一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種異相離子交換膜的制備方法，尤其是涉及一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法。其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的普通離子交換膜在工業(yè)應用中能耗過高，處理效率低的問題。本發(fā)明將樹脂用沸騰式烘干機烘干至含水量在3-6%之間，然后把烘干的樹脂進行粉磨；將線型低密度聚乙烯，聚異丁烯按比列加入密煉機混煉均勻后，再按一定比例加入離子交換樹脂粉，潤滑劑，抗氧化劑，著色劑繼續(xù)混煉，直至混煉均勻后出料;物料先經(jīng)開煉機拉出厚膜片，之后再有精度較高的另一臺開煉機拉出所需厚度的薄膜片，裁剪成所需尺寸；膜片上下疊上尼龍網(wǎng)布，放入熱壓機按程序熱壓成型，冷卻后取出即為成品。
【專利說明】一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種異相離子交換膜的制備方法，尤其是涉及一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電滲析組器在工業(yè)物料的脫鹽和濃縮、醫(yī)藥化工中間體除鹽、食品飲料藥品保健品除鹽等有較大的應用。離子交換膜為組器的核心部件，不同配方、不同加工工藝對膜的性能影響較大。在離子交換膜電滲析組器的工程應用中，因為交換容量低的問題導致膜面電阻較高，又因為交換容量低的問題導致處理時間較長。在電滲析組器除鹽中大部分的運行成本是電力成本，通過提高交換容量可以提高處理效率、減低膜面電阻，從而有效的降低了電滲析組器運行功耗和處理時間。
[0003]工業(yè)應用中，運行成本也是考量是否采取此工藝的重要選項。電滲析組器的應用中大部分的運行成本是電耗，而電耗將近80%都用在膜堆的電場力推動中。所以本發(fā)明從配方原材料和制造工藝入手，有效的提高陽離子交換膜的交換容量，從而降低膜面電阻和提高處理效率。在電滲析組器實驗中具體表現(xiàn)為處理料液每噸的能耗降低15%-25%.用270對以普通陽膜和本發(fā)明的高交換容量陽膜所組成的膜堆做3.5%氯化鈉脫鹽實驗.膜電壓穩(wěn)壓在270V，處理3.5%氯化鈉到電導5ms/cm。普通膜的處理時間為19-22分鐘最高電流為128-132A能耗為12-15千瓦時。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是提供一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法，其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的普通離子交換膜在工業(yè)應用中能耗過高，處理效率低的問題。正是因為以上兩個原因?qū)е码x子交換膜及組器在工業(yè)應用領(lǐng)域拓展困難等的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:
本發(fā)明的一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法，其特征在于其所述的方法包括:a:將樹脂用沸騰式烘干機烘干，然后把烘干的樹脂粉磨至150目-180目之間；b:將線型低密度聚乙烯，聚異丁烯按比列加入密煉機混煉均勻后，再按比例加入樹脂粉，潤滑劑，抗氧化劑，著色劑繼續(xù)混煉，其各組分質(zhì)量百分比為:樹脂粉63%-70%，線型低密度聚乙烯20%-25%，聚異丁烯5%-8%，芥酸酰胺0.2%-1.8%，抗氧化劑0.2%-0.6%，著色劑0.02%-0.03%,直至混煉均勻；
c:所煉物料先經(jīng)開煉機拉出較厚的膜片，之后再有精度較高的開煉機拉出所需要求厚度的膜片，膜片再經(jīng)裁切成所需尺寸；
d:將膜片上下面分別附上尼龍網(wǎng)布，放入壓片機的兩塊不銹鋼鋼板之間，最后送入壓機，經(jīng)過程序熱壓成型及冷卻后取出即為成品高交換容量陽離子交換膜。
[0006]本發(fā)明所采用的離子交換樹脂為丙烯酸離子交換樹脂，其交換容量可達lOmmol/g以上，以確保其做成膜產(chǎn)品后的高交換容量。[0007]本發(fā)明配方中離子交換樹脂粉為膜的基體，在配方中所述的線型低密度聚乙烯為粘結(jié)材料，其溶融指數(shù)在1-2之間；配方中所述聚異丁烯為增柔橡膠，粘均分子量可達200萬以上；配方中所述芥酸酰胺為良好的潤滑劑，能夠有效的降低體系內(nèi)部的粘度以提高膜的均勻性和致密性；配方中所述的抗氧化劑為還原性物質(zhì)，能夠在體系加工中自動氧化成過氧化物以防止加工產(chǎn)生中的聚合物降解；配方中所述的著色劑用于區(qū)別不同的膜產(chǎn)品。
