[發明專利]堿性水電解制氫用復合隔膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202211666712.8
• 申請日: 2022-12-23
• 公開（公告）號: CN115819818A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 張學建;吳斌;潘華行;李華鋒;柳青
• 申請（專利權）人: 樂凱膠片股份有限公司
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04;C25B9/19;C25B1/04;C09D181/06;C09D7/20;C09D7/61;C09D7/65;C08L81/02;C08L81/06;C08L23/12
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

1.一種堿性水電解制氫用復合隔膜，包括：編織平網膜以及形成在所述編織平網膜至少一個表面上的復合涂層，其特征在于形成復合涂層的涂布液包括親水無機顆粒、粘合樹脂、成孔劑、溶劑和分散劑：

以所述親水無機顆粒和所述粘合樹脂的總質量為基準，所述親水無機顆粒的含量為80～90wt％；

以所述涂布液的總質量為基準，所述親水無機顆粒和所述粘合樹脂的總含量為50～78.5wt％；

以所述涂布液的總質量為基準，所述成孔劑的含量為1～6wt％；

以所述親水無機顆粒的質量為基準，所述分散劑的含量為0.5～1wt％。

2.根據權利要求1所述的復合隔膜，其特征在于：

所述編織平網膜的孔徑為350～500μm、開孔率為42～58％；

所述粘合樹脂含有－SO₂－基團；

所述溶劑包括選自N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亞砜、N，N-二甲基乙酰胺中的至少之一；

所述成孔劑包括聚乙烯吡咯烷酮；

所述分散劑包括陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑。

3.根據權利要求1所述的復合隔膜，其特征在于：

所述編織平網膜包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚四氟乙烯中的一種；

所述親水無機顆粒包括二氧化鋯和/或硫酸鋇；

所述粘合樹脂包括聚砜樹脂和/或聚醚砜樹脂；

所述溶劑包括N-甲基吡咯烷酮；

所述成孔劑包括聚維酮K30和/或聚維酮K90；

所述分散劑包括烷基酚聚氧丙烯醚酸酯鹽或脂肪醇聚氧乙烯醚酸酯鹽。

4.根據權利要求1～3中任一項所述的復合隔膜，其特征在于：

所述編織平網膜包括聚丙烯或聚苯硫醚；

所述親水無機顆粒的D50粒徑不大于0.7μm；

所述粘合樹脂的分子量不小于70000g/mol、拉伸強度不小于70MPa、熱變形溫度不小于170℃、玻璃化轉變溫度不小于190℃、熱收縮率不大于0.7％；

所述分散劑包括選自脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸鹽、烷基酚聚氧乙烯醚羧酸鹽、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鹽、烷基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸鹽、腰果酚聚氧乙烯醚硫酸酯鹽、壬基酚聚氧丙烯醚硫酸鹽、二聚壬基酚聚氧乙烯醚硫酸鹽、正辛醇聚氧乙烯醚羧酸鹽、十二烷基醇聚氧乙烯醚羧酸鹽、十二烷基醇聚氧乙烯醚磺酸鹽、乙二酰胺十二醇聚氧乙烯酯磺酸鹽中的一種，其中，所述鹽選自鈉鹽、鉀鹽、銨鹽中的至少之一；

所述復合隔膜的厚度為200～800μm。

5.根據權利要求1～3中任一項所述的復合隔膜，其特征在于，所述分散劑包括含酸性基團的嵌段共聚體的烷羥基鹽，其中，所述鹽選自鈉鹽、鉀鹽、銨鹽中的至少之一。

6.根據權利要求5所述復合隔膜，其特征在于，所述分散劑包括含酸性基團的嵌段共聚體的烷羥基銨鹽；

所述復合隔膜的厚度為480～520μm。

7.一種制備權利要求1～6中任一項所述的復合隔膜的方法，其特征在于，包括：

(1)將粘合樹脂、成孔劑和溶劑進行混合處理，得到樹脂溶液；

(2)將親水無機顆粒、分散劑和所述樹脂溶液混合后進行球磨處理，得到涂布液；

(3)將所述涂布液涂布在編織平網膜的至少一個表面上，依次進行相轉化處理和水洗-水煮處理，得到復合隔膜。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟(1)，所述混合處理在攪拌條件下進行，所述混合處理的溫度為80～90℃、時間為4～6h；

所述混合處理包括加熱回流處理。

9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述球磨處理采用行星式球磨機進行，所述球磨處理的轉速為400～600轉/分鐘、時間為8～12h；

所述球磨處理后還包括：過濾處理。

10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，所述涂布液的涂布溫度為40～60℃；

所述相轉化處理包括依次進行的氣相轉化和液相轉化，所述氣相轉化的相對濕度為60～80％、時間為5～15s；所述液相轉化在凝固浴中進行，所述凝固浴采用濃度為5～30wt％的N-甲基吡咯烷酮水溶液，所述液相轉化的溫度為40～60℃、時間為3～10min。