包含高分子载体的阳离子交换膜及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种阳离子交换膜，包括：载体，包含乙烯

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含高分子载体的阳离子交换膜及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种阳离子交换膜及其制造方法，尤其涉及一种热稳定性以及机械特性优秀的阳离子交换膜，以及因为工程简单、经济性优秀且不良率较低，因此其生产性优秀的阳离子交换膜的制造方法。

技术介绍

[0002]目前已经被商用化的如NEOSEPTA(ASTOM Corp.Japan)、SELEMION(Asahi Glass Company，Japan)等离子交换膜，是将利用以聚氯乙烯(PVC)作为原材料纺纱而成的纤维织造出的载体以及苯乙烯-二乙烯基苯单体通过糊浆法进行共聚以及磺化而制造出的离子交换膜，因为具有比较优秀的电化学特性而在全球范围内被广泛使用。
[0003]但是，因为纺纱工程的难易度较高，因此对聚氯乙烯(PVC)进行纤维化的企业较少，而且因为纤维的单价较高，因此在采购方面可能比较困难。上述糊浆法是通过将所织造出的载体含浸到由聚氯乙烯(PVC)粉末以及单体混合而成的浆料中而进行涂布的方式，而且需要注意的是，因为含浸不充分而产生的气隙(air gap)会在后续工程中形成针孔(pin hole)并因此导致离子交换膜的性能的下降，属于要求非常严苛的工程。
[0004]此外，因为聚氯乙烯(PVC)原材料具有在低温(40℃)下发生热分解(thermal decomposition)的较低的热稳定性，因此只能将离子交换膜的使用温度限制在40℃以下，而对处理用水的温度限制必然会导致对用于进行冷却的前处理设备的需求，从而最终导致整体离子交换系统的成本的上升。而且，在包含聚氯乙烯(PVC)原材料的离子交换膜中为了克服脆性而需要使用一部分增塑剂，但是因为增塑剂会在高温状态下溶出，因此会导致难以适用于食品领域的问题。
[0005]因此，急需开发出一种作为载体包含可以防止离子交换膜性能的降低、易于采购且热稳定性以及机械特性优秀的原材料的离子交换膜。

