专利名称：填充床电渗析除盐器用聚乙烯异相离子交换膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制取超纯水的离子交换膜，具体地说涉及一种填充床电渗析除盐器用聚乙烯异相离子交换膜及其制备方法。
EDI连续电除盐器又称填充床电渗析净水器(ElectrodeioniZation)，是目前世界竞相推广无环境污染的绿色生产设备，该生产工艺将电渗析技术与离子交换技术相融合，无须酸碱处理制取超纯水。目前我国电力、医药、半导体和生物技术等行业制备超纯水大多引进国外的异相离子交换膜的模块。
本发明是这样实现的这种填充床电渗析除盐器用的聚乙烯异相离子交换膜组成包括(以下组分用量均为重量份数)
高压聚乙烯 100线性高压聚乙烯 18～30氯磺化聚乙烯 2～5苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物 3.1～3.8聚异丁烯 15～30硬脂酸钙 5～8抗氧化剂 0.5～1.5离子交换树脂粉 370～480本发明所述的高压聚乙烯为1F1.5B，其熔融指数为1.3～1.7克/10分。该高压聚乙烯将膜的各组分粘和成一整体，又控制其流动性，使膜具有一定的致密性。
本发明所述的线性高压聚乙烯的熔融指数为0.8～1.2克/10分。它是为了增加膜的交联度，使膜的致密性提高，同时使膜具有一定的机械强度。
本发明所述的氯磺化聚乙烯为40型，其含氯量为33～37％，含硫量为0.8～1.2％(均为重量百分比)。它使膜具有耐酸性和耐氧化性。
本发明所述的聚异丁烯为西德巴斯夫公司的B-200，其分子量在350～550万，特性粘度5.56～7.23。它是为了增加膜的韧性，便于填充床电渗析除盐器的组装。
本发明中的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)的熔融指数为0.2～5.0克/10份。它是部分取代聚异丁烯，既提高了膜的致密性，又降低了原料成本。
本发明中的硬酸钙Ca(C17H35COO)2是稳定剂，它使膜在热成型过程中具备润滑作用，又对阴离子交换树脂起稳定作用。
本发明中的抗氧化剂为四季戊四醇脂。它是烯烃材料的防老化剂，起抗氧化降价作用。
本发明中的离子交换树脂粉是强酸性苯乙烯系样阳离子交换树脂粉001×7，该树脂粉用于制备阳离子交换膜，或者是强碱性苯乙烯系样阴离子交换树脂粉201×7，该树脂用于制备阴离子交换膜。上述树脂粉的细度为200～250目，有利于提高膜的交换容量。
本发明的填充床电渗析除盐器用的聚乙烯异相离子交换膜的制备方法，其步骤包括a、将氯磺化聚乙烯，聚异丁烯先在两辊机中琐炼，然后加入高压聚乙烯、线性高压聚乙烯，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，抗氧剂在两辊机中混炼，混炼温度为110～130℃，混炼时间为8～10分钟；b、将硬脂酸钙加入混合物料中，混炼均匀后，加入离子交换树脂粉，待完全混合均匀后出料；c、将混合物料放入两辊压延机压延拉出膜片，膜片厚度为0.40±0.03mm，压延温度为70～90℃；d、将上述膜片嵌入两层增强绦纶网布之间，配制成迭合本进入液压机热压，热压温度为120～160℃，热压压力为0.4～0.6Mpa，热压时间为40～50分钟。
填充床电渗析除盐器是在电渗析淡水隔室的阴离子交换膜和阳离子交换膜之间填充离子交换树脂，在极化状态下，使水离解，产生OH-和H+离子，阴离子交换膜附近富集OH-离子，阳离子交换膜附近富集H+离子，OH-离子和H+离子将交换树脂中的阳离子如Na+和阴离子如Cl-置换出来，使离子交换树脂再生，保侍其离子交换能力。原料水为反渗透水(水的电阻为106Ω)，该原料水经过离子交换膜之间的离子交换树脂除去Na+和Cl-等离子，离子交换树脂上的Na+和Cl-被H+和OH-离子置换出来移向离子交换膜外浓水区排出。原料水中的Na+和Cl-等阴、阳离子被离子交换树脂吸附后，生成超纯水(水的电阻为12～15×106Ω)从淡水区排出。超纯水广泛用于电子工业、发电工业、医药、生物技术以及实验室用水。
