一种离子交换膜及其制备工艺的制作方法
【专利摘要】一种离子交换膜的制备工艺，其包括以下步骤：S1、将纳米氧化锌改性高密度聚乙烯、聚异丁烯、偶联剂、可见光引发剂和交联剂按比称量后投入到高速混合搅拌机，在常温下进行充分均匀地混合，然后按比例加入阴离子/阳离子树脂粉末；S2、将S1中的混合物预制片材，并在片材的两侧贴合高分子材质网布；S3、将S2中带高分子材质网布的片材放入到多层电加热模板中于180℃～220℃情况下加热压制成型，时间控制在1.0h～2.5h之间；S4、待S3中片材完成加热后，对其进行冷却、定型，最后进行出模。该种制备工艺可以制得交换容量为4.6mol/kg左右，膜面电阻为5.02Ω·cm2左右的高效能离子交换膜，且这种离子交换膜适合用于工业用纯水的深度脱盐，所以得到了广泛地应用。
【专利说明】
-种离子交换膜及其制备工艺
技术领域
[0001] 本发明设及隔膜加工领域，特别设及一种离子交换膜及其制备工艺。
【背景技术】
[0002] 离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子 膜。一般离子交换膜包括W下指标，如含水量、机械强度和交换容量等，其中交换容量是离 子交换膜的关键参数，其单位为mol/kg。国内行业标准规定的标准值为〉1.8mol/kg。目前市 场上的离子交换膜的交换容量仅为2-3mol/kg。膜面电阻即单位膜面积的电阻（Ω .cm) - 般小于等于20Ω . cm2,因此，使用该种离子交换膜生产制造超纯水，其效率还可W有待提 局。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种可提高离子交换膜的交换容量的离子交换膜的制备 工艺。
[0004] 本发明的上述目的是通过W下技术方案得W实现的：一种离子交换膜，其特征在 于:其原料组分及重量份为：阴离子/阳离子树脂粉末5600份~6400份、改性聚乙締1450份 ~1500份，聚异下締460份~480份，可见光引发剂40份~60份，交联剂35份~175份，偶联剂 65份~195份，抗氧化剂50份~80份； 所述改性聚乙締为纳米氧化锋改性高密度聚乙締、纳米氧化锋改性中密度聚乙締、纳 米氧化锋改性低密度聚乙締、纳米氧化锋改性线状低密度聚乙締、纳米氧化锋改性超高分 子量聚乙締的一种或多种混合物。
[0005] 作为优选，所述可见光引发剂为双(五氣苯基)铁茂和氣化二苯基铁茂的一种或两 种的混合物。
[0006] 由于氣化二苯基铁茂和双(五氣苯基)铁茂具有突出的光引发活性、储存稳定性和 低毒性，所W它们可W在多层电加热模板自带的光源作用下，引发阴离子/阳离子树脂粉末 在多层电加热模板加热和压制的作用下发生聚合。
[0007] 同时，铁茂在光照的情况下具有良好的光漂白的效应，运样可W避免最终制成后 及长期存放的离子交换膜发黄。而且氣化二苯基铁茂和双(五氣苯基)铁茂在阴离子/阳离 子树脂粉末的聚合反应过程中，氣元素会嵌入到分子链中，从而就会形成带有氣元素的树 月旨，而且氣元素的树脂，运样大大提高了离子交换膜的润滑性能，避免了其在压制成型的过 程中与电加热模板黏住而发生破损的问题，因此也省去了脱模剂的使用。
[000引由于纳米氧化锋改性高密度聚乙締在此处是作为粘合剂使用的，而纳米氧化性是 较强的光屏蔽剂，可W阻挡光进入到聚乙締分子内部，运样铁元素即使进入到聚乙締分子 内部也不易进行光催化反应，从而大大减弱了聚乙締的光老化作用，延长了离子交换膜的 使用寿命，挺高了离子交换膜的利用率。
[0009]作为优选，所述交联剂为酪醒树脂、酿类衍生物，优选为马来酷亚胺衍生物。
[0010] 酪醒树脂、酿类衍生物和马来酷亚胺衍生物的交联剂都是W硫化的方式植入到聚 合物分子中的，使得成品的离子交换膜成网状的结构，而且通过硫化交联过程得到的离子 交换膜的初性相比于传统的离子交换膜强度更大，因此不易损坏，大大延长了离子交换膜 的使用寿命。而且氣化二苯基铁茂和双(五氣苯基)铁茂能够促进硫化交联剂的硫化效率， 从而大大提高了整个离子交换膜的制备效率。
[0011] 作为优选，所述偶联剂为错类偶联剂、儀类偶联剂和锡类偶联剂，优选为错类偶联 剂。
[0012] 上述偶联剂，尤其是错类偶联剂不仅可W促进不同物质之间的粘合，辅助了改性 聚乙締对阴离子/阳离子树脂粉末的粘合，而且还改善了离子交换膜材料体系的性能，特别 是流变性能，运样制成后的离子交换膜的柔初性相比于传统的离子交换膜更好，抗机械损 伤的能力更强，从而进一步延长了离子交换膜的使用寿命。
[0013] 作为优选，所述抗氧化剂为2，4-二硝基酪钢。
[0014] 2,4-二硝基酪钢的加入到阴离子/阳离子树脂粉末的聚合过程中使得离子交换膜 具有了抗氧效能，并且其也使得离子交换膜具有了较好的热稳定作用。同时，铜、儘金属对 离子交换膜的影响也可W消除，所W扩大了该种离子交换膜处理工业废水的范围，有利于 生产出更多的超纯水。