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的技术问题
[0007]本专利技术的目的在于解决如上所述的现有技术中存在的问题而提供一种热稳定性以及机械特性优秀的阳离子交换膜。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供一种因为工程简单、经济性优秀且不良率较低，因此其生产性优秀的阳离子交换膜的制造方法。
[0009]解决问题的技术方案
[0010]适用本专利技术的阳离子交换膜，包括：包含以下述化学式1以及化学式2表示的化合物中的一种以上的载体；以及阳离子交换体；其中，上述载体以及上述阳离子交换体可以形成互穿聚合物网络(interpenetrating polymer network)结构。
[0011][化学式1][0012][0013]在化学式1中，
[0014]R为C1乙酰氧基或C1至C4丙烯酸酯基，
[0015]m以及n为循环单位的循环次数，
[0016]m:n为100:5至100:50，
[0017]数均分子量(Mn)为3,000至500,000。
[0018][化学式2][0019][0020]在化学式2中，
[0021]R为C1至C4丙烯酸酯基，
[0022]m以及n为循环单位的循环次数，
[0023]m:n为100:5至100:50，
[0024]数均分子量(Mn)为3,000至500,000。
[0025]在化学式1中，R以乙酰氧基表示的化合物较佳地可以是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA，ethylene-vinyl acetate copolymer)。
[0026]在化学式1中，R以丙烯酸酯基表示的化合物可以是从乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA，ethylene-methyl acrylate copolymer)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA，ethylene-ethyl acrylate copolymer)以及乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA，ethylene-butyl acrylate copolymer)中选择的一种以上。
[0027]以化学式2表示的化合物，可以是从乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA，ethylene-methyl methacrylate copolymer)以及乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(EGMA，ethylene-glycidyl methacrylate copolymer)中选择的一种以上。
[0028]上述阳离子交换体具有磺酸官能团，可以是由从苯乙烯、二乙烯基苯、α-甲基苯乙烯、甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、氯甲基苯乙烯中选择的一种以上的单体聚合而成的聚合物。
[0029]上述载体的厚度可以是0.01至1mm。
[0030]此外，适用本专利技术的阳离子交换膜的制造方法，可以包括：(a)通过将包含以下述化学式1以及化学式2表示的化合物中的一种以上的载体浸渍到包含从苯乙烯、二乙烯基苯、α-甲基苯乙烯、甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、氯甲基苯乙烯中选择的一种以上的单体以及引发剂的聚合用溶液而制造出混合物的步骤；(b)通过对上述混合物进行聚合而制造出基底膜的步骤；以及(c)通过对上述基底膜进行磺化而制造出导入磺酸官能团的阳离子交换膜的步骤。
[0031]在步骤(a)中，上述载体可以被溶胀。
[0032]上述被溶胀的载体的溶胀度可以是10至60％。
[0033]步骤(a)中的温度可以低于上述引发剂的引发温度。
[0034]上述引发剂可以是从过氧化苯甲酰(BPO，Benzoyl peroxide)以及偶氮二异丁腈(AIBN，Azobisisobutyronitrile)中选择的一种以上。
[0035]步骤(a)中的温度可以是10至70℃，且可以执行1至10小时。
[0036]步骤(a)中的聚合温度可以是70至140℃，而聚合时间可以是4至18小时。
[0037]步骤(c)可以以将上述基底膜浸渍到包含从硫酸、氯硫酸以及二氯乙烷(DCE)中选择的一种以上的溶液中的方式执行。
[0038]此外，还可以包括：(d)在利用去离子水对上述导入磺酸官能团的阳离子交换膜进行洗涤之后，通过浸渍到NaOH溶液中而对未反应的磺酸进行中和的步骤。
[0039]上述聚合用溶液，可以包含：苯乙烯单体100重量份；二乙烯基苯单体2至25重量份；以及聚合引发剂0.1～2.5重量份。
[0040]专利技术的效果
[0041]适用本专利技术的阳离子交换膜的热稳定性以及机械特性优秀，而且适用本专利技术的阳离子交换膜的制造方法因为工程简单、经济性优秀且不良率较低，因此其生产性优秀。
具体实施方式
[0042]接下来，将对本专利技术进行详细的说明。在对本专利技术进行说明的过程中，对相关的公知构成或功能的详细说明可能会被省略。
[0043]在本说明书以及权利要求书中所使用的术语或单词不应限定于通常或词典上的含义做出解释，而是应该解释为符合本专利技术之技术思想的含义以及概念。
[0044]在本说明书中记载的实施例以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种阳离子交换膜，其特征在于，包括：包含以下述化学式1以及化学式2表示的化合物中的一种以上的载体；以及阳离子交换体；其中，上述载体以及上述阳离子交换体形成互穿聚合物网络(interpenetrating polymer network)结构，[化学式1]在化学式1中，R为C1乙酰氧基(acetoxyl group)或C1至C4丙烯酸酯基(acrylic ester group)，m以及n为循环单位的循环次数，m:n为100:5至100:50，数均分子量(Mn)为3,000至500,000，[化学式2]在化学式2中，R为C1至C4丙烯酸酯基，m以及n为循环单位的循环次数，m:n为100:5至100:50，数均分子量(Mn)为3,000至500,000。2.根据权利要求1所述的阳离子交换膜，其特征在于：在化学式1中，R以乙酰氧基表示的化合物是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA，ethylene-vinyl acetate copolymer)。3.根据权利要求1所述的阳离子交换膜，其特征在于：在化学式1中，R以丙烯酸酯基表示的化合物是从乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA，ethylene-methyl acrylate copolymer)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA，ethylene-ethyl acrylate copolymer)以及乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA，ethylene-butyl acrylate copolymer)中选择的一种以上。4.根据权利要求1所述的阳离子交换膜，其特征在于：以化学式2表示的化合物，是从乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA，ethylene-methyl methacrylate copolymer)以及乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(EGMA，ethylene-glycidyl methacrylate copolymer)中选择的一种以上。5.根据权利要求1所述的阳离子交换膜，其特征在于：上述阳离子交换体具有磺酸官能团，
是由从苯乙烯、二乙烯基苯、α-甲基苯乙烯、甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、氯甲基苯乙烯中选择的一种以上的单体聚合而成的聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春九，金英洙，
申请(专利权)人：株式会社益诺医疗科技，
类型：发明
国别省市：