与普通的电渗析水处理膜相比，本发明聚乙烯异相离子交换膜具有以下优点一、本发明加入的线性高压聚乙烯，使膜的交联度增加，致密性提高。二、本发明中的氯磺化聚乙烯，使膜具有耐酸性和抗氧化性。三、本发明中的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，不仅增加膜的交联度，还部分替代聚异丁烯，降低了生产成本。
填充床电渗析除盐器将电渗析和离子交换膜有机地结合成一体，使其具备内部的离子交换树脂自动再生的功能，因而水质较稳定。
当填充床电渗析进水符合要求时(反渗透水作为进水)，内部离子交换树脂可保持稳定状态，因此不需通过酸碱化学试剂进行树脂再生。
具体实施方式
以下表格中配方用量均是重量份数
上述实施例1～5的配方的制备方法和工艺步骤均同发明内容中的聚乙烯异相离子交换膜的制备方法和步骤。
实施例1～5制得的阳离子交换膜和阴离子交换膜的性能如下表
权利要求
1.一种填充床电渗析除盐器用的聚乙烯异相离子交换膜，其特征在于其组成包括(以下组分用量均为重量份数)高压聚乙烯 100线性高压聚乙烯 18～30氯磺化聚乙烯 2～5苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物3.1～3.8聚异丁烯 15～30硬脂酸钙 5～8抗氧化剂 0.5～1.5离子交换树脂粉 370～480
2.根据权利要求1所述的离子交换膜，其特征在于高压聚乙烯为1F1.5B，其熔融指数为1.3～1.7克/10分。
3.根据权利要求1所述的离子交换膜，其特征在于线性高压聚乙烯的熔融指数为0.8～1.2克/10分。
4.根据权利要求1所述的离子交换膜，其特征在于氯磺化聚乙烯为40型，其含氯量为33～37％，含硫量为0.8～1.2％。
5.根据权利要求1所述的离子交换膜，其特征在于聚异丁烯为西德巴斯夫公司的B-200，其分子量在350～550万，特性粘度5.56～7.23。
6.根据权利要求1所述的离子交换膜，其特征在于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的熔融指数为0.2～5.0克/10份。
7.根据权利要求1所述的离子交换膜，其特征在于抗氧化剂为四季戊四醇脂。
8.根据权利要求1所述的离子交换膜，其特征在于离子交换树脂粉是强酸性苯乙烯系样阳离子交换树脂粉001×7或者是强碱性苯乙烯系样阴离子交换树脂粉201×7。
9.一种填充床电渗析除盐器用的聚乙烯异相离子交换膜的制备方法，其步骤包括a、将氯磺化聚乙烯、聚异丁烯先在两辊机中琐炼，然后加入高压聚乙烯、线性高压聚乙烯，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，抗氧剂在两辊机中混炼，混炼温度为110～130℃，混炼时间为8～10分钟，b、将硬脂酸钙加入混合物料中，混炼均匀后，加入离子交换树脂粉，待完全混合均匀后出料，c、将混合物料放入两辊压延机压延拉出膜片，膜片厚度为0.40±0.03mm，压延温度为70～90℃，d、将上述膜片嵌入两层增强绦纶网布之间，配制成迭合本进入液压机热压，热压温度为120～160℃，热压压力为0.4～0.6Mpa，热压时间为40～50分钟。
全文摘要
本发明公开了一种填充床电渗析除盐器用聚乙烯异相离子交换膜及其制备方法。该离子交换膜的组成包括(以下均为重量份)高压聚乙烯100，线性高压聚乙烯18～30，氯磺化聚乙烯2～5，苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物3.1～3.8，聚异丁烯15～30，硬脂酸钙5～8，抗氧化剂0.5～1.5，阳离子或阴离子交换树脂粉370～480。该离子交换膜是以几种塑料组合起来为骨架，将阳离子或阴离子交换树脂粉加入塑料中在两辊机上混炼，拉出膜片，再用绦纶网布增强，经液压和热压而成。它具有较高的离子交换用量，优良的选择透过率等特点，用于电力、医药、半导体和生物技术行业制造超纯水。
文档编号B01D61/42GK1470315SQ0213618
公开日2004年1月28日 申请日期2002年7月25日 优先权日2002年7月25日
发明者柳爱萍 申请人:上海上化水处理材料有限公司