[0008]采用傳統(tǒng)的配方如果想要提高交換容量，只能通過提高離子交換樹脂的比例，從而提高交換容量和膜在組器中的處理效率，但是這種提高是以損失膜體本身的柔韌性和致密程度為代價的。
[0009]本發(fā)明采用一方面采用較高交換容量的離子交換樹脂以提高膜體交換容量，另一方面用超高分子量的聚異丁烯來增加膜的柔韌度，再配以芥酸酰胺潤滑劑，有效降低體系粘度和提高流動性以提高膜的均勻性和致密性。
[0010]所以本發(fā)明有效解決了傳統(tǒng)膜配方中交換容量和膜的致密程度不能兼顧的問題，有效提高了膜在組器中的處理效率和降低了單位能耗的問題，提高了離子交換膜在行業(yè)中的應用優(yōu)勢。)
作為優(yōu)選，所述的步驟a中樹脂含水量在3%_6%。水分太高離子交換樹脂易自凝聚產(chǎn)生顆粒，水分太低密煉后物料易快速硬化對開煉不利。
[0011]作為優(yōu)選，所述的步驟b中樹脂粉為丙烯酸陽離子交換樹脂。采用本樹脂能夠提高單位離子交換樹脂的交換容量，即為提高功能集團的密度。
[0012]作為優(yōu)選，所述的步驟b中潤滑劑為芥酸酰胺。相對于傳統(tǒng)的聚乙烯蠟能夠更顯著降低制品的表面靜態(tài)和動態(tài)摩擦系數(shù)，增加體系的流動性從提高膜體的均勻性致密性。
[0013]作為優(yōu)選，所述的步驟c中開煉機第一次拉出膜片的厚度為l_2mm，開煉機第二次拉出的膜片厚度為0.40_，膜片裁剪出的尺寸為800X 1600_。第一次開煉為要求快速把密煉后的塊狀開煉成規(guī)定的厚度，不然經(jīng)密煉后的物料進過一段時間會變硬結(jié)塊，就再難以在開煉機上拉片。
[0014]作為優(yōu)選，所述的步驟d中程序熱壓第一段溫度為120°C -135 °C，壓力為10Mp-15Mp ;第二段溫度為 135°C _160°C，壓力為 15Mp_20Mp。
[0015]作為優(yōu)選，所述的步驟d中熱壓成型時間為30-60分鐘，然后冷卻至60°C后取出即為成品。
[0016]因此，本發(fā)明既有離子交換膜的一般性能，又有較高的交換容量，更具有較低的膜面電阻等特性。
【具體實施方式】
[0017]下面通過實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
[0018]實施例1:本例的一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法，其步驟為:
a:將樹脂用沸騰式烘干機烘干至含水量3%_6%，然后把烘干的樹脂粉磨至 150目-180目之間；
b:將線型低密度聚乙烯，聚異丁烯按比例加入密煉機在125°C _135°C混煉均勻后，再按比例加入樹脂粉，潤滑劑，抗氧化劑，著色劑繼續(xù)混煉，其各組分質(zhì)量百分比為:樹脂粉
66.5%，線型低密度聚乙烯24.8%，聚異丁烯7.4%，芥酸酰胺0.75%，抗氧化劑0.53%，著色劑0.02%，直至混煉均勻；
c:所煉物料先經(jīng)開煉機拉出l_2mm的膜片，之后再有精度較高的開煉機拉出所需要求0.4mm的膜片,膜片再經(jīng)裁剪成800mmX 1600mm的尺寸；
d:將膜片上下面分別附上尼龍網(wǎng)布，放入壓片機的兩塊不銹鋼鋼板間，最后送入壓機，經(jīng)過程序熱壓成型及冷卻后取出即為成品高交換容量陽離子交換膜。
[0019]實施例2:本例的一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法，其步驟為:
a:將樹脂用沸騰式烘干機烘干至含水量3%-6%，然后把烘干的樹脂粉磨至 150目-180目之間；
b:將線型低密度聚乙烯，聚異丁烯按比例加入密煉機在125°C _135°C混煉均勻后，再按比例加入樹脂粉，潤滑劑，抗氧化劑，著色劑繼續(xù)混煉，其各組分質(zhì)量百分比為:樹脂粉
67.4%，線型低密度聚乙烯23.8%，聚異丁烯6.8%，芥酸酰胺1.4%，抗氧化劑0.57%，著色劑0.03%，直至混煉均勻；
c:所練物料先經(jīng)開練機拉出l_2mm的膜片，之后再有精度較高的開煉機拉出所需要求
0.4mm的膜片,膜片再經(jīng)裁剪成800mmX 1600mm的尺寸；
d:將膜片上下面分別附上尼龍網(wǎng)布，放入壓片機的兩塊不銹鋼鋼板間，最后送入壓機，經(jīng)過程序熱壓成型及冷卻后取出即為成品高交換容量陽離子交換膜。
[0020]實施例3:本例的一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法，其步驟為:
