[發明專利]一種帶網布支撐的單片型雙極膜卷及其制造方法

有效

• 申請號: 202110079385.5
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112915793B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 雷引林;樓永通;卿波;陳文瀾;殷錦
• 申請（專利權）人: 衢州藍然新材料有限公司
• 主分類號: B01D61/44
• 分類號: B01D61/44;B01D67/00;B01D69/02;B01D69/12;B01D71/26;B01D71/28;B01D71/34;B01D71/48;B01D71/64
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.一種帶網布支撐的單片型雙極膜卷，其特征在于，以超高分子量聚乙烯網布作支撐的交聯聚苯乙烯-低分子量聚乙烯復合基膜卷為基體，一面為磺化交聯聚苯乙烯-低分子量聚乙烯復合物構成的陽離子交換層，另一面為季胺化交聯聚苯乙烯-低分子量聚乙烯復合物構成的陰離子交換層，兩面之間具有叔胺化交聯聚苯乙烯-低分子量聚乙烯復合物構成的水解離催化層；

所述單片型雙極膜卷的制造方法，包括以下步驟：

(1)浸吸膜卷的制備

以超高分子量聚乙烯網布為支撐，熱噴敷低分子量聚乙烯微粉，覆蓋保護膜之后收卷，加壓、保溫目標時長，完成熱軋化過程后剝離保護膜，得到帶有網布支撐的聚乙烯膜卷；

將聚乙烯膜卷浸入含有苯乙烯、二乙烯基苯和引發劑的聚合單體溶液中進行浸吸，浸吸完成后收卷得到浸吸膜卷；

(2)浸吸后的復合基膜卷的制備

自上而下依次將保護膜卷、浸吸膜卷、間隔膜卷、另一浸吸膜卷同時放卷，組合收卷得到浸吸后的復合基膜卷；其中，保護膜卷的寬度大于浸吸膜卷的寬度，以使復合基膜卷中的保護膜卷的兩側分別延伸至浸吸膜卷的兩側之外；間隔膜卷的寬度小于浸吸膜卷的寬度，以使復合基膜卷中的間隔膜卷的兩側分別位于浸吸膜卷的兩側之內；

(3)聚合后的復合基膜卷的制備

將浸吸后的復合基膜卷，置于氮氣氛圍中進行聚合，聚合完成后剝離保護膜，得到聚合后的復合基膜卷；

(4)單面磺化的復合陽膜卷的制備

將聚合后的復合基膜卷放卷，浸入盛有氯磺酸和濃硫酸的磺化槽中，在恒定溫度下實施磺化反應，再依次經過多個盛有不同濃度硫酸的稀釋槽中，接著浸入水洗槽洗滌干凈，用熱風機在線吹干，連續收卷得到單面磺化的復合陽膜卷；

(5)空白面朝外的待反應陽膜卷的制備

將單面磺化的復合陽膜卷放卷，在線剝開，取出間隔膜，收卷得到兩卷單面磺化的陽膜卷；

將兩卷單面磺化的陽膜卷的磺化面貼合起來放卷，同時將塑料隔網卷插入放卷，收卷后得到空白面朝外的待反應陽膜卷；

(6)實施完全氯甲基化反應

將空白面朝外的待反應陽膜卷置于帶頂部流體分布器和底部篩板的反應罐中，頂部進口和底部出口接入泵體，注入氯甲基化反應液，啟動泵體循環反應罐內的反應液，在設定溫度下實施氯甲基化反應，至反應完全；

(7)實施完全叔胺化反應

抽出氯甲基化反應液，注入二氯乙烷洗滌數遍，抽出；

注入叔胺化反應液，啟動泵體循環反應罐內的反應液，在設定溫度下實施叔胺化反應，至反應完全；

(8)實施不完全甲基化反應

抽出叔胺化反應液，注入二氯乙烷洗滌數遍，抽出；

注入甲基化反應液，啟動泵體循環反應罐內的反應液，在設定溫度下實施甲基化反應，至設定的反應程度；

(9)雙極膜轉型

立即抽出甲基化反應液，注入甲醇洗滌數遍，再注入鹽水洗滌數遍；

整體取出膜卷，放卷后分別收卷，得到兩卷單片型雙極膜卷。

2.根據權利要求1所述的一種帶網布支撐的單片型雙極膜卷，其特征在于，所述陽離子交換層中苯磺酸基的含量為1.0～1.8mmol/g干膜，所述陰離子交換層中季胺基含量為0.4～0.9mmol/g干膜，水解離催化層中叔胺基含量為0.03～0.1mmol/g干膜；

其中，所述陰離子交換層中的季胺基為芐基二甲基丁基銨，水解離催化層中的叔胺基為芐基甲基丁基胺。

3.根據權利要求1所述的一種帶網布支撐的單片型雙極膜卷，其特征在于，所述單片型雙極膜卷在純水中的濕膜厚度為0.15～0.4毫米。

4.根據權利要求1所述的一種帶網布支撐的單片型雙極膜卷，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯網布作支撐的交聯聚苯乙烯-低分子量聚乙烯復合基膜卷，以超高分子量聚乙烯網布作支撐，熱噴敷低分子量聚乙烯粉之后浸吸含苯乙烯和二乙烯基苯的聚合單體溶液，聚合得到交聯聚苯乙烯組分與線型聚乙烯組分互穿的聚合物網絡結構。

5.根據權利要求1所述的一種帶網布支撐的單片型雙極膜卷，其特征在于，所述步驟(2)中，保護膜卷的材質為聚酯，厚度為0.05～0.15毫米，寬度比浸吸膜卷的寬度大2～10厘米。