專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高強(qiáng)度蜂窩式離子過(guò)濾材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是已授權(quán)中國(guó)專(zhuān)利91106975的后續(xù)申請(qǐng)，本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度蜂窩式離子過(guò)濾材料及其制備方法，特別涉及一種可用作制備氫氧化鈉及海水淡化的過(guò)濾材料及其制備方法。
離子膜法制備氫氧化鈉是繼水銀法和隔膜法之后具有很大發(fā)展前途的新方法，目前，在國(guó)內(nèi)外發(fā)展極為迅速，它具有能耗低，產(chǎn)品純度高，無(wú)環(huán)境污染，生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單，占地面積小，投資省等優(yōu)點(diǎn)。離子交換膜是離子膜法制堿裝置中的核心材料，它直接影響制氫氧化鈉的純度，效率和成本，其約兩年更換一次，是氯堿工業(yè)的基礎(chǔ)材料。離子膜還可應(yīng)用到其它領(lǐng)域。如電滲析，有機(jī)反應(yīng)，氣體分離，污水處理等等，它是一種有廣泛用途，發(fā)展前景美好的新型化工基礎(chǔ)材料。
離子膜的原料有多種，氯堿工業(yè)用的離子膜的原料通常是全氟磺酰氟樹(shù)脂(PFSF)和全氟羧酸酯樹(shù)脂(PFEC)，成膜工藝采用擠壓法，延壓法等，其工藝復(fù)雜。
本發(fā)明的目的在于提供一種新型的耐腐蝕高強(qiáng)度過(guò)濾材料及其制備方法，它可用于離子膜法制氫氧化鈉中的離子膜，在本方法中通過(guò)水解轉(zhuǎn)型制得的離子膜為蜂窩狀立體通道離子膜，具有強(qiáng)度高，與平膜相比，效率可提高幾倍，并具有工藝簡(jiǎn)單，節(jié)能，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的一種耐腐蝕高強(qiáng)度過(guò)濾材料，其特征在于用浸漬了耐腐蝕，耐熱樹(shù)脂的氧化纖維織物(CN91106975產(chǎn)品)作增強(qiáng)材料，表面覆蓋有牢固結(jié)合的離子交換膜。
所述的離子交換膜優(yōu)選全氟離子交換膜。
本發(fā)明的耐腐蝕高強(qiáng)度過(guò)濾材料的制備方法，其特征在于依次按照下述過(guò)程制備；(1)增強(qiáng)材料預(yù)處理將浸漬了耐腐蝕，耐熱的樹(shù)脂的氧化纖維織物(CN91106975產(chǎn)品)增強(qiáng)材料置于潔凈容器內(nèi)，緩慢升溫至600℃，保溫8-40小時(shí)，蒸發(fā)出其中的揮發(fā)物，以提高材料的純度，抗腐蝕性能和導(dǎo)電性能，得到表面毛細(xì)孔分布均勻，孔徑符合要求的精濾增強(qiáng)材料。
(2)膜原料制備將粒狀膜原料混勻，在壓力0.1-1.6MPa下，以2.0-35℃/Hr升溫速度緩慢升溫至210-320℃，攪拌，熔融，混勻，控制熔體粘度為1-5×102泊/秒，作浸漬用；(3)浸漬將上述增強(qiáng)材料平整地置于浸漬槽內(nèi)的升降臺(tái)上，抽真空，真空度達(dá)-0.1MPa，以10-30℃/Hr的升溫速度升溫至210-310℃，將上述制備好的熔融膜原料抽入容器內(nèi)，將增強(qiáng)材料浸入熔融料中，熱風(fēng)加壓，壓力控制在1-2MPa，保溫保壓5-100分鐘，從熔融材料中脫出，從容器中壓出熔融料，熱風(fēng)吹2-3分鐘，再用冷風(fēng)吹塑成膜；(4)水解將上述(3)的成形膜在一定條件下與堿溶液反應(yīng)，將上述的膜轉(zhuǎn)換成離子交換膜，所述的條件是堿溶液的濃度為4-7N，溫度為55-75℃，時(shí)間為12-22小時(shí)，之后，將成形后的離子交換膜熱風(fēng)干燥，冷風(fēng)吹塑定形。所述的膜原料優(yōu)選全氟磺酰氟樹(shù)脂(PFSF)和全氟羧酸酯樹(shù)脂(PFEC)，其混合比為40-60∶60-40。
所述的堿溶液優(yōu)選氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。
所述的增強(qiáng)材料表面的毛細(xì)孔徑為40-150μm。
下面結(jié)合實(shí)施例描述本發(fā)明，所述實(shí)施例并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人員按照本發(fā)明的方案可以作出各種修改和改進(jìn)，但是，這些修改和改進(jìn)都在本發(fā)明的范圍內(nèi)，本發(fā)明的精神和范圍由權(quán)利要求限定。
