一種陽離子交換膜的制備配方的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種陽離子交換膜的制備配方，該配方原料以及原料重量份為：陽離子樹脂，6000～8000份；低密度聚乙烯(LDPE)，1500～2300份；聚異丁烯(PIB)，400～550份；氯磺化聚乙烯(CSM)，350～500份；硬脂酸鈣，90～120份；聚乙烯蠟，15～30份；氧化鋅(ZnO)，7～16份；抗氧劑，5～13份。該技術方案實施制得的陽離子交換膜壓力透水性小、電阻小、化學穩定性高，耐酸堿。
【專利說明】_種陽離子交換膜的制備配方
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種離子交換膜，尤其是涉及一種陽離子交換膜的制備配方。
【背景技術】
[0002] 離子交換膜是電滲析器的關鍵部件，具有一定的選擇性和導電率，包括陽離子交 換膜和陰離子交換膜，廣泛應用于電化學部門中，分離不同類型的離子，例如海水，苦咸水 的淡化，溶液的脫鹽濃縮，電解制作無機化合物以及放射性元素的回收提純，鍋爐水的軟化 脫鹽，電子、醫藥、化工、食品、煤炭、冶金等工業品處理。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。在 實際應用中，采用普通異相離子交換膜時，很難有效解決這些問題，而當采用低滲透膜，"跑 料"和"逃水"現象可得到有效改善，降低產品的損失和降低能耗，這為倡導資源再利用、能 源節約型的清潔生產提供了技術途徑。
[0003] 因此，中國專利200610050214. 5公開了一種低滲透離子交換膜的制造方法，其中 原料投料比例以重量份數計為：
[0004] 離子交換樹脂粉3kg?7kg 高壓聚乙烯Ikg?2. 5kg
[0005] 聚異丁烯〇· Ikg?0. 5kg 引發劑0. Olkg?0. 06kg 交聯劑0.01kg?0.1kg 偶聯劑0. 02kg?0. Ikg 抗氧化劑0. 003kg?0. 006kg 潤滑劑0. 02kg?0. 07kg 脫膜劑 〇. 〇2kg ?0. 05kg 顏料 0. 0005kg ?0. OOlkg
[0006] 其中所述離子交換樹脂粉為100目?200目的強酸性苯乙烯陽離子交換樹脂粉或 強堿性苯乙烯陰離子交換樹脂粉，所述引發劑為過氧化苯甲酰，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 潤滑劑為高熔點的石蠟。其膜成品致密性高，鹽擴散系數小和壓力透水性小，而該交換膜的 壓力透水性能仍可進一步改善提升，另外，市場上該交換膜的膜面電阻在15 Ω *cm2左右，工 作所需電壓偏高，電能消耗也偏高。
【發明內容】
[0007] 有鑒于此，本發明要解決的問題是一種壓力透水性小、電阻小、化學穩定性高，耐 酸堿的一種陽離子交換膜的制備配方。
[0008] 為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：
[0009] -種陽離子交換膜的制備配方，該配方原料以及原料重量份為：
[0010] 陽離子樹脂 6000?8000份 低密度聚乙烯（LDPE) 1500?2300份 聚異丁烯（PIB) 400?550份 氯磺化聚乙烯（CSM) 350?500份 硬脂酸鈣 90?120份 聚乙烯蠟 15?30份
[0011] 氧化鋅（ZnO) 7?16份 抗氧劑 5?13份
[0012] 優選地，上述的一種陽離子交換膜的制備配方，其中所述配方原料還包括顏料，該 顏料重量份為0. 1?0. 3份。
[0013] 更優選地，上述的一種陽離子交換膜的制備配方，其中所述配方原料以及原料重 量份為：
