[发明专利]一种电解用阳离子透过复合膜

权利要求书

1.一种电解用阳离子透过复合膜，其特征在于，是全氟离子交换膜、微孔膜增强材料 和气体释放涂层组成的、可以透过Li⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺、Rb⁺、H⁺离子的复合膜，

所述全氟离子交换膜是以全氟磺酸树脂和全氟羧酸树脂为原料制备而成的离子交换 膜；其中，所述的全氟磺酸树脂具有以下通式：

其中，x、y≥1的整数，n＝p＝1；(x+y)/(x+y+n+p)＝0.5-0.99；(n+p)/(x+y+n+p)＝0.01-0.5； IEC＝0.05～1.10mmol/g；

所述微孔膜增强材料是具有微孔结构的含氟聚合物薄膜；

所述气体释放涂层是含有二氧化锆粉末的全氟磺酸树脂分散液的涂覆层。

2.如权利要求1所述的电解用阳离子透过复合膜，其特征在于所述具有微孔结构的含 氟聚合物薄膜的厚度为5-35μm，孔隙率为60～97％，孔径0.05-3μm。

3.如权利要求1所述的电解用阳离子透过复合膜，其特征在于所述含氟聚合物薄膜是 微孔聚四氟乙烯膜或改性聚四氟乙烯膜。

4.如权利要求3所述的电解用阳离子透过复合膜，其特征在于所述改性聚四氟乙烯是 四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物膜、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物膜或四氟乙烯-六氟 丙烯-全氟烷基乙烯基醚三元共聚物膜。

5.如权利要求1所述的电解用阳离子透过复合膜，其特征在于所述气体释放涂层按固 形物含量100wt％计，二氧化锆为10-90wt％，全氟磺酸树脂为90-10wt％。

6.如权利要求1所述的电解用阳离子透过复合膜，其特征在于所述的全氟羧酸树脂具 有以下通式：

其中，R＝H、CH₃、CH₂CH₃，a＝1～20的整数，b＝0、1或2，c＝1，d＝2～5的整数； (a+b)/(a+b+c+d)＝0.5-0.99；(c+d)/(a+b+c+d)＝0.01-0.5，IEC＝0.35～3.42mmol/g。

7.一种制备权利要求1所述电解用阳离子透过复合膜的方法，包括以下步骤：

(1)单层膜制备：分别用全氟磺酸树脂或全氟羧酸树脂通过熔融挤出工艺制备全氟磺 酸膜或全氟羧酸膜；

(2)复合膜的制备：将步骤(1)制备的全氟磺酸膜和全氟羧酸膜进行热压复合，或 采用全氟磺酸树脂与全氟羧酸树脂通过熔融共挤工艺制备全氟磺酸/羧酸复合膜；

(3)在上述步骤(2)所得复合膜的磺酸膜层一侧与微孔膜增强材料进行热压复合成 膜；或将微孔膜增强材料与步骤(1)所得的全氟磺酸膜进行热压复合，然后在磺酸膜层一 侧与羧酸膜通过热压工艺制备微孔膜增强的复合膜；

(4)将步骤(3)制备的复合膜在NaOH或KOH溶液中进行水解转型；

(5)在转型后的复合膜两侧喷雾或刷涂气体释放涂层，经干燥处理后，制得电解用阳 离子透过复合膜。

8.如权利要求7所述的电解用阳离子透过复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(1) 中全氟磺酸膜厚度为10-100μm，全氟羧酸膜的厚度为2-20μm。