一種高強度蜂窩式離子過濾材料及其製備方法
2023-10-22 17:02:52 2
專利名稱：一種高強度蜂窩式離子過濾材料及其製備方法
技術領域：
本發明是已授權中國專利91106975的後續申請，本發明涉及一種高強度蜂窩式離子過濾材料及其製備方法，特別涉及一種可用作製備氫氧化鈉及海水淡化的過濾材料及其製備方法。
離子膜法製備氫氧化鈉是繼水銀法和隔膜法之後具有很大發展前途的新方法，目前，在國內外發展極為迅速，它具有能耗低，產品純度高，無環境汙染，生產方法簡單，佔地面積小，投資省等優點。離子交換膜是離子膜法制鹼裝置中的核心材料，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，是氯鹼工業的基礎材料。離子膜還可應用到其它領域。如電滲析，有機反應，氣體分離，汙水處理等等，它是一種有廣泛用途，發展前景美好的新型化工基礎材料。
離子膜的原料有多種，氯鹼工業用的離子膜的原料通常是全氟磺醯氟樹脂(PFSF)和全氟羧酸酯樹脂(PFEC)，成膜工藝採用擠壓法，延壓法等，其工藝複雜。
本發明的目的在於提供一種新型的耐腐蝕高強度過濾材料及其製備方法，它可用於離子膜法制氫氧化鈉中的離子膜，在本方法中通過水解轉型製得的離子膜為蜂窩狀立體通道離子膜，具有強度高，與平膜相比，效率可提高几倍，並具有工藝簡單，節能，成本低等優點。
本發明的一種耐腐蝕高強度過濾材料，其特徵在於用浸漬了耐腐蝕，耐熱樹脂的氧化纖維織物(CN91106975產品)作增強材料，表面覆蓋有牢固結合的離子交換膜。
所述的離子交換膜優選全氟離子交換膜。
本發明的耐腐蝕高強度過濾材料的製備方法，其特徵在於依次按照下述過程製備；(1)增強材料預處理將浸漬了耐腐蝕，耐熱的樹脂的氧化纖維織物(CN91106975產品)增強材料置於潔淨容器內，緩慢升溫至600℃，保溫8-40小時，蒸發出其中的揮發物，以提高材料的純度，抗腐蝕性能和導電性能，得到表面毛細孔分布均勻，孔徑符合要求的精濾增強材料。
(2)膜原料製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)浸漬將上述增強材料平整地置於浸漬槽內的升降臺上，抽真空，真空度達-0.1MPa，以10-30℃/Hr的升溫速度升溫至210-310℃，將上述製備好的熔融膜原料抽入容器內，將增強材料浸入熔融料中，熱風加壓，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，熱風吹2-3分鐘，再用冷風吹塑成膜；(4)水解將上述(3)的成形膜在一定條件下與鹼溶液反應，將上述的膜轉換成離子交換膜，所述的條件是鹼溶液的濃度為4-7N，溫度為55-75℃，時間為12-22小時，之後，將成形後的離子交換膜熱風乾燥，冷風吹塑定形。所述的膜原料優選全氟磺醯氟樹脂(PFSF)和全氟羧酸酯樹脂(PFEC)，其混合比為40-60∶60-40。
所述的鹼溶液優選氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。
所述的增強材料表面的毛細孔徑為40-150μm。
下面結合實施例描述本發明，所述實施例並不限制本發明，本領域的專業人員按照本發明的方案可以作出各種修改和改進，但是，這些修改和改進都在本發明的範圍內，本發明的精神和範圍由權利要求限定。