[0014] 陽離子樹脂 7000份 低密度聚乙烯（LDPE) 1900份 聚異丁烯（PIB) 470份 氯磺化聚乙烯（CSM) 425份 硬脂酸鈣 106份 聚乙烯蠟 20份 氧化鋅（ZnO) 11份 抗氧劑 9份 顏料 0. 25份
[0015] 進一步優選地，上述的一種陽離子交換膜的制備配方，其中所述顏料為喹吖啶酮 紅。
[0016] 更進一步優選地，上述的一種陽離子交換膜的制備配方，其中所述陽離子樹脂經 洗滌水多次洗滌，除去懸浮物、塊狀等雜質，洗至PH值中性，洗滌水電導率不超過60us/cm， 放水后并烘干。
[0017] 本發明的技術效果主要體現在：該技術方案實施制備的陽離子交換膜的水透性較 傳統交換膜在同等厚度〇. 4mm，0. 2MPa壓力條件下，傳統交換膜0. Iml水完全透過一般需要 15min，本陽離子交換膜0. Iml水完全透過最短時間需要30min。同時，本陽離子交換膜的膜 面電阻最大為12 Ω *cm2,且本陽離子交換膜耐酸堿，能在PH4?8值范圍內正常工作。
【具體實施方式】
[0018] 以下對本發明的【具體實施方式】作進一步地講述，以使本發明的技術方案更易于理 解和掌握。
[0019] 一種陽離子交換膜的制備配方，該配方原料以及原料重量份為：陽離子樹脂， 6000?8000份；低密度聚乙烯（LDPE)，1500?2300份；聚異丁烯（PIB)，400?550份； 氯磺化聚乙烯（CSM)，350?500份；硬脂酸鈣，90?120份；聚乙烯蠟，15?30份；氧化鋅 (ZnO)，7?16份；抗氧劑，5?13份。其中陽離子樹脂經洗滌水多次洗滌，除去懸浮物、塊 狀等雜質，洗至PH值中性，洗滌水電導率不超過60us/cm，放水后加入干燥室中，待干燥室 溫度達到78-88?出料，并冷卻后依次進行磨粉，篩粉，陽離子樹脂赤篩規格為100目，磨粉 完畢之后的陽離子樹脂與配好的低密度聚乙烯、聚異丁烯、氯磺化聚乙烯、聚乙烯蠟、氧化 鋅、抗氧劑進行輥壓混料，內壓混煉至完全塑化呈透明狀，后加入硬脂酸鈣混翻，混勻，并拉 出劃成小片進行壓制成型。
[0020] K實施例13
[0021] 一種陽離子交換膜配方原料以及原料重量份為：陽離子樹脂，7000份；低密度聚 乙烯（LDPE)，1900份；聚異丁烯（PIB)，470份；氯磺化聚乙烯（CSM)，425份；硬脂酸媽，106 份；聚乙稀賭，20份；氧化鋅（ZnO)，11份；抗氧劑，9份。
[0022] 陽離子交換膜性能：
[0023] 有關離子交換膜的性能測定，國內已有HY/T034. 2-1994的標準，我們按此標準所 定的方法測定：
[0024] 厚度0.43臟，離子交換容量為2.9111〇1/1^(干）；含水率45% ;膜面電阻2〇*〇112'， 選擇透過率97%。另外，其爆破強度> lOOkPa，在電滲析正常的操作條件和使用溫度下 (10°C?40°C )下，壽命在5年以上，而且同等厚度0· 4mm，0. 2MPa壓力條件下，陽離子交換 膜0. Iml水完全透過需要40min，并能夠浸泡于PH4?8的溶液48h，交換容量等項性能不 下降。
[0025] K實施例23
[0026] 一種陽離子交換膜配方原料以及原料重量份為：陽離子樹脂，6000份；低密度聚 乙烯（LDPE)，1500份；聚異丁烯（PIB)，430份；氯磺化聚乙烯（CSM)，380份；硬脂酸鈣，96 份；聚乙稀賭，20份；氧化鋅（ZnO)，10份；抗氧劑，7份。
[0027] 陽離子交換膜性能：
[0028] 有關離子交換膜的性能測定，國內已有HY/T034. 2-1994的標準，我們按此標準所 定的方法測定：
