[发明专利]一种无涂层零极距离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种无涂层零极距离子交换膜，由全氟离子交换树脂基膜和增强材料复合而成，其特征在于所述全氟离子交换树脂基膜至少有四层膜结构通过多层共挤出的方式制得；其中最外层两侧膜的交换容量都不低于1.15mmol/g，且其中至少一侧的膜具有15-30微米深度的锥针状粗糙化表面。

2.根据权利要求1所述的无涂层零极距离子交换膜，其特征在于最外层两侧膜的交换容量为1.15～1.4mmol/g。

3.根据权利要求1所述的无涂层零极距离子交换膜，其特征在于所述的全氟离子交换树脂基膜中至少有一层是由全氟羧酸离子交换树脂制备而成。

4.根据权利要求1所述的无涂层零极距离子交换膜，其特征在于所述的全氟离子交换树脂基膜的总厚度为80-400微米。

5.根据权利要求1所述的无涂层零极距离子交换膜，其特征在于所述增强材料为增强网布或增强短纤维；其中，

所述增强网布选自网状结构的聚四氟乙烯（PTFE）、聚全氟烷氧基树脂(PFA)、聚全氟乙丙烯（FEP）、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）之一，在膜成型时利用压辊压入全氟离子交换树脂基膜体中，形成增强复合膜；

所述增强短纤维选自短纤维结构的聚醚醚酮（PEEK）、耐碱玻璃、陶瓷材质的颗粒之一或组合，通过与全氟离子交换树脂熔融共混，制得一种或几种短纤维均匀分布的增强树脂颗粒，再通过多层共挤出的方式与其它层的全氟离子交换树脂制成至少四层膜结构的增强复合膜。

6.根据权利要求1所述的无涂层零极距离子交换膜，其特征在于所述的全氟离子交换树脂基膜具有4~8层膜结构。

7.根据权利要求1所述的无涂层零极距离子交换膜，其特征在于所述的全氟离子交换树脂基膜最外两层的两侧面都具有锥针状粗糙化表面；所述的全氟离子交换树脂基膜外层具有锥针状粗糙化表面是通过有锥针状粗糙表面的压花辊制得。

8.一种权利要求1~7任一项无涂层零极距离子交换膜的制备方法，步骤如下：

（1）将选用的全氟离子交换树脂通过多层共挤出的方式熔融流延成至少四层的复合膜，同时在膜成型压辊之间引入增强网布，在辊间压力的作用下将增强网布压入膜体中形成增强复合膜；所述增强网布是指聚四氟乙烯（PTFE）、聚全氟烷氧基树脂(PFA)、聚全氟乙丙烯（FEP）或乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）材质的网布；

（2）将步骤（1）制得的增强复合膜牵引至一条100-200℃温度的烘道内，通过两条对压辊压延处理，冷却后即得；所述的对压辊中至少一条为具有锥针状粗糙表面的压花辊，且压花辊表面温度为150-250℃。

9.一种权利要求1~7任一项无涂层零极距离子交换膜的制备方法，步骤如下：

①将增强短纤维与选用的全氟离子交换树脂熔融共混，制得一种或几种纤维均匀分布的增强树脂颗粒；所述增强短纤维是短纤维状的聚醚醚酮（PEEK）、耐碱玻璃或陶瓷材质的颗粒之一或组合；

②将步骤①制得的一种或几种增强树脂颗粒作为一层或几层膜材料与其它层的膜材料全氟离子交换树脂颗粒，共计至少四种树脂颗粒，通过多层共挤出的方式熔融流延成至少四层的增强复合膜；

③将步骤②制得的增强复合膜牵引至一条100-200℃温度的烘道内，通过两条对压辊压延处理，冷却后即得；所述的对压辊中至少一条为具有锥针状粗糙表面的压花辊，且压花辊表面温度为150-250℃。

10.如权利要求9所述的无涂层零极距离子交换膜的制备方法，，其特征在于所述烘道的温度设定为100-200℃；所述压花辊表面温度设定为150-250℃。