一種離子交換膜的制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種離子交換膜的制備方法。
【背景技術】
[0002]離子交換膜在工業(yè)上被用于許多領域，如作為制鹽、食品領域的脫鹽工序等中利用的電滲析用膜，作為燃料電池的電解質膜，或者作為鋼鐵業(yè)等中用于從生成的含金屬離子的酸中回收酸的擴散透析用膜等。不同結構、不同方法制造的離子交換膜在離子選擇性、交換容量、電阻、滲水性以及化學和機械穩(wěn)定性方面存在明顯的差異，并且在化工分離領域，離子交換膜的應用過程中普遍存在“跑料”和“逃水”的問題，根據唐南平衡理論和擴散作用定律，當離子交換膜兩側濃度不同的溶液接觸時，必然會發(fā)生電解質離子從高濃度側向低濃度側擴散滲析，同時又有水從低濃度側向高濃度側的自然擴散滲透。這就是所謂的“跑料”和“逃水”現象問題，跑料損失產品，在EDI裝置中則不能制得超純水，逃水增加處理的能耗。并且在電滲析濃縮過程中不能制得高濃度的電解質液體，而且，離子交換樹脂由于具有大量的離子交換基團，當浸漬于電解質水溶液時，容易發(fā)生溶脹，會使離子交換膜產生強度下降、形態(tài)變化。另外，傳統(tǒng)的離子交換膜制作工藝只能壓延生產出厚度在
0.42 ± 0.04mm (干態(tài))，寬度不超過1600mm的膜材制品，使其應用存在局限性。

【發(fā)明內容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的是為了提供一種膜成品致密性高，鹽擴散系數小和壓力透水性小，同時其采用4輥壓延可以做到膜材制品厚度達到0.05mm,同時寬度可以達到3600mm的一種離子交換膜的制備方法。
[0004]為了實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0005]—種離子交換膜的制備方法，特征在于:
[0006]I)其原料組分及重量份為:
[0007]陰離子/陽離子樹脂5500份?6500份，聚乙烯1400份?1550份，聚異丁烯450份?490份，引發(fā)劑30份?65份，交聯劑30份?180份，偶聯劑60份?200份，抗氧化劑5份?15份，潤滑劑60份?100份，脫模劑60份?90份，顏料5份?12份；
[0008]所述聚乙烯為高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線狀低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯的一種或多種混合物；或為相對于乙烯單元包含4摩爾％以下比例的丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯等α-烯烴單元的共聚物；
[0009]2)其制造方法包括如下步驟:
[0010]第一步，將高壓聚乙烯、聚異丁烯、偶聯劑、抗氧化劑、引發(fā)劑、顏料按比例集中有序的投入到高速混合攪拌機，在常溫下進行充分均勻地混合，然后由電腦自動秤配料系統(tǒng)按設定的比例集中有序的加入潤滑劑、脫膜劑、陰離子/陽離子樹脂；
[0011]第二步，混合物料由管道輸送到密煉機，在密閉的混煉室內通過加熱裝置，加溫到180°C到200°C左右，通過密煉機中轉子的轉動，使得混合物料得到充分地混合塑煉，形成有一定韌性的團狀體；
[0012]第三步，充分混合塑煉的團狀體物料，經由機械壓力經管道被輸送到一組開放式空腔輥筒，開放式空腔輥筒通過加熱介質保持180°C左右的溫度，并通過輥筒間的差速和輥隙調節(jié)，對物料進行強烈的擠壓和剪切，使混合物料進一步得到塑煉；
[0013]第四步，在一次開煉輥筒上的混合物料通過切割裝置進行切割，并通過皮帶輸送到壓濾機，壓濾機的機筒和模頭通過加熱介質保持180°C左右的溫度，并通過螺桿、濾網、模頭進行連續(xù)過濾擠出，產生不含雜質的，連續(xù)供應的柱狀物料；
[0014]第五步，柱狀物料通過皮帶輸送到二次開煉的輥筒上進行精煉，二次開煉輥筒上的物料通過切割裝置被切割并剝離成所需膜材大小，然后輸送到4輥壓延裝置上，通過加熱介質分別將4個輥筒恒定在200°C到160°C之間，壓輥之間的間隙可以數字調節(jié)，從而可以壓延出不同厚度的膜材，膜材通過牽引輥被剝離并傳輸出去，并嵌入兩層網布之間，再送入壓機熱壓；最后冷卻、定型、收卷。
[0015]優(yōu)選地，上述的一種離子交換膜的制備方法，其中所述引發(fā)劑為有機過氧化物系聚合引發(fā)劑，包括過氧化辛酰、過氧化月桂酰、過氧化2-乙基己酸叔丁酯、過氧化苯甲酰、過氧化異丁酸叔丁酯、過氧化月桂酸叔丁酯、過氧化苯甲酸叔己酯、二叔丁基過氧化物，所述交聯劑為二乙烯苯，所述偶聯劑為有機硅烷類單體，所述脫膜劑是聚四氟乙烯或硅樹脂脫膜劑的任意一種，所述潤滑劑為硬脂酸鈣。
[0016]本發(fā)明的有益效果主要體現在:原料交聯劑、偶聯劑在壓機中，因溫度增加，促使引發(fā)劑產生游離基使交聯劑和高分子粘結劑、偶聯劑與陰離子/陽離子樹脂反應，使線性高分子材料形成網狀結構，高分子聚合物粘結材料本身交聯外，還與離子交換樹脂產生交聯或偶聯作用，使膜形成立體網狀結構，尤其是兩者的接觸面上條條拉緊，減少間隙的形成解決了傳統(tǒng)異相離子交換膜選擇性差，透水率大和壽命短的缺點，提高了離子交換膜的使用性能；另外，本發(fā)明采用的生產工藝(4輥壓延)可以做到成型膜材厚度達到0.05mm,同時寬度可以達到3600mm。
【具體實施方式】
[0017]為使對本發(fā)明的結構特征及所達成的功效有更進一步的了解和認識，用以較佳的實施例配合詳細的說明，說明如下:
[0018]—種離子交換膜的制備方法，特征在于:
[0019]I)其原料組分及重量份為:
[0020]陰離子/陽離子樹脂5500份?6500份，聚乙烯1400份?1550份，聚異丁烯450份?490份，引發(fā)劑30份?65份，交聯劑30份?180份，偶聯劑60份?200份，抗氧化劑5份?15份，潤滑劑60份?100份，脫模劑60份?90份，顏料5份?12份；
[0021]所述聚乙烯為高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線狀低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯的一種或多種混合物；或為相對于乙烯單元包含4摩爾％以下比例的丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯等α-烯烴單元的共聚物；
[0022]2)其制造方法包括如下步驟:
[0023]第一步，將高壓聚乙烯、聚異丁烯、偶聯劑、抗氧化劑、引發(fā)劑、顏料按比例集中有序的投入到高速混合攪拌機，在常溫下進行充分均勻地混合，然后由電腦自動秤配料系統(tǒng)按設定的比例集中有序