氯碱工业用低电阻高强度离子交换膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氯碱工业用低电阻高强度离子交换膜及其制备方法。该膜是由全氟磺酸离子交换树脂层、全氟羧酸离子交换树脂层、增强网布和气体释放涂层组成的多层复合膜；其中，厚度80-150微米的全氟磺酸树脂层和厚度8-12微米的全氟羧酸树脂层构成全氟离子交换树脂基膜，基膜的两外侧表面均有3-12微米厚度的气体释放涂层；增强纤维网布置于全氟磺酸树脂层内，全氟磺酸树脂层内还有纳米孔道和纳米空穴。该膜可以通过熔融共挤出或多层热压复合的工艺制备。该膜可以用于氯碱工业的离子交换膜，具有较好的机械性能和电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于高分子材料领域。
技术介绍
美国杜邦公司于60年代开发了全氟磺酸树脂及其离子交换膜。人们很快发现这种全氟代的骨架结构离子交换膜具有着超常的稳定性，最适合在氯碱电解槽的苛刻环境中使用，因而迅速在氯碱工业中得到广泛应用。受杜邦公司全氟离子交换膜的启发，日本旭硝子公司和日本旭化成公司也相继开发了结构类似的全氟离子交换树脂和离子膜。1976年日本旭化成公司用全氟羧酸膜取代了杜邦公司的全氟磺酸膜，接着又开发了羧酸一磺酸复合膜。2009年开始山东东岳高分子材料有限公司研发成功国产氯碱离子膜，并率先投入蓝星 (北京)化工机械有限公司在沧州大化集团有限公司黄骅氯碱有限公司的实验装置(2. 7m2 电解槽)试运行，取得初步成功。随后又在山东东岳氟硅材料有限公司氯碱厂万吨装置、中盐常州化工股份有限公司氯碱厂F2装置等成功应用，揭开了中国氯碱工业的新篇章。目前商业化的氯碱工业用全氟离子交换膜(氯碱离子膜)均为全氟羧酸一全氟磺酸复合膜，即膜的阳极侧为全氟磺酸层、阴极侧为全氟羧酸层。磺酸层具有较高的离子透过能力，并且在碱浓度为20% 30%内有较低的槽电压，因而可以显著地节省电耗；而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氯碱工业用低电阻高强度离子交换膜，该膜是由全氟磺酸离子交换树脂层、全氟羧酸离子交换树脂层、增强网布和气体释放涂层组成的多层复合膜；其中，厚度80?150微米的全氟磺酸树脂层和厚度8?12微米的全氟羧酸树脂层构成全氟离子交换树脂基膜，基膜的两外侧表面均有3?12微米厚度的气体释放涂层；增强纤维网布置于全氟磺酸树脂层内，全氟磺酸树脂层内还有纳米孔道和纳米空穴。

【技术特征摘要】
1.一种氯碱工业用低电阻高强度离子交换膜，该膜是由全氟磺酸离子交换树脂层、全氟羧酸离子交换树脂层、增强网布和气体释放涂层组成的多层复合膜；其中，厚度80-150 微米的全氟磺酸树脂层和厚度8-12微米的全氟羧酸树脂层构成全氟离子交换树脂基膜， 基膜的两外侧表面均有3-12微米厚度的气体释放涂层；增强纤维网布置于全氟磺酸树脂层内，全氟磺酸树脂层内还有纳米孔道和纳米空穴。2.如权利要求I所述的离子交换膜，其特征在于，所述纳米孔道和纳米空穴是是膜制备过程中全氟磺酸树脂中含有的混合纳米牺牲材料分解或牺牲后形成的孔洞；所述混合纳米牺牲材料为纳米牺牲纤维与纳米无机颗粒任意比例的组合，其中纳米牺牲纤维选自纳米对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维、聚己二酸己二胺(尼龙66)纤维之一或组合，纤维的直径 1-200纳米、长度1-30微米；纳米无机颗粒为纳米碳酸盐粉料，粒径20-100纳米。3.一种氯碱工业用离子交换膜的制备方法，包括步骤如下a、采用全氟羧酸树脂、含混合纳米牺牲材料的全氟磺酸树脂，通过熔融共挤出或多层热压复合的工艺制备全氟离子交换树脂基膜；所述混合纳米牺牲材料为纳米牺牲纤维与纳米无机颗粒任意比例的组合，其中纳米牺牲纤维选自纳米对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维、聚己二酸己二胺(尼龙66)纤维之一或组合,直径1-200纳米、长度1-30微米；纳米无机颗粒为纳米碳酸盐粉料，粒径20-100纳米；所述混合纳米牺牲材料与全氟磺酸树脂粉料的质量比I 20 :100 ；b、取步骤a制得的基膜，采用连续真空复合工艺将增强纤维网布置入含混合纳米牺牲材料的全氟磺酸树脂层表面或内部形成增强离子膜；C、将步骤b所得增强离子膜在KOH或NaOH水溶液与有机溶剂的混合溶液中于90°C温...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学军，于昌国，董辰生，张恒，
申请(专利权)人：山东东岳高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：