實(shí)施例1取一40×30×25(cm)浸漬了耐腐蝕，耐熱的樹(shù)脂的氧化纖維織物(CN91106975產(chǎn)品)作增強(qiáng)材料，其孔徑為100μm，置于潔凈容器內(nèi)進(jìn)行中溫預(yù)處理，溫度控制在600℃以下，升溫曲線為20℃/Hr，600℃恒溫半小時(shí)，降溫至235℃，待用；取市售商品PFSF和PFEC，共計(jì)38Kg，其比例為45∶55，混勻，在壓力12MPa，升溫曲線23℃/hr，溫度達(dá)235℃，攪拌，控制熔體黏度在2.8×102泊/秒，作浸漬用；將上述增強(qiáng)材料平整地置于浸漬槽內(nèi)的升降臺(tái)上，抽真空，真空度達(dá)-0.1MPa，將上述制備好的浸漬劑抽入容器內(nèi)，以25℃/Hr的升溫速度升溫至270℃，將增強(qiáng)材料浸入熔融料中，熱風(fēng)加壓，壓力控制在0.1MPa，浸漬，保溫保壓70分鐘，從熔融材料中脫出，從容器中壓出上述浸漬劑，用溫度為270℃，壓力為0.2MPa的熱風(fēng)連續(xù)吹浸漬好的上述材料20分鐘，然后，逐漸加入溫度為30℃的清潔空氣，連續(xù)吹10分鐘，取出，得到浸漬好的并干燥的增強(qiáng)材料，其抗折強(qiáng)度為4.9MPa，抗壓強(qiáng)度為MPa，備用；取市售商品，分析純級(jí)氫氧化鈉，配成6.2N，溫度62℃的溶液，將上述浸漬好的過(guò)濾材料放入溶液中，保持18小時(shí)，將水解轉(zhuǎn)形成的離子交換膜熱風(fēng)干燥，冷風(fēng)吹塑定形，得到本發(fā)明高強(qiáng)度蜂窩式離子過(guò)濾材料。
權(quán)利要求
1，一種耐腐蝕高強(qiáng)度過(guò)濾材料，其特征在于用浸漬了耐腐蝕，耐熱的樹(shù)脂的氧化纖維織物(CN91106975產(chǎn)品)作增強(qiáng)材料，表面覆蓋有牢固結(jié)合的離子交換膜。
2，按照權(quán)利要求1的過(guò)濾材料，其特征在于所述的離子交換膜優(yōu)選全氟離子交換膜。
3，權(quán)利要求1或2的過(guò)濾材料的制備方法，其特征在于依次按照下述過(guò)程制備；(1)增強(qiáng)材料預(yù)處理將浸漬了耐腐蝕，耐熱樹(shù)脂的氧化纖維織物(CN9106975產(chǎn)品)增強(qiáng)材料置于潔凈容器內(nèi)，緩慢升溫至600℃，保溫8-40小時(shí)，蒸發(fā)出其中的揮發(fā)物，以提高材料的純度，抗腐蝕性能和導(dǎo)電性能，得到表面毛細(xì)孔分布均勻，孔徑符合要求的精濾增強(qiáng)材料。(2)膜原料制備將粒狀膜原料混勻，在壓力0.1-1.6MPa下，以2.0-35℃/Hr升溫速度緩慢升溫至210-320℃，攪拌，熔融，混勻，控制熔體粘度為1-5×102泊/秒，作浸漬用；(3)浸漬將上述增強(qiáng)材料平整地置于浸漬槽內(nèi)的升降臺(tái)上，抽真空，真空度達(dá)-0.1MPa，以10-30℃/Hr的升溫速度升溫至210-310℃，將上述制備好的熔融膜原料抽入容器內(nèi)，將增強(qiáng)材料浸入熔融料中，熱風(fēng)加壓，壓力控制在1-2MPa，保溫保壓5-100分鐘，從熔融材料中脫出，從容器中壓出熔融料，熱風(fēng)吹2-3分鐘，再用冷風(fēng)吹塑成膜；(4)水解將上述(3)的成形膜在一定條件下與堿溶液反應(yīng)，將上述的膜轉(zhuǎn)換成離子交換膜，所述的條件是堿溶液的濃度為4-7N，溫度為55-75℃，時(shí)間為12-22小時(shí)，之后，將成形后的離子交換膜熱風(fēng)干燥，冷風(fēng)吹塑定形。
4，按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述的膜原料優(yōu)選全氟磺酰氟樹(shù)脂和全氟羧酸酯樹(shù)脂，其混合比為40-60∶60-40。
5，按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述的堿溶液優(yōu)選氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。
6，按照權(quán)利要求4或5的方法，其特征在于所述的離子交換膜是全氟離子交換膜。
7，按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于增強(qiáng)材料表面的毛細(xì)孔徑為40-150μm。
8，權(quán)利要求1或2的過(guò)濾介質(zhì)的用途，其可用作離子膜法制備氫氧化鈉的離子膜。
9，權(quán)利要求3的制備方法制備的過(guò)濾介質(zhì)的用途，其可用作離子膜法制備氫氧化鈉的離子膜。
10，權(quán)利要求6的制備方法制備的過(guò)濾介質(zhì)的用途，其可用作離子膜法制備氫氧化鈉的離子膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度蜂窩式離子過(guò)濾材料及其制備方法，特別涉及一種可用作制備氫氧化鈉及海水淡化的過(guò)濾材料及其制備方法。在本方法中通過(guò)水解轉(zhuǎn)形制得的離子膜為蜂窩狀立體通道離子膜，具有強(qiáng)度高，與平膜相比，效率可提高幾倍，并具有工藝簡(jiǎn)單，節(jié)能，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D69/10GK1138498SQ9610631
公開(kāi)日1996年12月25日 申請(qǐng)日期1996年6月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月5日
發(fā)明者仇曉豐 申請(qǐng)人:仇曉豐