實施例1取一40×30×25(cm)浸漬了耐腐蝕，耐熱的樹脂的氧化纖維織物(CN91106975產品)作增強材料，其孔徑為100μm，置於潔淨容器內進行中溫預處理，溫度控制在600℃以下，升溫曲線為20℃/Hr，600℃恆溫半小時，降溫至235℃，待用；取市售商品PFSF和PFEC，共計38Kg，其比例為45∶55，混勻，在壓力12MPa，升溫曲線23℃/hr，溫度達235℃，攪拌，控制熔體黏度在2.8×102泊/秒，作浸漬用；將上述增強材料平整地置於浸漬槽內的升降臺上，抽真空，真空度達-0.1MPa，將上述製備好的浸漬劑抽入容器內，以25℃/Hr的升溫速度升溫至270℃，將增強材料浸入熔融料中，熱風加壓，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的熱風連續吹浸漬好的上述材料20分鐘，然後，逐漸加入溫度為30℃的清潔空氣，連續吹10分鐘，取出，得到浸漬好的並乾燥的增強材料，其抗折強度為4.9MPa，抗壓強度為MPa，備用；取市售商品，分析純級氫氧化鈉，配成6.2N，溫度62℃的溶液，將上述浸漬好的過濾材料放入溶液中，保持18小時，將水解轉形成的離子交換膜熱風乾燥，冷風吹塑定形，得到本發明高強度蜂窩式離子過濾材料。
權利要求
1，一種耐腐蝕高強度過濾材料，其特徵在於用浸漬了耐腐蝕，耐熱的樹脂的氧化纖維織物(CN91106975產品)作增強材料，表面覆蓋有牢固結合的離子交換膜。
2，按照權利要求1的過濾材料，其特徵在於所述的離子交換膜優選全氟離子交換膜。
3，權利要求1或2的過濾材料的製備方法，其特徵在於依次按照下述過程製備；(1)增強材料預處理將浸漬了耐腐蝕，耐熱樹脂的氧化纖維織物(CN9106975產品)增強材料置於潔淨容器內，緩慢升溫至600℃，保溫8-40小時，蒸發出其中的揮發物，以提高材料的純度，抗腐蝕性能和導電性能，得到表面毛細孔分布均勻，孔徑符合要求的精濾增強材料。(2)膜原料製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)浸漬將上述增強材料平整地置於浸漬槽內的升降臺上，抽真空，真空度達-0.1MPa，以10-30℃/Hr的升溫速度升溫至210-310℃，將上述製備好的熔融膜原料抽入容器內，將增強材料浸入熔融料中，熱風加壓，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，熱風吹2-3分鐘，再用冷風吹塑成膜；(4)水解將上述(3)的成形膜在一定條件下與鹼溶液反應，將上述的膜轉換成離子交換膜，所述的條件是鹼溶液的濃度為4-7N，溫度為55-75℃，時間為12-22小時，之後，將成形後的離子交換膜熱風乾燥，冷風吹塑定形。
4，按照權利要求3的方法，其特徵在於所述的膜原料優選全氟磺醯氟樹脂和全氟羧酸酯樹脂，其混合比為40-60∶60-40。
5，按照權利要求3的方法，其特徵在於所述的鹼溶液優選氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。
6，按照權利要求4或5的方法，其特徵在於所述的離子交換膜是全氟離子交換膜。
7，按照權利要求3的方法，其特徵在於增強材料表面的毛細孔徑為40-150μm。
8，權利要求1或2的過濾介質的用途，其可用作離子膜法製備氫氧化鈉的離子膜。
9，權利要求3的製備方法製備的過濾介質的用途，其可用作離子膜法製備氫氧化鈉的離子膜。
10，權利要求6的製備方法製備的過濾介質的用途，其可用作離子膜法製備氫氧化鈉的離子膜。
全文摘要
本發明涉及一種高強度蜂窩式離子過濾材料及其製備方法，特別涉及一種可用作製備氫氧化鈉及海水淡化的過濾材料及其製備方法。在本方法中通過水解轉形製得的離子膜為蜂窩狀立體通道離子膜，具有強度高，與平膜相比，效率可提高几倍，並具有工藝簡單，節能，成本低等優點。
文檔編號B01D69/10GK1138498SQ9610631
公開日1996年12月25日 申請日期1996年6月5日 優先權日1996年6月5日
發明者仇曉豐 申請人:仇曉豐