[其他]用于電解槽的隔膜構(gòu)件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85108122
• 申請日: 1985-11-04
• 公開（公告）號: CN85108122A
• 公開（公告）日: 1986-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 理查德·尼爾·比瓦
• 申請（專利權(quán)）人: 陶氏化學(xué)公司
• 主分類號: C25B13/02
• 分類號: C25B13/02;C25B1/46;C25B9/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部
• 代理人: 陳景峻

本發(fā)明涉及到用于電解槽的隔膜，更具體地說，涉及到一種隔膜構(gòu)件，在隔膜的墊圈承載面上加有壓力的應(yīng)用場合下，這種隔膜構(gòu)件具有抗撕裂的性能。

有許多眾所周知的隔膜可用于電解槽。例如，典型的隔膜包括全氟化羧基或磺基陽離子交換隔膜，例如由蓬·內(nèi)穆爾公司（E.I.dupont de Nemours and Company）制造的Nafion牌隔膜，或由化成玻璃有限公司（Asahi Glass Company，Ltd）制造的Flemions牌隔膜。這些隔膜通常可成張地買到，以用于有著單極或雙極電極的壓濾器型或平板型電解槽中。在美國專利4，111，779號和4，108，742號中敘述了雙極壓濾器型電解槽的一些例子。舉例來說，這些電解槽用來電解含水的堿金屬鹵化物，以產(chǎn)生像氯氣一類的鹵素，以及如氫氧化鈉那樣的堿金屬的氫氧化合物。通常，雙極壓濾型電解槽是由幾個串聯(lián)安置的雙極單室所構(gòu)成。每一雙極單室有一被分隔墻隔開的陽極和陰極空間。典型的結(jié)構(gòu)是陽極和陰極附著在分隔墻相反的兩面。隔膜通常介于兩相鄰單室之間，來把陽極空間和陰極空間分開。大量的陽極和陰極框架安裝成平行的樣式，而用一縱向夾緊裝置把這些陽極和陰極框架與介于框架間的那些隔膜一起夾緊，以形成一整體的電解槽。

一般，在隔膜和陽極或陰極框架間插入一個墊圈，使電解槽有流體密封性能，即提供一個液或氣密性密封，以阻止陽極和陰極空間之間電解液的洩漏或電解液漏入大氣。因為電解槽一般都是在腐蝕性環(huán)境下工作的;所以電解槽具有完善的液和氣密性密封是很重要的。通常，墊圈的一邊和電極框架的橫向表面接觸，而墊圈的另一邊和隔膜周邊表面的一邊相接觸。

典型的墊圈材料包括如橡膠或合成橡膠一類的彈性材料。商用的雙極隔膜電解器通常采用乙丙烯共聚物（EPM）或乙丙烯二烯（EPDM）作為在隔膜和電極框架間的墊圈材料。當通過框架構(gòu)件向框架施加壓力時，這些材料有變形和向外擴張的趨勢;當墊圈向外變形時，在向外變形的墊圈的壓力下，某些和墊圈相接觸的隔膜受到拉力而有延伸的趨勢。當試圖把這些框架壓成一流體密封的電解槽時，鄰近電極框架的墊圈下面的隔膜的這種延伸造成隔膜的破壞或撕裂。此外，彈性墊圈需要一較高的壓力來達到密封，這增加了破壞和撕裂隔膜的危險。

隔膜的任何破損或撕裂會降低工作期間的電流效率，在降低電解槽電解效率的同時，大大地增加了所用的電流。電流效率和/或電解效率過分的下降就需要把整個槽停止工作來更換一張或幾張破損了的隔膜，這是很昂貴的。

本發(fā)明是一離子交換隔膜構(gòu)件，它包括至少一層適合于用作離子交換隔膜的第一種材料，以及至少一層適合于加強此隔膜的第二種材料，所述加強層緊固在環(huán)繞隔膜周邊的至少一個墊圈承載面上。

本發(fā)明還在于有一種包括下列步驟的密封電解槽的方法：

（a）在電解槽中的至少一個電極框架和一張離子交換隔膜之間插入至少一個墊圈，所述隔膜包括至少一層適合用作離子交換隔膜的材料以及至少一層適合于加強此隔膜的材料，所述加強層緊固在環(huán)繞，隔膜周邊的至少一個墊圈承載面上;以及

（b）對該電解槽施加一壓力。

雖然在下面的一些圖中示出的是本發(fā)明的另一種實施方案，但是在這些插圖中，用同樣的參考數(shù)號來描述相同的元件。

圖1是本發(fā)明隔膜構(gòu)件的透視圖，它表明了一張沿著周邊有著一圈加強材料的隔膜。

圖2是本發(fā)明的另一實施方案的透視圖，它表明沿著周邊有著許多通孔和一圈加強材料的隔膜。

圖3是沿著圖1中3-3線所取的剖面圖。

圖4是本發(fā)明另一實施方案的剖視圖，它表明在隔膜周邊的一個平面上有著一圈加強材料。

圖5是沿著圖2中5-5線所取的剖面圖。

圖6的剖視圖表明包括圖1的隔膜構(gòu)件在內(nèi)的一部分串聯(lián)電解室的集合體。

參閱圖1，圖中示出了由一種隔膜材料制成的一矩形薄層11，在隔膜周邊部分的兩相反平面上附著，連結(jié)著，或粘結(jié)著一圈加強材料12。圖3更清楚地描繪了成一條狀的加強材料12固著在隔膜11的兩面，而且只是沿著隔膜的墊圈承載面的兩面。圖4表明加強材料12只加到隔膜的一個平的表面，而且只是沿著隔膜周邊的墊圈承載表面。“墊圈承載表面”定義為：為在電解器的一個電極框架周邊實現(xiàn)密封，隔膜周邊要承受壓力的部分。圖1的加強材料12有著一鏡框的形狀。然而，要知道本發(fā)明的隔膜構(gòu)件或結(jié)構(gòu)并不限于矩形薄層，而可以是圓形或其它所希望狀。