专利名称：有机聚合物增强氧化锆纤维布隔膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种有机聚合物增强氧化锆纤维布隔膜的制备方法，属于特种功能陶瓷技术领域。
背景技术：
卫星的寿命在很大程度上取决于电池系统，Ni-H2电池是公认的具有优良性能的卫星用电源系统，它具有体积小、性能可靠、功率大等特点，将全面替代现用电池。
隔膜技术是氢镍电池的关键，编织型氧化锆纤维布具有很好的耐高温性能、在强碱环境下化学性能稳定、并且吸碱速率高、面电阻低、使用寿命长，是高容量、大功率氢镍电池隔膜的理想选材，但由于前驱体转化法制备的氧化锆纤维布膜强度偏低，抗张强度一般为120～160g/cm，限制了它的使用领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有机聚合物增强氧化锆纤维布隔膜的制备方法，增强氧化锆纤维布隔膜的强度。
本发明所述的有机聚合物增强氧化锆纤维布隔膜的制备方法，其特征在于在氧化锆纤维布基体上涂覆有机交联聚合物而制成，可以将有机交联聚合物液体倒入喷枪中对氧化锆纤维布基体进行喷涂。
其中，优选的有机交联聚合物的质量百分组成为磺化聚砜2～6％、聚乙烯吡咯烷酮0.5～1％、丙酮0.2～0.3％和其余的1-甲基-2-吡咯烷酮。
磺化聚砜的磺化度最好控制在20～30％；聚乙烯吡咯烷酮最好选用平均分子量1万的K30(K30为商品名)。
本发明中，聚砜具有良好的机械强度，耐酸碱、耐热等性能优异，不足之处是有强烈的疏水性，而聚乙烯吡咯烷酮是一种亲水性有机聚合物，通过亲水性磺酸根和聚乙烯吡咯烷酮的共同作用来提高聚砜的亲水性，从而获得高强度的亲水性有机聚合物，并用此聚合物增强编织型氧化锆纤维布隔膜。
有机交联聚合物液体的制备方法将磺化聚砜加入1-甲基-2-吡咯烷酮溶液中，加热搅拌1～2小时，直至有机聚合物全部溶解，添加聚乙烯吡咯烷酮，搅拌至溶液澄清透明，冷却后滤出不溶物，再加入丙酮，搅拌8～15分钟制得。
喷涂时，喷枪的喷涂速度控制为3～6ml/min，喷涂时间为0.6～1.5分钟适宜。
将喷涂后的氧化锆纤维布基体置于110～135℃的温度环境中，保持时间1～3小时即可。
经试验检测，通过本发明制备方法获得的有机聚合物增强氧化锆纤维布隔膜强度显著提高，具体性能指标如下抗张强度160～230g/cm，面电阻0.03～0.08Ω·m2，吸碱率150～200％，吸碱速率3～4cm/min。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1有机交联聚合物的质量百分组成为磺化度为20％的磺化聚砜2％、平均分子量为1万的聚乙烯吡咯烷酮0.5％、丙酮0.2％和其余的1-甲基-2-吡咯烷酮。
将磺化聚砜加入1-甲基-2-吡咯烷酮溶液中，加热搅拌1.5小时，直至有机聚合物全部溶解，再添加聚乙烯吡咯烷酮，搅拌至溶液澄清透明，冷却后滤出不溶物，再加入丙酮，搅拌10分钟，倒入喷枪中对氧化锆纤维布基体进行喷涂。控制喷涂量为5ml/min，喷涂时间为1分钟。然后置放到温度为120℃的自动控温烘箱中，时间为60分钟。所得氧化锆纤维布隔膜的性能指标为抗张强度180g/cm，面电阻0.03Ω·m2，吸碱率200％，吸碱速率4cm/min。
实施例2有机交联聚合物的质量百分组成为磺化度为20～30％的磺化聚砜6％、平均分子量为1万的聚乙烯吡咯烷酮1％、丙酮0.3％和其余的1-甲基-2-吡咯烷酮。
其余与实施例1相同。所得氧化锆纤维布隔膜的性能指标为抗张强度230g/cm，面电阻0.08Ω·m2，吸碱率150％，吸碱速率3cm/min。
实施例3有机交联聚合物的质量百分组成为磺化度为25％的磺化聚砜4％、平均分子量为1万的聚乙烯吡咯烷酮1％、丙酮0.25％和其余的1-甲基-2-吡咯烷酮。
将磺化聚砜加入1-甲基-2-吡咯烷酮溶液中，加热搅拌直至有机聚合物全部溶解，再添加聚乙烯吡咯烷酮，搅拌至溶液澄清透明，冷却后滤出不溶物，再加入丙酮，搅拌10分钟，倒入喷枪中对氧化锆纤维布基体进行喷涂。控制喷涂量为5ml/min，喷涂时间为1分钟。然后置放到温度为120℃的自动控温烘箱中，时间1小时，得氧化锆纤维布隔膜产品。
