專利名稱：一種高強度蜂窩式離子過濾材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是已授權(quán)中國專利91106975的后續(xù)申請，本發(fā)明涉及一種高強度蜂窩式離子過濾材料及其制備方法，特別涉及一種可用作制備氫氧化鈉及海水淡化的過濾材料及其制備方法。
離子膜法制備氫氧化鈉是繼水銀法和隔膜法之后具有很大發(fā)展前途的新方法，目前，在國內(nèi)外發(fā)展極為迅速，它具有能耗低，產(chǎn)品純度高，無環(huán)境污染，生產(chǎn)方法簡單，占地面積小，投資省等優(yōu)點。離子交換膜是離子膜法制堿裝置中的核心材料，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，是氯堿工業(yè)的基礎(chǔ)材料。離子膜還可應(yīng)用到其它領(lǐng)域。如電滲析，有機反應(yīng)，氣體分離，污水處理等等，它是一種有廣泛用途，發(fā)展前景美好的新型化工基礎(chǔ)材料。
離子膜的原料有多種，氯堿工業(yè)用的離子膜的原料通常是全氟磺酰氟樹脂(PFSF)和全氟羧酸酯樹脂(PFEC)，成膜工藝采用擠壓法，延壓法等，其工藝復(fù)雜。
本發(fā)明的目的在于提供一種新型的耐腐蝕高強度過濾材料及其制備方法，它可用于離子膜法制氫氧化鈉中的離子膜，在本方法中通過水解轉(zhuǎn)型制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，效率可提高幾倍，并具有工藝簡單，節(jié)能，成本低等優(yōu)點。
本發(fā)明的一種耐腐蝕高強度過濾材料，其特征在于用浸漬了耐腐蝕，耐熱樹脂的氧化纖維織物(CN91106975產(chǎn)品)作增強材料，表面覆蓋有牢固結(jié)合的離子交換膜。
所述的離子交換膜優(yōu)選全氟離子交換膜。
本發(fā)明的耐腐蝕高強度過濾材料的制備方法，其特征在于依次按照下述過程制備；(1)增強材料預(yù)處理將浸漬了耐腐蝕，耐熱的樹脂的氧化纖維織物(CN91106975產(chǎn)品)增強材料置于潔凈容器內(nèi)，緩慢升溫至600℃，保溫8-40小時，蒸發(fā)出其中的揮發(fā)物，以提高材料的純度，抗腐蝕性能和導(dǎo)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)膜原料制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于浸漬槽內(nèi)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℃，將上述制備好的熔融膜原料抽入容器內(nèi)，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堿溶液反應(yīng)，將上述的膜轉(zhuǎn)換成離子交換膜，所述的條件是堿溶液的濃度為4-7N，溫度為55-75℃，時間為12-22小時，之后，將成形后的離子交換膜熱風干燥，冷風吹塑定形。所述的膜原料優(yōu)選全氟磺酰氟樹脂(PFSF)和全氟羧酸酯樹脂(PFEC)，其混合比為40-60∶60-40。
所述的堿溶液優(yōu)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(jié)合實施例描述本發(fā)明，所述實施例并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的專業(yè)人員按照本發(fā)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(fā)明的范圍內(nèi)，本發(fā)明的精神和范圍由權(quán)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(chǎn)品)作增強材料，其孔徑為100μm，置于潔凈容器內(nèi)進行中溫預(yù)處理，溫度控制在600℃以下，升溫曲線為20℃/Hr，600℃恒溫半小時，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于浸漬槽內(nèi)的升降臺上，抽真空，真空度達-0.1MPa，將上述制備好的浸漬劑抽入容器內(nèi)，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(xù)吹浸漬好的上述材料20分鐘，然后，逐漸加入溫度為30℃的清潔空氣，連續(xù)吹10分鐘，取出，得到浸漬好的并干燥的增強材料，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(zhuǎn)形成的離子交換膜熱風干燥，冷風吹塑定形，得到本發(fā)明高強度蜂窩式離子過濾材料。
權(quán)利要求
1，一種耐腐蝕高強度過濾材料，其特征在于用浸漬了耐腐蝕，耐熱的樹脂的氧化纖維織物(CN91106975產(chǎn)品)作增強材料，表面覆蓋有牢固結(jié)合的離子交換膜。
2，按照權(quán)利要求1的過濾材料，其特征在于所述的離子交換膜優(yōu)選全氟離子交換膜。
3，權(quán)利要求1或2的過濾材料的制備方法，其特征在于依次按照下述過程制備；(1)增強材料預(yù)處理將浸漬了耐腐蝕，耐熱樹脂的氧化纖維織物(CN9106975產(chǎn)品)增強材料置于潔凈容器內(nèi)，緩慢升溫至600℃，保溫8-40小時，蒸發(fā)出其中的揮發(fā)物，以提高材料的純度，抗腐蝕性能和導(dǎo)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)膜原料制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于浸漬槽內(nèi)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℃，將上述制備好的熔融膜原料抽入容器內(nèi)，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堿溶液反應(yīng)，將上述的膜轉(zhuǎn)換成離子交換膜，所述的條件是堿溶液的濃度為4-7N，溫度為55-75℃，時間為12-22小時，之后，將成形后的離子交換膜熱風干燥，冷風吹塑定形。
4，按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述的膜原料優(yōu)選全氟磺酰氟樹脂和全氟羧酸酯樹脂，其混合比為40-60∶60-40。
5，按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述的堿溶液優(yōu)選氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。
6，按照權(quán)利要求4或5的方法，其特征在于所述的離子交換膜是全氟離子交換膜。
7，按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于增強材料表面的毛細孔徑為40-150μm。
8，權(quán)利要求1或2的過濾介質(zhì)的用途，其可用作離子膜法制備氫氧化鈉的離子膜。
9，權(quán)利要求3的制備方法制備的過濾介質(zhì)的用途，其可用作離子膜法制備氫氧化鈉的離子膜。
10，權(quán)利要求6的制備方法制備的過濾介質(zhì)的用途，其可用作離子膜法制備氫氧化鈉的離子膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強度蜂窩式離子過濾材料及其制備方法，特別涉及一種可用作制備氫氧化鈉及海水淡化的過濾材料及其制備方法。在本方法中通過水解轉(zhuǎn)形制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，效率可提高幾倍，并具有工藝簡單，節(jié)能，成本低等優(yōu)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(yōu)先權(quán)日1996年6月5日
發(fā)明者仇曉豐 申請人:仇曉豐