[发明专利]一种带网布支撑的单片型双极膜卷及其制造方法

权利要求书

1.一种带网布支撑的单片型双极膜卷，其特征在于，以超高分子量聚乙烯网布作支撑的交联聚苯乙烯-低分子量聚乙烯复合基膜卷为基体，一面为磺化交联聚苯乙烯-低分子量聚乙烯复合物构成的阳离子交换层，另一面为季胺化交联聚苯乙烯-低分子量聚乙烯复合物构成的阴离子交换层，两面之间具有叔胺化交联聚苯乙烯-低分子量聚乙烯复合物构成的水解离催化层；

所述单片型双极膜卷的制造方法，包括以下步骤：

(1)浸吸膜卷的制备

以超高分子量聚乙烯网布为支撑，热喷敷低分子量聚乙烯微粉，覆盖保护膜之后收卷，加压、保温目标时长，完成热轧化过程后剥离保护膜，得到带有网布支撑的聚乙烯膜卷；

将聚乙烯膜卷浸入含有苯乙烯、二乙烯基苯和引发剂的聚合单体溶液中进行浸吸，浸吸完成后收卷得到浸吸膜卷；

(2)浸吸后的复合基膜卷的制备

自上而下依次将保护膜卷、浸吸膜卷、间隔膜卷、另一浸吸膜卷同时放卷，组合收卷得到浸吸后的复合基膜卷；其中，保护膜卷的宽度大于浸吸膜卷的宽度，以使复合基膜卷中的保护膜卷的两侧分别延伸至浸吸膜卷的两侧之外；间隔膜卷的宽度小于浸吸膜卷的宽度，以使复合基膜卷中的间隔膜卷的两侧分别位于浸吸膜卷的两侧之内；

(3)聚合后的复合基膜卷的制备

将浸吸后的复合基膜卷，置于氮气氛围中进行聚合，聚合完成后剥离保护膜，得到聚合后的复合基膜卷；

(4)单面磺化的复合阳膜卷的制备

将聚合后的复合基膜卷放卷，浸入盛有氯磺酸和浓硫酸的磺化槽中，在恒定温度下实施磺化反应，再依次经过多个盛有不同浓度硫酸的稀释槽中，接着浸入水洗槽洗涤干净，用热风机在线吹干，连续收卷得到单面磺化的复合阳膜卷；

(5)空白面朝外的待反应阳膜卷的制备

将单面磺化的复合阳膜卷放卷，在线剥开，取出间隔膜，收卷得到两卷单面磺化的阳膜卷；

将两卷单面磺化的阳膜卷的磺化面贴合起来放卷，同时将塑料隔网卷插入放卷，收卷后得到空白面朝外的待反应阳膜卷；

(6)实施完全氯甲基化反应

将空白面朝外的待反应阳膜卷置于带顶部流体分布器和底部筛板的反应罐中，顶部进口和底部出口接入泵体，注入氯甲基化反应液，启动泵体循环反应罐内的反应液，在设定温度下实施氯甲基化反应，至反应完全；

(7)实施完全叔胺化反应

抽出氯甲基化反应液，注入二氯乙烷洗涤数遍，抽出；

注入叔胺化反应液，启动泵体循环反应罐内的反应液，在设定温度下实施叔胺化反应，至反应完全；

(8)实施不完全甲基化反应

抽出叔胺化反应液，注入二氯乙烷洗涤数遍，抽出；

注入甲基化反应液，启动泵体循环反应罐内的反应液，在设定温度下实施甲基化反应，至设定的反应程度；

(9)双极膜转型

立即抽出甲基化反应液，注入甲醇洗涤数遍，再注入盐水洗涤数遍；

整体取出膜卷，放卷后分别收卷，得到两卷单片型双极膜卷。

2.根据权利要求1所述的一种带网布支撑的单片型双极膜卷，其特征在于，所述阳离子交换层中苯磺酸基的含量为1.0～1.8mmol/g干膜，所述阴离子交换层中季胺基含量为0.4～0.9mmol/g干膜，水解离催化层中叔胺基含量为0.03～0.1mmol/g干膜；

其中，所述阴离子交换层中的季胺基为苄基二甲基丁基铵，水解离催化层中的叔胺基为苄基甲基丁基胺。

3.根据权利要求1所述的一种带网布支撑的单片型双极膜卷，其特征在于，所述单片型双极膜卷在纯水中的湿膜厚度为0.15～0.4毫米。

4.根据权利要求1所述的一种带网布支撑的单片型双极膜卷，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯网布作支撑的交联聚苯乙烯-低分子量聚乙烯复合基膜卷，以超高分子量聚乙烯网布作支撑，热喷敷低分子量聚乙烯粉之后浸吸含苯乙烯和二乙烯基苯的聚合单体溶液，聚合得到交联聚苯乙烯组分与线型聚乙烯组分互穿的聚合物网络结构。

5.根据权利要求1所述的一种带网布支撑的单片型双极膜卷，其特征在于，所述步骤(2)中，保护膜卷的材质为聚酯，厚度为0.05～0.15毫米，宽度比浸吸膜卷的宽度大2～10厘米。