实施例4有机交联聚合物的质量百分组成为磺化度为20％的磺化聚砜5％、平均分子量为1万的聚乙烯吡咯烷酮0.8％、丙酮0.26％和其余的1-甲基-2-吡咯烷酮。
将磺化聚砜加入1-甲基-2-吡咯烷酮溶液中，加热搅拌2小时，直至有机聚合物全部溶解，再添加聚乙烯吡咯烷酮，搅拌至溶液澄清透明，冷却后滤出不溶物，再加入丙酮，搅拌15分钟，倒入喷枪中对氧化锆纤维布基体进行喷涂。控制喷涂量为4ml/min，喷涂时间为1.5分钟。然后置放到温度为130℃的自动控温烘箱中，时间2小时，得氧化锆纤维布隔膜产品。
实施例5有机交联聚合物的质量百分组成为磺化度为28％的磺化聚砜3％、平均分子量为1万的聚乙烯吡咯烷酮1％、丙酮0.2％和其余的1-甲基-2-吡咯烷酮。
将磺化聚砜加入1-甲基-2-吡咯烷酮溶液中，加热搅拌1.2小时，直至有机聚合物全部溶解，再添加聚乙烯吡咯烷酮，搅拌至溶液澄清透明，冷却后滤出不溶物，再加入丙酮，搅拌12分钟，倒入喷枪中对氧化锆纤维布基体进行喷涂。控制喷涂量为6ml/min，喷涂时间为1.5分钟。然后置放到温度为125℃的自动控温烘箱中，时间2.5小时，得氧化锆纤维布隔膜产品。
实施例6有机交联聚合物的质量百分组成为磺化度为22％的磺化聚砜4％、平均分子量为1万的聚乙烯吡咯烷酮0.7％、丙酮0.3％和其余的1-甲基-2-吡咯烷酮。
将磺化聚砜加入1-甲基-2-吡咯烷酮溶液中，加热搅拌1.5小时，直至有机聚合物全部溶解，再添加聚乙烯吡咯烷酮，搅拌至溶液澄清透明，冷却后滤出不溶物，再加入丙酮，搅拌10分钟，倒入喷枪中对氧化锆纤维布基体进行喷涂。控制喷涂量为4ml/min，喷涂时间为1.2分钟。然后置放到温度为115℃的自动控温烘箱中，时间3小时，得氧化锆纤维布隔膜产品。
权利要求
1.一种有机聚合物增强氧化锆纤维布隔膜的制备方法，其特征在于在氧化锆纤维布基体上涂覆有机交联聚合物而制成。
2.根据权利要求1所述的有机聚合物增强氧化锆纤维布隔膜的制备方法，其特征在于将有机交联聚合物液体倒入喷枪中对氧化锆纤维布基体进行喷涂。
3.根据权利要求2所述的有机聚合物增强氧化锆纤维布隔膜的制备方法，其特征在于有机交联聚合物的质量百分组成为磺化聚砜2～6％、聚乙烯吡咯烷酮0.5～1％、丙酮0.2～0.3％和其余的1-甲基-2-吡咯烷酮。
4.根据权利要求3所述的有机聚合物增强氧化锆纤维布隔膜的制备方法，其特征在于磺化聚砜的磺化度控制在20～30％。
5.根据权利要求3所述的有机聚合物增强氧化锆纤维布隔膜的制备方法，其特征在于聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为1万。
6.根据权利要求1所述的有机聚合物增强氧化锆纤维布隔膜的制备方法，其特征在于氧化锆纤维布作为基体采用编织型结构。
7.根据权利要求2-6任一权利要求所述的有机聚合物增强氧化锆纤维布隔膜的制备方法，其特征在于有机交联聚合物液体是将磺化聚砜加入1-甲基-2-吡咯烷酮溶液中，加热搅拌1～2小时，直至有机聚合物全部溶解，添加聚乙烯吡咯烷酮，搅拌至溶液澄清透明，冷却后滤出不溶物，再加入丙酮，搅拌8～15分钟制得。
8.根据权利要求7所述的有机聚合物增强氧化锆纤维布隔膜的制备方法，其特征在于喷枪的喷涂速度控制为3～6ml/min，喷涂时间为0.6～1.5分钟。
9.根据权利要求8所述的有机聚合物增强氧化锆纤维布隔膜的制备方法，其特征在于将喷涂后的氧化锆纤维布基体置于110～135℃的温度环境中，保持时间1～3小时。
全文摘要
本发明涉及一种有机聚合物增强氧化锆纤维布隔膜的制备方法，其特征在于在氧化锆纤维布基体上涂覆有机交联聚合物而制成，有机交联聚合物的质量百分组成为磺化聚砜2～6％、聚乙烯吡咯烷酮0.5～1％、丙酮0.2～0.3％和其余的1－甲基－2－吡咯烷酮。经试验检测，通过本发明制备方法获得的有机聚合物增强氧化锆纤维布隔膜强度显著提高，具体性能指标如下抗张强度160～230g/cm，面电阻0.03～ 0.08Ω·m
文档编号D06N7/00GK1978780SQ20061007046
公开日2007年6月13日 申请日期2006年11月28日 优先权日2006年11月28日
发明者高芳, 齐健梅, 胡利明, 程之强, 贾光耀 申请人:中材高新材料股份有限公司, 山东工业陶瓷研究设计院