[0015] -种离子交换膜的制备工艺，其包括W下步骤： S1、将纳米氧化锋改性高密度聚乙締、聚异下締、偶联剂、可见光引发剂和交联剂按比 称量后投入到高速混合揽拌机、在常溫下进行充分均匀地混合，然后由电脑自动称配料系 统按设定的比例集中有序的加入抗氧化剂和阴离子/阳离子树脂粉末;S2、将S1中的混合物 预制片材，并在片材的两侧贴合高分子材质网布;S3、将S2中贴合有高分子材质网布的片材 放入到带光源的多层电加热模板中进行加热压制成型，加热溫度控制在18(TC~22(TC，时 间保持在1.化~2.化之间；S4、待S3中片材完成加热后，利用循环冷凝水对片材进行冷却、 定型，最后进行出模。
[0016] 该种离子交换膜制备工艺可W制得交换容量为4.6mol/kg左右，膜面电阻为5.02 Ω . cm2左右的高效能离子交换膜，且运种离子交换膜适合用于工业用纯水的深度脱盐，所 W得到了广泛地应用。
[0017] 综上所述，本发明具有W下有益效果： 1. 该种离子交换膜的制备工艺，大大提高了离子交换膜的交换容量和膜面电阻的性 能； 2. 脱模效率好，并且省去了脱模剂的使用； 3. 使用的氣化二苯基铁茂和双(五氣苯基)铁茂的引发剂对离子交换膜具有漂白的作 用，避免了离子交换膜在生产和储存的时候发黄。
【附图说明】
[0018] 图1是离子交换膜的制备工艺流程图； 图2是离子交换膜的检测方法； 图3是离子交换膜的检测结果。
【具体实施方式】
[0019] W下结合附图1至附图3对本发明作进一步详细说明。
[0020] 实施例一、 一种离子交换膜的制备工艺，其包括W下步骤： S1、称取纳米氧化锋改性高密度聚乙締14化g、聚异下締46kg、错类偶联剂6.化g、双(五 氣苯基)铁茂4kg和马来酷亚胺衍生物3.化g投入到高速混合揽拌机中，并在常溫下进行充 分均匀地混合，然后由电脑自动称取2,4-二硝基酪钢化g和阴离子/阳离子树脂粉末560kg 加入到高速混合揽拌机中再次进行混合;S2、将S1中的混合物预制片材，并在片材的两侧贴 合高分子材质网布;S3、将S2中贴合有高分子材质网布的片材放入到带光源的多层电加热 模板中进行加热压制成型，加热溫度控制在180°C~220°C，时间保持在1.化~2.化之间； S4、待S3中片材完成加热后，利用循环冷凝水对片材进行冷却、定型，最后进行出模。所得到 的高效能离子交换膜经测定，其交换容量为4.5mol/kg，膜面电阻为5.05Ω . cm2。
[0021] 并且通过第Ξ方检测机构对本品离子交换膜的认证，其还具有W下的特点，根据 附图2和附图3所示。
[0022] 本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人 员在阅读完本说明书后可W根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本 发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
【主权项】
1. 一种离子交换膜，其特征在于： 其原料组分及重量份为： 阴离子/阳离子树脂粉末5600份~6400份、改性聚乙烯1450份~1500份，聚异丁烯460 份~480份，可见光引发剂40份~60份，交联剂35份~175份，偶联剂65份~195份，抗氧化剂 50份~80份； 所述改性聚乙稀为纳米氧化锌改性高密度聚乙稀、纳米氧化锌改性中密度聚乙稀、纳 米氧化锌改性低密度聚乙烯、纳米氧化锌改性线状低密度聚乙烯、纳米氧化锌改性超高分 子量聚乙烯的一种或多种混合物。2. 根据权利要求1所述的一种离子交换膜，其特征在于:所述可见光引发剂为双(五氟 苯基)钛茂和氟化二苯基钛茂的一种或两种的混合物。3. 根据权利要求2所述的一种离子交换膜，其特征在于:所述交联剂为酚醛树脂、醌类 衍生物，优选为马来酰亚胺衍生物。4. 根据权利要求3所述的一种离子交换膜，其特征在于:所述偶联剂为锆类偶联剂、镁 类偶联剂和锡类偶联剂，优选为锆类偶联剂。5. 根据权利要求4所述的一种离子交换膜，其特征在于:所述抗氧化剂为2，4-二硝基酚 钠。6. 如权利要求1至5任意一项权利要求所述的一种离子交换膜的制备工艺，其包括以下 步骤： 51、 将纳米氧化锌改性高密度聚乙烯、聚异丁烯、偶联剂、可见光引发剂和交联剂按比 称量后投入到高速混合搅拌机、在常温下进行充分均匀地混合，然后由电脑自动称配料系 统按设定的比例集中有序的加入抗氧化剂和阴离子/阳离子树脂粉末； 52、 将S1中的混合物预制片材，并在片材的两侧贴合高分子材质网布； 53、 将S2中贴合有高分子材质网布的片材放入到带光源的多层电加热模板中进行加热 压制成型，加热温度控制在180 °C~220 °C，时间保持在1. Oh~2.5h之间； 54、 待S3中片材完成加热后，利用循环冷凝水对片材进行冷却、定型，最后进行出模。
【文档编号】H01M8/1081GK105870485SQ201610258198
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】吕大为
【申请人】恩泰科（北京）科技有限公司