一种阳离子交换膜的制备配方的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种阳离子交换膜的制备配方，该配方原料以及原料重量份为：阳离子树脂，6000～8000份；低密度聚乙烯(LDPE)，1500～2300份；聚异丁烯(PIB)，400～550份；氯磺化聚乙烯(CSM)，350～500份；硬脂酸钙，90～120份；聚乙烯蜡，15～30份；氧化锌(ZnO)，7～16份；抗氧剂，5～13份。该技术方案实施制得的阳离子交换膜压力透水性小、电阻小、化学稳定性高，耐酸碱。
【专利说明】_种阳离子交换膜的制备配方
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种离子交换膜，尤其是涉及一种阳离子交换膜的制备配方。
【背景技术】
[0002] 离子交换膜是电渗析器的关键部件，具有一定的选择性和导电率，包括阳离子交 换膜和阴离子交换膜，广泛应用于电化学部门中，分离不同类型的离子，例如海水，苦咸水 的淡化，溶液的脱盐浓缩，电解制作无机化合物以及放射性元素的回收提纯，锅炉水的软化 脱盐，电子、医药、化工、食品、煤炭、冶金等工业品处理。不同结构、不同方法制造的离子交 换膜在离子选择性、交换容量、电阻、渗水性以及化学和机械稳定性方面存在明显的差异， 并且在化工分离领域，离子交换膜的应用过程中普遍存在"跑料"和"逃水"的问题，根据唐 南平衡理论和扩散作用定律，当离子交换膜两侧浓度不同的溶液接触时，必然会发生电解 质离子从高浓度侧向低浓度侧扩散渗析，同时又有水从低浓度侧向高浓度侧的自然扩散渗 透。这就是所谓的"跑料"和"逃水"现象问题，跑料损失产品，在EDI装置中则不能制得超 纯水，逃水增加处理的能耗。并且在电渗析浓缩过程中不能制得高浓度的电解质液体。在 实际应用中，采用普通异相离子交换膜时，很难有效解决这些问题，而当采用低渗透膜，"跑 料"和"逃水"现象可得到有效改善，降低产品的损失和降低能耗，这为倡导资源再利用、能 源节约型的清洁生产提供了技术途径。
[0003] 因此，中国专利200610050214. 5公开了一种低渗透离子交换膜的制造方法，其中 原料投料比例以重量份数计为：
[0004] 离子交换树脂粉3kg?7kg 高压聚乙烯Ikg?2. 5kg
[0005] 聚异丁烯〇· Ikg?0. 5kg 引发剂0. Olkg?0. 06kg 交联剂0.01kg?0.1kg 偶联剂0. 02kg?0. Ikg 抗氧化剂0. 003kg?0. 006kg 润滑剂0. 02kg?0. 07kg 脱膜剂 〇. 〇2kg ?0. 05kg 颜料 0. 0005kg ?0. OOlkg
[0006] 其中所述离子交换树脂粉为100目?200目的强酸性苯乙烯阳离子交换树脂粉或 强碱性苯乙烯阴离子交换树脂粉，所述引发剂为过氧化苯甲酰，所述交联剂为二乙烯苯，所 述偶联剂为有机硅烷类单体，所述脱膜剂是聚四氟乙烯或硅树脂脱膜剂的任意一种，所述 润滑剂为高熔点的石蜡。其膜成品致密性高，盐扩散系数小和压力透水性小，而该交换膜的 压力透水性能仍可进一步改善提升，另外，市场上该交换膜的膜面电阻在15 Ω *cm2左右，工 作所需电压偏高，电能消耗也偏高。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明要解决的问题是一种压力透水性小、电阻小、化学稳定性高，耐 酸碱的一种阳离子交换膜的制备配方。
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
[0009] -种阳离子交换膜的制备配方，该配方原料以及原料重量份为：
[0010] 阳离子树脂 6000?8000份 低密度聚乙烯（LDPE) 1500?2300份 聚异丁烯（PIB) 400?550份 氯磺化聚乙烯（CSM) 350?500份 硬脂酸钙 90?120份 聚乙烯蜡 15?30份
