[发明专利]碱性水电解制氢用复合隔膜及其制备方法

权利要求书

1.一种碱性水电解制氢用复合隔膜，包括：编织平网膜以及形成在所述编织平网膜至少一个表面上的复合涂层，其特征在于形成复合涂层的涂布液包括亲水无机颗粒、粘合树脂、成孔剂、溶剂和分散剂：

以所述亲水无机颗粒和所述粘合树脂的总质量为基准，所述亲水无机颗粒的含量为80～90wt％；

以所述涂布液的总质量为基准，所述亲水无机颗粒和所述粘合树脂的总含量为50～78.5wt％；

以所述涂布液的总质量为基准，所述成孔剂的含量为1～6wt％；

以所述亲水无机颗粒的质量为基准，所述分散剂的含量为0.5～1wt％。

2.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于：

所述编织平网膜的孔径为350～500μm、开孔率为42～58％；

所述粘合树脂含有－SO₂－基团；

所述溶剂包括选自N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、N，N-二甲基乙酰胺中的至少之一；

所述成孔剂包括聚乙烯吡咯烷酮；

所述分散剂包括阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂。

3.根据权利要求1所述的复合隔膜，其特征在于：

所述编织平网膜包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚四氟乙烯中的一种；

所述亲水无机颗粒包括二氧化锆和/或硫酸钡；

所述粘合树脂包括聚砜树脂和/或聚醚砜树脂；

所述溶剂包括N-甲基吡咯烷酮；

所述成孔剂包括聚维酮K30和/或聚维酮K90；

所述分散剂包括烷基酚聚氧丙烯醚酸酯盐或脂肪醇聚氧乙烯醚酸酯盐。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的复合隔膜，其特征在于：

所述编织平网膜包括聚丙烯或聚苯硫醚；

所述亲水无机颗粒的D50粒径不大于0.7μm；

所述粘合树脂的分子量不小于70000g/mol、拉伸强度不小于70MPa、热变形温度不小于170℃、玻璃化转变温度不小于190℃、热收缩率不大于0.7％；

所述分散剂包括选自脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸盐、腰果酚聚氧乙烯醚硫酸酯盐、壬基酚聚氧丙烯醚硫酸盐、二聚壬基酚聚氧乙烯醚硫酸盐、正辛醇聚氧乙烯醚羧酸盐、十二烷基醇聚氧乙烯醚羧酸盐、十二烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐、乙二酰胺十二醇聚氧乙烯酯磺酸盐中的一种，其中，所述盐选自钠盐、钾盐、铵盐中的至少之一；

所述复合隔膜的厚度为200～800μm。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的复合隔膜，其特征在于，所述分散剂包括含酸性基团的嵌段共聚体的烷羟基盐，其中，所述盐选自钠盐、钾盐、铵盐中的至少之一。

6.根据权利要求5所述复合隔膜，其特征在于，所述分散剂包括含酸性基团的嵌段共聚体的烷羟基铵盐；

所述复合隔膜的厚度为480～520μm。

7.一种制备权利要求1～6中任一项所述的复合隔膜的方法，其特征在于，包括：

(1)将粘合树脂、成孔剂和溶剂进行混合处理，得到树脂溶液；

(2)将亲水无机颗粒、分散剂和所述树脂溶液混合后进行球磨处理，得到涂布液；

(3)将所述涂布液涂布在编织平网膜的至少一个表面上，依次进行相转化处理和水洗-水煮处理，得到复合隔膜。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)，所述混合处理在搅拌条件下进行，所述混合处理的温度为80～90℃、时间为4～6h；

所述混合处理包括加热回流处理。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述球磨处理采用行星式球磨机进行，所述球磨处理的转速为400～600转/分钟、时间为8～12h；

所述球磨处理后还包括：过滤处理。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述涂布液的涂布温度为40～60℃；

所述相转化处理包括依次进行的气相转化和液相转化，所述气相转化的相对湿度为60～80％、时间为5～15s；所述液相转化在凝固浴中进行，所述凝固浴采用浓度为5～30wt％的N-甲基吡咯烷酮水溶液，所述液相转化的温度为40～60℃、时间为3～10min。