[发明专利]微孔隔膜的制法

说明书

本发明涉及适合碱金属卤化物溶液电解池使用的隔膜。

本发明还涉及可任选为微孔的隔膜的制法。上述这种隔膜适合用此方法制得。

最后，本发明涉及这种隔膜在碱金属卤化物水溶液电解池中的应用。

通常被电解的碱金属卤化物水溶液就是用来制造氯气和烧碱的氯化钠水溶液。

一般众所周知的是，通过在一种载体上沉积上石棉纤维、通过使用电解液呈惰性的聚合物使其固定化以及在必要时加入发泡剂，在加工末尾将发泡剂分解产生必要的孔隙的方法来制备这类材料。

按照这种方法制得的已知石棉纤维基隔膜并不具有最佳电解条件所要求的全部各种机械和化学耐受性。实际上，这些隔膜主要由于其疏水性和在电解时开始使用的性能而使其水力学和/或电学性能不令人满意，要么是当这些隔膜用于电解时，随着时间进程，由于结构破坏而导致水力学和/或电学性能下降。

由Rhone-Progil公司在1975年5月18日提交的法国专利7318805中叙述了一种由石棉纤维水悬浮液、氟树脂乳液、发泡剂和磺酸型阴离子表面活性剂制备多孔隔膜的方法。微孔隔膜的组成成分氟树脂、发泡剂和石棉优选的特定数量使产生的微孔隔膜的电解性能不令人满意；这种不尽人意的性能相当于电解质由系统的一个小室流向另一个小室的流动不良和/或在电压提高时并未表现出烧碱产率增加。另外，隔膜中存在的阴离子表面活性剂会与在制造或在电解时使用这种隔膜时存在的阳离子反应，从而降低了其电学和水力学性能。

因此，本发明的目的是提供一种微孔隔膜，当它用于电解碱金属卤化物水溶液时，可以满意地输送电解液中的溶解物质，同时又能减少苛性钠通过给定几何形状分隔器的流量。

本发明的另一个目的是提供一种微孔隔膜，当其用于电解时，在从一个电解室到另一个电解室之间有均匀的电解质流。

本发明的另一个目的是提供一种方法，能够制造出在电解时具有满意的水力学及电学性能，而同时又不干扰系统的千瓦时能耗的微孔隔膜。

这些目的和其它一些目的都可由本发明来实现，它涉及含有如下组成的一种隔膜：

-100重量份石棉纤维；

-30-70重量份基于二氧化硅的衍生物；

-20-60重量份氟聚合物；

它们沉积在一种多孔材料上，其中氟聚合物与基于二氧化硅的衍生物的重量比为0.6至1.2；优选为0.6至0.9，例外的是由含有100干重量份石棉纤维、30干重量份二氧化硅基衍生物、25干重量份含氟聚合物和1.5干重量份增稠剂的悬浮液沉淀而得到的隔膜。

本发明的另一个目的是提供由如下组成沉积在多孔材料上构成的隔膜；

-100干重量份石棉纤维；

-30-70干重量份基于二氧化硅的衍生物；

-20-60干重量份氟聚合物；

其中含氟聚合物与基于二氧化硅的衍生物的重量比为0.6至1.2，优选为0.6至0.9，它由一种悬浮液沉淀而得到，该悬浮液的种类及组成将在后面指出，所述悬浮液必要时可含有增稠剂，其用量为每100干重量份石棉纤维低于1.5干重量份。

本发明还涉及一种隔膜的制法，它主要包括如下各步骤：

a)制备具有如下组成的悬浮液，如有必要它还含有增稠剂：

-100干重量份石棉纤维；

-30-70干重量份基于二氧化硅的衍生物；

-20-60干重量份氟聚合物；

b)将所述悬浮液在程度化真空下通过一多孔材料进行过滤而沉淀出一沉淀层；

c)从如此得到的沉淀层中除去液体介质并干燥之；

d)烧结该沉淀层；

制备的该悬浮液具有特定的含氟聚合物与基于二氧化硅的衍生物的重量比，使得在步骤c)之后制得的隔膜中含氟聚合物与基于二氧化硅衍生物的重量比为0.6至1.2，优选为0.6至0.9；例外的是由含有100干重量份的石棉纤维、30干重量份二氧化硅基衍生物、25干重量份含氟聚合物和1.5干重量份增稠剂的悬浮液沉淀制得的隔膜。

本发明也涉及主要包括如下各步骤的隔膜制法：

a)制备具有如下组成的悬浮液：

-100干重量份石棉纤维；

-30-60干重量份基于二氧化硅的衍生物；

-20-60干重量份氟聚合物；

-0至最多1.5干干重量份增稠剂；

b)将所述悬浮液在程度化真空下通过一多孔材料进行过滤而得到一沉淀层；

c)从如此得到的沉淀层中除去液体介质并干燥之；

d)烧结该沉淀层；