[0011] 氧化锌（ZnO) 7?16份 抗氧剂 5?13份
[0012] 优选地，上述的一种阳离子交换膜的制备配方，其中所述配方原料还包括颜料，该 颜料重量份为0. 1?0. 3份。
[0013] 更优选地，上述的一种阳离子交换膜的制备配方，其中所述配方原料以及原料重 量份为：
[0014] 阳离子树脂 7000份 低密度聚乙烯（LDPE) 1900份 聚异丁烯（PIB) 470份 氯磺化聚乙烯（CSM) 425份 硬脂酸钙 106份 聚乙烯蜡 20份 氧化锌（ZnO) 11份 抗氧剂 9份 颜料 0. 25份
[0015] 进一步优选地，上述的一种阳离子交换膜的制备配方，其中所述颜料为喹吖啶酮 红。
[0016] 更进一步优选地，上述的一种阳离子交换膜的制备配方，其中所述阳离子树脂经 洗涤水多次洗涤，除去悬浮物、块状等杂质，洗至PH值中性，洗涤水电导率不超过60us/cm， 放水后并烘干。
[0017] 本发明的技术效果主要体现在：该技术方案实施制备的阳离子交换膜的水透性较 传统交换膜在同等厚度〇. 4mm，0. 2MPa压力条件下，传统交换膜0. Iml水完全透过一般需要 15min，本阳离子交换膜0. Iml水完全透过最短时间需要30min。同时，本阳离子交换膜的膜 面电阻最大为12 Ω *cm2,且本阳离子交换膜耐酸碱，能在PH4?8值范围内正常工作。
【具体实施方式】
[0018] 以下对本发明的【具体实施方式】作进一步地讲述，以使本发明的技术方案更易于理 解和掌握。
[0019] 一种阳离子交换膜的制备配方，该配方原料以及原料重量份为：阳离子树脂， 6000?8000份；低密度聚乙烯（LDPE)，1500?2300份；聚异丁烯（PIB)，400?550份； 氯磺化聚乙烯（CSM)，350?500份；硬脂酸钙，90?120份；聚乙烯蜡，15?30份；氧化锌 (ZnO)，7?16份；抗氧剂，5?13份。其中阳离子树脂经洗涤水多次洗涤，除去悬浮物、块 状等杂质，洗至PH值中性，洗涤水电导率不超过60us/cm，放水后加入干燥室中，待干燥室 温度达到78-88?出料，并冷却后依次进行磨粉，筛粉，阳离子树脂赤筛规格为100目，磨粉 完毕之后的阳离子树脂与配好的低密度聚乙烯、聚异丁烯、氯磺化聚乙烯、聚乙烯蜡、氧化 锌、抗氧剂进行辊压混料，内压混炼至完全塑化呈透明状，后加入硬脂酸钙混翻，混匀，并拉 出划成小片进行压制成型。
[0020] K实施例13
[0021] 一种阳离子交换膜配方原料以及原料重量份为：阳离子树脂，7000份；低密度聚 乙烯（LDPE)，1900份；聚异丁烯（PIB)，470份；氯磺化聚乙烯（CSM)，425份；硬脂酸妈，106 份；聚乙稀赌，20份；氧化锌（ZnO)，11份；抗氧剂，9份。
[0022] 阳离子交换膜性能：
[0023] 有关离子交换膜的性能测定，国内已有HY/T034. 2-1994的标准，我们按此标准所 定的方法测定：
[0024] 厚度0.43臟，离子交换容量为2.9111〇1/1^(干）；含水率45% ;膜面电阻2〇*〇112'， 选择透过率97%。另外，其爆破强度> lOOkPa，在电渗析正常的操作条件和使用温度下 (10°C?40°C )下，寿命在5年以上，而且同等厚度0· 4mm，0. 2MPa压力条件下，阳离子交换 膜0. Iml水完全透过需要40min，并能够浸泡于PH4?8的溶液48h，交换容量等项性能不 下降。
[0025] K实施例23
[0026] 一种阳离子交换膜配方原料以及原料重量份为：阳离子树脂，6000份；低密度聚 乙烯（LDPE)，1500份；聚异丁烯（PIB)，430份；氯磺化聚乙烯（CSM)，380份；硬脂酸钙，96 份；聚乙稀赌，20份；氧化锌（ZnO)，10份；抗氧剂，7份。
[0027] 阳离子交换膜性能：
