連續化生產聚氯乙烯半均相陰、陽離子交換膜的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種陰、陽離子交換膜，尤其是涉及一種連續化生產聚氯乙烯半均相陰、陽離子交換膜的制備方法。
【背景技術】
[0002]離子交換膜具有獨特的離子交換特性，使它在清潔生產、環境保護、能量轉化等方面發揮著越來越重要的作用，特別適合于現代工業對新能源、節能、低品位原材料再利用和環境污染治理的需要，在海水淡化等領域也應用廣泛，成為實現經濟可持續發展戰略的一個重要組成部分。
[0003]根據中國專利申請號201210259047.0公布的一種聚苯乙烯/聚偏氟乙烯陽離子交換膜的制備方法，該方法是先將聚偏氟乙烯溶解后再與苯乙烯、二乙烯苯充分混合后再進行聚合得到聚苯乙烯/聚偏氟乙烯合金粉末，再經磺化得到陽離子交換樹脂粉，最后采用間歇生產(即密煉、開練、拉片、熱壓)制得，所得的膜依然為半均相結構。間歇生產方法生產離子交換膜生產效率低，勞動成本高等缺點。
[0004]中國專利ZL90103412.6公布的一種糊狀法制備陰離子交換膜的方法，其制備方法為相關組分配成漿液，然后涂在增強織物上加壓加熱聚合得到基膜，再同胺類化合物進行胺化反應，即得陰離子交換膜，所得的膜依然為半均相結構。采用這種方法生產離子交換膜，對生產設備要求較高，前期投資大。
[0005]美國《應用聚合物雜志》報道了一種半互穿網絡的陽離子交換膜的制備方法，將聚氯乙烯薄膜用二氯乙烷等溶劑充分溶脹，然后放在含有苯乙烯、二乙烯基苯、過氧化苯甲酰的溶液中充分浸吸，取出后方在兩塊聚酯薄膜之間，80°C聚合0.5-10小時獲得基膜，用二氯乙烷法洗去表面的均聚物后，在混合酸(濃硫酸:氯磺酸=1:1)中磺化5-100min。這種方法需要用有機溶劑溶脹和洗滌，會產生大量的污染物，而且由于單體靠浸吸，有一定的局限，聚乙烯薄膜本身不被磺化，因此所得膜為半均相結構。
[0006]另外發明專利201110264660.7公開了一種PVC半均相陰陽離子交換膜的制備方法，采用密練、二輥開煉機出片、三輥壓延機出片、再墊網布熱壓成PVC半均相離子交換膜，此種工藝復雜，依舊采用間歇式生產離子交換膜，厚度不均、尺寸單一(800mm*1600mm)、生產效率低，勞動強度大、成本高且產品不能成卷等問題。
【發明內容】
[0007]本發明是提供一種連續化生產聚氯乙烯半均相陰、陽離子交換膜的制備方法，其主要是解決現有技術所存在的離子交換膜生產效率低，勞動成本高，對生產設備要求較高，前期投資大，需要用有機溶劑溶脹和洗滌，會產生大量的污染物，而且由于單體靠浸吸，有一定的局限等的技術問題。
[0008]本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:
本發明的連續化生產聚氯乙烯半均相陰、陽離子交換膜的制備方法，其特征在于所述的方法包括:
a.將半均相陰、陽離子交換樹脂粉、增塑劑、穩定劑、加工助劑、潤滑劑的質量比為80-100:20-40:0.5-1.5:0.5_2:1_3，按上述先后順序加到高速混合機中進行混料，出料后得到混合粉；
b.將步驟a中得到的混合粉送至雙螺桿擠出機進行預塑化，再經過濾網至擠出平模，擠出料雙面粘附網格布，到四輥壓延機組，再經冷卻輥組、測厚儀、牽引裝置、成型卷繞，即得成卷的聚氯乙烯半均相陰、陽離子交換膜。
[0009]本發明的關鍵點，第一:如何使材料達到塑化均勻，因為PVC共聚物中的聚苯乙烯為交聯高聚物，屬于不熔高聚物，在加工過程中產生塑化效果較差，致使很難成完整的膜片，在此過程中，一方面通過混煉提高材料的徹底而均勻的塑化，另一方面，通過工藝的調整，提高塑化效果。
[0010]第二，如何使網格布更好的黏貼在材料中，具有較強的粘結效果。因為膜片較薄，而又需要雙面附網格布，難度較大。I)通過將網格布預熱后直接黏貼在擠出膜片上再進入四輥；2)調整四輥的溫度；3)提高輥筒直徑，即增加壓力。
[0011]作為優選，所述的步驟a中增塑劑為鄰苯二甲酸酸二辛脂、檸檬酸三丁酯或乙酰檸檬酸三丁酯。
[0012]作為優選，所述的步驟a中穩定劑為二月桂酸二丁基錫或硫醇錫。
[0013]作為優選，所述的步驟a中加工助劑為丙烯酸酯類共聚物。
[0014]作為優選，所述的步驟a中潤滑劑為硬脂酸與硬脂酸鈣。
[0015]作為優選，所述的步驟a中混合時間為5-10min，出料溫度不超過100°C。
[0016]作為優選，所述的步驟b中雙螺桿擠出機的料筒溫度依次為:加料段170-180°C、塑化段165-170°C、計量段165-175°C。因為PVC共聚物中的聚苯乙烯為交聯高聚物，屬于不熔高聚物，為達到更好的塑化效果，因此設置此加工溫度。
[0017]作為優選，所述的步驟b中四輥溫度分別從下往上分別為:100-120°C、120-140°C、80-100°C、60-80°C。因為從機頭擠出膜片溫度較高，為防止膜片產生內應力而導致膜片缺陷，所以要求膜片緩慢冷卻。第二輥略微提高輥筒溫度是為了提高膜片表面光澤。第三，進一步提高網格布與材料的粘結效果。
[0018]作為優選，所述的步驟b中網格布材質為PET或尼龍，且要先進行預熱，預熱溫度為 160-180。。。
[0019]作為優選，所述的步驟b中要求牽引速度與擠出速度相等，為5-30m/min。
[0020]作為優選，所述的硬脂酸與硬脂酸鈣的質量比為0.2-0.5:0.5-1。硬脂酸和硬脂酸鈣分別作為PVC加工的內、外潤滑劑，目的是提高流動性、降低熔體粘度及防止粘輥，兩者按此配方配合使用，效果更佳。
[0021]因此，本發明本發明采用連續化生產PVC半均相離子交換膜技術，不僅提高了產品厚度的均勻性，尺寸規格多樣性，其寬度范圍為300-850_，可以連續成卷存放和運輸，還提高了生產效率，降低勞動成本。
【具體實施方式】
[0022]下面通過實施例，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
[0023]實施例1:本例的連續化生產聚氯乙烯半均相陰、陽離子交換膜的制備方法，其步驟為:
a.將半均相陽離子交換樹脂粉、乙酰檸檬酸三丁酯、二月桂酸二