a:將樹脂用沸騰式烘干機烘干至含水量3%-6%，然后把烘干的樹脂粉磨至 150目-180目之間；
b:將線型低密度聚乙烯，聚異丁烯按比例加入密煉機在125°C _135°C混煉均勻后，再按比例加入樹脂粉，潤滑劑，抗氧化劑，著色劑繼續(xù)混煉，其各組分質(zhì)量百分比為:樹脂粉
68.3%，線型低密度聚乙烯22.7%，聚異丁烯6.8%，
芥酸酰胺1.6%，抗氧化劑0.57%，著色劑0.03%，直至混煉均勻； c:所練物料先經(jīng)開練機拉出l_2mm的膜片，之后再有精度較高的開煉機拉出所需要求
0.4mm的膜片,膜片再經(jīng)裁剪成800mmX 1600mm的尺寸；
d:將膜片上下面分別附上尼龍網(wǎng)布，放入壓片機的兩塊不銹鋼鋼板間，最后送入壓機，經(jīng)過程序熱壓成型及冷卻后取出即為成品高交換容量陽離子交換膜。
[0021]實施例4:本例的一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法，其步驟為:
a:將樹脂用沸騰式烘干機烘干至含水量3%-6%，然后把烘干的樹脂粉磨至 150目-180目之間；
b:將線型低密度聚乙烯，聚異丁烯按比例加入密煉機在125°C _135°C混煉均勻后，再按比例加入樹脂粉，潤滑劑，抗氧化劑，著色劑繼續(xù)混煉，其各組分質(zhì)量百分比為:樹脂粉69.1%線型低密度聚乙烯22%聚異丁烯6.6%芥酸酰胺1.7%抗氧化劑0.57%著色劑0.03%,直至混煉均勻；
c:所練物料先經(jīng)開練機拉出l_2mm的膜片，之后再有精度較高的開煉機拉出所需要求
0.4mm的膜片,膜片再經(jīng)裁剪成800mmX 1600mm的尺寸；
d:將膜片上下面分別附上尼龍網(wǎng)布，放入壓片機的兩塊不銹鋼鋼板間，最后送入壓機，經(jīng)過程序熱壓成型及冷卻后取出即為成品高交換容量陽離子交換膜
以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明的專利范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法，其特征在于其所述的方法包括: a:將樹脂用沸騰式烘干機烘干，然后把烘干的樹脂粉磨至150目-180目之間； b:將線型低密度聚乙烯，聚異丁烯按比列加入密煉機混煉均勻后，再按比例加入樹脂粉，潤滑劑，抗氧化劑，著色劑繼續(xù)混煉，其各組分質(zhì)量百分比為:樹脂粉63%-70%，線型低密度聚乙烯20%-25%，聚異丁烯5%-8%，芥酸酰胺0.2%-1.8%，抗氧化劑0.2%-0.6%，著色劑0.02%-0.03%,直至混煉均勻； c:所煉物料先經(jīng)開煉機拉出較厚的膜片，之后再有精度較高的開煉機拉出所需要求厚度的膜片，膜片再經(jīng)裁切成所需尺寸； d:將膜片上下面分別附上尼龍網(wǎng)布，放入壓片機的兩塊不銹鋼鋼板之間，最后送入壓機，經(jīng)過程序熱壓成型及冷卻后取出即為成品高交換容量陽離子交換膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法，其特征在于所述的步驟a中樹脂含水量在3%-6%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法，其特征在于所述的步驟b中樹脂粉為丙烯酸陽離子交換樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法，其特征在于所述的步驟b中潤滑劑為芥酸酰胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法，其特征在于所述的步驟c中開煉機第一次拉出膜片的厚度為l_2mm，開煉機第二次拉出的膜片厚度為0.40mm，膜片裁剪出的尺寸為800X 1600mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法，其特征在于所述的步驟d中程序熱壓第一段溫度為120°C _135°C，壓力為10Mp-15Mp ;第二段溫度為1350C _160°C，壓力為 15Mp-20Mp。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高交換容量陽離子交換膜的制備方法，其特征在于所述的步驟d中熱壓成型時間為30-60分鐘，然后冷卻至60°C后取出即為成品。
【文檔編號】B01D67/00GK103611425SQ201310561841
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】李國民, 陳良, 樓永通, 李佳 申請人:杭州埃爾環(huán)保科技有限公司