[0028] 有关离子交换膜的性能测定，国内已有HY/T034. 2-1994的标准，我们按此标准所 定的方法测定：
[0029] 厚度0.43臟，离子交换容量为2.6111〇1/1^(干）；含水率40% ;膜面电阻9〇*〇112'， 选择透过率95%。另外，其爆破强度> lOOkPa，在电渗析正常的操作条件和使用温度下 (10°C?40°C )下，寿命在5年以上，而且同等厚度0· 4mm，0. 2MPa压力条件下，阳离子交换 膜0. Iml水完全透过需要30min，并能够浸泡于PH4?8的溶液48h，交换容量等项性能不 下降。
[0030] K实施例33
[0031] 一种阳离子交换膜配方原料以及原料重量份为：阳离子树脂，8000份；低密度聚 乙烯（LDPE)，2200份；聚异丁烯（PIB)，500份；氯磺化聚乙烯（CSM)，420份；硬脂酸钙，106 份；聚乙稀赌，20份；氧化锌（ZnO)，10份；抗氧剂，9份。
[0032] 阳离子交换膜性能：
[0033] 有关离子交换膜的性能测定，国内已有HY/T034. 2-1994的标准，我们按此标准所 定的方法测定：
[0034] 厚度0.43臟，离子交换容量为2.3111〇1/1^(干）；含水率35% ;膜面电阻11〇*〇112'， 选择透过率90%。另外，其爆破强度> lOOkPa，在电渗析正常的操作条件和使用温度下 (10°C?40°C )下，寿命在5年以上，而且同等厚度0· 4mm，0. 2MPa压力条件下，阳离子交换 膜0. Iml水完全透过需要30min，并能够浸泡于PH4?8的溶液48h，交换容量等项性能不 下降。
[0035] K实施例43
[0036] 本实施例与上述实施例结构和原理均基本相似，其不同在于：阳离子交换膜配方 原料还包括颜料，0. 1?0. 3份，其中颜料为喹吖啶酮红，用于使得阳离子交换膜呈红色。
[0037] 如阳离子树脂，7000份；低密度聚乙烯（LDPE)，1900份；聚异丁烯（PIB)，470份； 氯磺化聚乙烯（CSM)，425份；硬脂酸钙，106份；聚乙烯蜡，20份；氧化锌（ZnO)，11份；抗氧 剂，9份；0.25份。
[0038] 当然，以上所述仅本发明典型应用的示例性说明，通过对相同或相似技术特征的 组合与替换，可以形成多种具体方案，这些方案均落在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种阳离子交换膜的制备配方，该配方原料以及原料重量份为： 阳离子树脂 6000?8000份 低密度聚乙烯（LDPE) 1500?2300份 聚异丁烯（PIB) 400?550份 氯磺化聚乙烯（CSM) 350?500份 O 硬脂酸钙 90?120份 聚乙烯蜡 15?30份 氧化锌（ZnO) 7?16份 抗氧剂 5?13份
2. 根据权利要求1所述的一种阳离子交换膜的制备配方，其特征在于：所述配方原料 还包括颜料，该颜料重量份为〇. 1?〇. 3份。
3. 根据权利要求2所述的一种阳离子交换膜的制备配方，其特征在于：所述配方原料 以及原料重量份为： 阳离子树脂 7000份 低密度聚乙烯（LDPE) 1900份 聚异丁烯（PIB) 470份 氯磺化聚乙烯（CSM) 425份 硬脂酸钙 106份。 聚乙烯蜡 20份 氧化锌（ZnO) 11份 抗氧剂 9份 颜料 0. 25份
4. 根据权利要求3所述的一种阳离子交换膜的制备配方，其特征在于：所述颜料为喹 吖啶酮红。
5. 根据权利要求1所述的一种阳离子交换膜的制备配方，其特征在于：所述阳离子 树脂经洗涤水多次洗涤，除去悬浮物、块状等杂质，洗至PH值中性，洗涤水电导率不超过 60us/cm，放水后并烘干。
【文档编号】C08K5/098GK104497611SQ201410636216
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】潘礼革, 潘礼德, 谢林广 申请人:金华市金秋环保水处理有限公司