[0029] 厚度0.43臟，離子交換容量為2.6111〇1/1^(干）；含水率40% ;膜面電阻9〇*〇112'， 選擇透過率95%。另外，其爆破強度> lOOkPa，在電滲析正常的操作條件和使用溫度下 (10°C?40°C )下，壽命在5年以上，而且同等厚度0· 4mm，0. 2MPa壓力條件下，陽離子交換 膜0. Iml水完全透過需要30min，并能夠浸泡于PH4?8的溶液48h，交換容量等項性能不 下降。
[0030] K實施例33
[0031] 一種陽離子交換膜配方原料以及原料重量份為：陽離子樹脂，8000份；低密度聚 乙烯（LDPE)，2200份；聚異丁烯（PIB)，500份；氯磺化聚乙烯（CSM)，420份；硬脂酸鈣，106 份；聚乙稀賭，20份；氧化鋅（ZnO)，10份；抗氧劑，9份。
[0032] 陽離子交換膜性能：
[0033] 有關離子交換膜的性能測定，國內已有HY/T034. 2-1994的標準，我們按此標準所 定的方法測定：
[0034] 厚度0.43臟，離子交換容量為2.3111〇1/1^(干）；含水率35% ;膜面電阻11〇*〇112'， 選擇透過率90%。另外，其爆破強度> lOOkPa，在電滲析正常的操作條件和使用溫度下 (10°C?40°C )下，壽命在5年以上，而且同等厚度0· 4mm，0. 2MPa壓力條件下，陽離子交換 膜0. Iml水完全透過需要30min，并能夠浸泡于PH4?8的溶液48h，交換容量等項性能不 下降。
[0035] K實施例43
[0036] 本實施例與上述實施例結構和原理均基本相似，其不同在于：陽離子交換膜配方 原料還包括顏料，0. 1?0. 3份，其中顏料為喹吖啶酮紅，用于使得陽離子交換膜呈紅色。
[0037] 如陽離子樹脂，7000份；低密度聚乙烯（LDPE)，1900份；聚異丁烯（PIB)，470份； 氯磺化聚乙烯（CSM)，425份；硬脂酸鈣，106份；聚乙烯蠟，20份；氧化鋅（ZnO)，11份；抗氧 劑，9份；0.25份。
[0038] 當然，以上所述僅本發明典型應用的示例性說明，通過對相同或相似技術特征的 組合與替換，可以形成多種具體方案，這些方案均落在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種陽離子交換膜的制備配方，該配方原料以及原料重量份為： 陽離子樹脂 6000?8000份 低密度聚乙烯（LDPE) 1500?2300份 聚異丁烯（PIB) 400?550份 氯磺化聚乙烯（CSM) 350?500份 O 硬脂酸鈣 90?120份 聚乙烯蠟 15?30份 氧化鋅（ZnO) 7?16份 抗氧劑 5?13份
2. 根據權利要求1所述的一種陽離子交換膜的制備配方，其特征在于：所述配方原料 還包括顏料，該顏料重量份為〇. 1?〇. 3份。
3. 根據權利要求2所述的一種陽離子交換膜的制備配方，其特征在于：所述配方原料 以及原料重量份為： 陽離子樹脂 7000份 低密度聚乙烯（LDPE) 1900份 聚異丁烯（PIB) 470份 氯磺化聚乙烯（CSM) 425份 硬脂酸鈣 106份。 聚乙烯蠟 20份 氧化鋅（ZnO) 11份 抗氧劑 9份 顏料 0. 25份
4. 根據權利要求3所述的一種陽離子交換膜的制備配方，其特征在于：所述顏料為喹 吖啶酮紅。
5. 根據權利要求1所述的一種陽離子交換膜的制備配方，其特征在于：所述陽離子 樹脂經洗滌水多次洗滌，除去懸浮物、塊狀等雜質，洗至PH值中性，洗滌水電導率不超過 60us/cm，放水后并烘干。
【文檔編號】C08K5/098GK104497611SQ201410636216
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月7日 優先權日:2014年11月7日
【發明者】潘禮革, 潘禮德, 謝林廣 申請人:金華市金秋環保水處理有限公司