[发明专利]一种阴离子交换合金膜的制造方法

说明书

本发明描述了一种阴离子交换合金膜的制造方法。先将可热塑的聚乙烯‑季胺化聚苯乙烯强碱性阴离子交换树脂粉、不可热塑的微米级弱碱性阴离子交换树脂粉(或不可热塑的微米级弱酸性阳离子交换树脂粉)、聚乙烯粉和聚异丁烯粉混合，再经过密炼、开炼出片、连续压延、冷却、裁断，得到单张预制膜片；最后用两张预制膜片夹住一张增强网布，经热压得到所述的阴离子交换合金膜产品。膜表面光滑，抗污染能力强，膜电阻低，内部结构致密，在酸/碱溶液中的溶胀程度低，适合于强酸性或强碱性溶液环境下的电渗析应用场合。

技术领域

本发明属于功能高分子薄膜加工技术领域，特别涉及一种中间镶嵌了增强网布的、主体膜材料为“星空型”高分子合金结构的、因此能在强酸和强碱溶液环境下满足长期电渗析组器使用的阴离子交换膜的制造方法。

背景技术

离子交换膜被广泛应用于基于电渗析技术的苦咸水脱盐、海水浓缩制盐、食品特种分离除盐、工业废水除盐、酸/碱回收等场合。从前，由不可热塑的(强酸性或强碱性))离子交换树脂粉和聚乙烯等粘结剂混炼之后表面再用增强网布压制而成的异相膜，因为制造过程很简单和价格非常低廉，得到了广泛的工程应用。但因为离子交换异相膜的结构是疏松的，性能不佳，特别是盐浓缩的极限浓度不够高，譬如一般针对海水浓缩的极限浓度不会超过12～14％。因此，对异相膜的制膜工艺进行了大量的改进。特别是中国发明专利(申请号201510569663.X)公开了一种半均相阴离子交换膜的制造方法，引入了一种可热塑的聚乙烯-季胺化聚苯乙烯基强碱性阴离子交换复合树脂粉成分，顺带提出了一种能够连续出膜的四辊压延工艺，不但改善了膜结构，显著降低了膜面电阻和大幅提升了浓缩性能(譬如针对海水浓缩的极限浓度可以达到16～18％)，还显著提高了生产效率和产品精度(比如厚度、平整度、光洁度等)。

但是，这种半均相阴离子交换膜还是掺入了高比例的不可热塑的强碱性阴离子交换树脂粉(质量百分比可达40％)，且粒度还是太大(通常只能达到200～300目，约50～75微米)。这就导致在强酸性或者强碱性的溶液环境下，大粒径的强碱性树脂粉会急剧溶胀或收缩(具体地，在强碱溶液中溶胀，在强酸溶液中则会收缩)，严重时会引起膜结构瞬间崩解。在长期的“酸-碱-盐”溶液环境反复切换的使用过程中，就会因为这种急剧的“溶胀-收缩”行为而导致膜材料各组分之间出现相分离，致使膜结构的致密性衰减和浓缩效果下降。同时，与异相膜一样，这种半均相膜所采用的还是上、下表面分别热压入一张较薄网布的方法(一般采用厚度为0.09～0.11毫米的涤纶网布)。网布的增强效果因此还是不够，难以真正限制住膜片在强酸或强碱溶液环境下的溶胀行为；另一方面，表面夹网使膜表面不光滑，容易粘附污染物，显著降低了膜的抗污染能力。其结果是：这类半均相膜与异相膜一样，还是难以在强酸性和强碱性环境下长期使用，特别不能装入电渗析组器之后长期应用于强酸(如盐酸)和强碱(如氢氧化钠)的脱除或者浓缩。

发明内容

本发明的目的是为了显著改善异相阴离子交换膜或半均相阴离子交换膜的结构缺陷，在不显著增加原材料成本的前提下，提供一种各种成膜组分相容性更好、膜结构更加合理、且能够在强酸和强碱溶液环境下装入电渗析组器中长期使用的阴离子交换合金膜的制造方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种阴离子交换合金膜的制造方法，该方法包括如下步骤：1)将可热塑的聚乙烯-季胺化聚苯乙烯强碱性阴离子交换树脂粉、不可热塑的微米级弱碱性阴离子交换树脂粉(或不可热塑的微米级弱酸性阳离子交换树脂粉)、聚乙烯粉和聚异丁烯粉混合均匀；2)将混合物依次经过密炼、两辊开炼机出片、四辊压延机连续压延、冷却、裁断，得到单张的预制膜片；3)用两张预制膜片夹住一张增强网布，经过热压机热压融合、冷却退火，得到所述的阴离子交换合金膜产品。