[其他]無(wú)機(jī)-聚合物復(fù)合纖維的制法及用途(包括用作制作尺寸穩(wěn)定的隔板)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85108131
• 申請(qǐng)日: 1985-11-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85108131A
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 露易斯·W·魯斯卡;卡爾·W·布羅恩;克里斯托福·E·格拉哈姆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 埃爾塔克系統(tǒng)公司
• 主分類號(hào): D01F8/18
• 分類號(hào): D01F8/18;C25B13/04
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 徐汝巽,劉夢(mèng)梅

耐化學(xué)腐蝕復(fù)合形纖維的應(yīng)用或作為增強(qiáng)的用途早已為人所知。在工藝上，有為人熟知的有機(jī)聚合物纖維，如擠壓聚四氟乙烯纖維;無(wú)機(jī)纖維，如碳纖維;天然纖維，如棉紗;以及陶瓷和纖維的混合物（鋪地瓷磚），還有無(wú)機(jī)纖維與有機(jī)聚合物纖維混合物做成的材料，這里有機(jī)聚合物纖維作為“粘膠”將無(wú)機(jī)纖維“粘合”在一起，例如，一些文獻(xiàn)報(bào)道，無(wú)機(jī)纖維（如鈦酸鉀或氧化鋯）用聚四氟乙烯作為“粘膠”粘合在一起，制成板材、過(guò)濾器或其它成品。但是，這種工藝技術(shù)只是把這些材料彼此“粘”在一起使用，而本發(fā)明則是形成一種無(wú)機(jī)-聚合物的復(fù)合纖維。

這項(xiàng)工藝技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例是加拿大專利№834，895，它發(fā)明了一種用鈦酸鉀為無(wú)機(jī)材料，聚四氟乙烯為有機(jī)材料制成的電池隔板。另一應(yīng)用實(shí)例是美國(guó)專利№3，713，890，它發(fā)明了一個(gè)用氧化鋯為無(wú)機(jī)材料，聚四氟乙烯為有機(jī)材料制成的電池隔板。此外，題為鎳-隔蓄電池組的新型隔板一文[發(fā)表在“國(guó)際能量轉(zhuǎn)換學(xué)會(huì)第十六屆會(huì)議會(huì)報(bào)”，Ⅺ（1981）]中，介紹了一個(gè)用聚四氟乙烯為增強(qiáng)劑的Zircar????電池隔板（氧化鋯纖維NoZYW15，是由Zircar產(chǎn)物有限公司制造的）。

還有，我們知道，正如美國(guó)專利No3，992，725所介紹的用各向同性的碳纖維與聚四氟乙烯壓在一起可做人體中的人腱。這篇專利還提出氧化鋯纖維可代替碳纖維使用。

我們還知道，在先有技術(shù)中，墊圈和軸承通常是用無(wú)機(jī)纖維與聚合物粉末混合模壓而成，典型的組成是40～80%的聚合物粉末與無(wú)機(jī)物的混合物，這些混合物經(jīng)熱壓成最終產(chǎn)品。混合物的先驅(qū)體是直徑小于100微米的小顆粒，在模壓前可能會(huì)被混合成較大的顆粒。

在所有先有技術(shù)應(yīng)用實(shí)例中，聚合物和無(wú)機(jī)物的混合物都不呈非均勻的纖維形態(tài)。按照以前的工藝實(shí)際，聚合物和無(wú)機(jī)物只是共同使用，不要求生成非各向同性的中間體，即復(fù)合纖維，換言之，沒(méi)有生成復(fù)合纖維，而聚合物只將無(wú)機(jī)纖維簡(jiǎn)單地“粘合”在一起。

目前，大量的電解池均使用隔膜，很多用電解食鹽水生產(chǎn)氯氣和苛性堿的電解池都是隔膜型的。這種隔膜一般是在多孔陰極上直接沉積而成，過(guò)去是用石棉纖維漿沉積成隔膜的。這種石棉隔膜有嚴(yán)重的缺點(diǎn)，在使用中，石棉膨脹很大，可以高達(dá)800%，堵塞了陰陽(yáng)極間的空隙，致使電解池電壓增高，而隔膜本身也受到從相距很近的陽(yáng)極放出的氣體的損耗。

為了減少用于氯氣和苛性堿生產(chǎn)的電解池中常規(guī)的石棉隔膜的膨脹，改進(jìn)方法之一是用石棉和聚合物，特別是與含氟聚合物一起制作的隔膜。例如，可參見(jiàn)美國(guó)專利No4，410，411（Fenn等）和美國(guó)專利No4，070，257（Motani等）中的有關(guān)的工藝技術(shù)，還可參見(jiàn)美國(guó)專利No3，723，264（Leduc等）和美國(guó)專利No3，694，281（Leduc等）這兩篇專利介紹的用于烯烴生產(chǎn)的電解池中的石棉-聚合物隔膜。

還有某些背景工藝技術(shù)，如美國(guó)專利No4，354，900（Hruska等）提出的氧化鋯改性的石棉隔膜。在這篇專利中，加入氧化鋯溶液或粉末僅僅是作為石棉纖維的改進(jìn)劑，因而隔膜不是一種復(fù)合纖維做成的，而只是石棉纖維與聚合物改性的混合物。

也有人提出將極細(xì)的顆粒混到熔融的熱塑料中去，再將此熱塑性塑料成型。例如美國(guó)專利No4，126，536計(jì)論了將亞微米級(jí)的小顆粒（如二氧化鈦）加到熔融的熱塑性塑料中，在擠出成型的過(guò)程中，擠壓出可用于制作隔膜的纖維，但是這種纖維中混有小顆粒，也即密封在纖維中，因而聚合物內(nèi)的小顆粒失去了表面特性。

后來(lái)，一般背景工藝技術(shù)包括將泰氟隆????（Teflon）與氧化鋯/氧化鎂粘接制成用于氯氣和堿金屬氧化物生產(chǎn)的電解池中的隔膜，它可用美國(guó)專利No4，253，935作為代表。但是，與其它背景工藝實(shí)際一樣，這篇專利也沒(méi)有制成復(fù)合纖維隔膜，而是用無(wú)機(jī)物去復(fù)蓋高聚物。

現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，可以利用無(wú)機(jī)物微粒的表面特性制成無(wú)機(jī)物/聚合物復(fù)合纖維，這種復(fù)合纖維由無(wú)機(jī)物微粒和有機(jī)聚合物組成。

極細(xì)的電子管用金屬氧化物作為無(wú)機(jī)物，含氟聚合物作為有機(jī)聚合物是我們采用的一種耐化學(xué)腐蝕復(fù)合纖維的組合。復(fù)合纖維常是干燥可自由流動(dòng)的小顆粒，大多數(shù)由于含無(wú)機(jī)組分而常帶顏色。每個(gè)獨(dú)立的纖維都能呈枝狀（但無(wú)此必要）。有時(shí)無(wú)機(jī)物牢固地粘合在聚合物中而使纖維呈樹(shù)枝狀。

本發(fā)明概括了一種非各向同性的，有機(jī)加無(wú)機(jī)的非勻態(tài)的復(fù)合纖維。這種纖維是由纖維形的有機(jī)聚合物和細(xì)小的、難熔的無(wú)機(jī)物微粒所構(gòu)成。無(wú)機(jī)物微粒與聚合物牢固地結(jié)合，至少基本上進(jìn)入聚合物表面，以致除非將纖維破壞，否則很難把它們從纖維中用物理方法分離出來(lái)。