)利要求1-5任一所述的氯堿工業(yè)用高強(qiáng)度低槽壓全氟離子交換膜的制備方法，其特征在于：包括步驟如下：

將具有離子交換能力的微納米中空纖維材料與全氟磺酸樹(shù)脂粉料按質(zhì)量比1~20：100混合后，通過(guò)熔融擠出得到含微納米中空纖維材料的全氟磺酸樹(shù)脂母粒；將全氟羧酸樹(shù)脂、所述的含微納米中空纖維材料的全氟磺酸樹(shù)脂母粒，通過(guò)熔融共擠出或多層熱壓復(fù)合的工藝制備全氟離子交換樹(shù)脂基膜；

采用連續(xù)真空復(fù)合工藝將增強(qiáng)纖維網(wǎng)布置入上述基膜的全氟磺酸樹(shù)脂層表面或內(nèi)部，形成增強(qiáng)離子膜；

將步驟b所得增強(qiáng)離子膜在KOH或NaOH水溶液與有機(jī)溶劑的混合溶液中于70-90℃溫度下水解30min~2h進(jìn)行轉(zhuǎn)型；

用含質(zhì)量分?jǐn)?shù)3~10wt%全氟磺酸樹(shù)脂和5~15wt%納米無(wú)機(jī)氧化物的低級(jí)醇分散液對(duì)轉(zhuǎn)型后的離子膜進(jìn)行噴涂，干燥后形成氣體釋放涂層；

噴涂完畢的膜浸在質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%~2%氫氧化鈉水溶液中，靜置平衡即得。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氯堿工業(yè)用高強(qiáng)度低槽壓全氟離子交換膜的制備方法，其特征在于：步驟c中，有機(jī)溶劑為乙醇、異丙醇或二甲基亞砜。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氯堿工業(yè)用高強(qiáng)度低槽壓全氟離子交換膜的制備方法，其特征在于：步驟c中，混合溶液中KOH或NaOH的質(zhì)量百分含量為12~28%，有機(jī)溶劑的質(zhì)量百分含量為10~40%。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氯堿工業(yè)用高強(qiáng)度低槽壓全氟離子交換膜的制備方法，其特征在于：步驟d中，低級(jí)醇為乙醇、丙醇或異丙醇。