[发明专利]连续制造担载型离子选择性膜的基于含水溶剂的方法

说明书

一种膜，例如离子交换膜，通过使用至少一种含水溶剂制备可固化液体来制造。可固化液体连续地在基底上流延以形成膜前体。膜前体连续固化以形成膜。任选地，可固化液体可通过将具有交联单体对的水溶性脂族磺酸单体和水溶性产自由基催化剂混合来制造。任选地，所述方法可包括一个或多个处理膜的步骤。

相关申请引用

本申请要求2013年1月16日提交的PCT申请号PCT/US2013/021729的优先权，其在此通过引用并入。

背景

美国专利号5,264,125，题为使用非可聚合的高沸点溶剂制造连续担载型离子选择性膜的方法(Process for Manufacturing Continuous Supported Ion SelectiveMembranes Using Non-Polymerizable High Boiling Point Solvents)，描述了担载型离子交换膜的制造方法。所述方法包括形成基底和在基底每个面上柔性膜的夹层。所述膜延伸超过基底的侧边。膜的边缘共同密封以形成包含基底的袋。随后，所述夹层在一对挤压辊之间牵拉。液体添加到挤压辊上的袋中以在挤压辊上和膜之间形成液体池。在夹层通过挤压辊之前，所述液体润湿基底并填充基底内的孔。由挤压辊起，夹层通过一组设备，例如加热器，用于固化液体。在液体中的可聚合组分聚合，从而形成增强聚合物片材。所述夹层前进通过除去夹层边缘的密封的一组刀，并通过从聚合物片材中移除膜的一对辊。然后，所述聚合物片材为离子交换膜。

概述

在本说明中描述的方法用于制造离子交换膜。所述方法包括以下步骤：用含水溶剂制备可固化液体；将膜前体流延；和固化膜前体以形成膜。流延膜的步骤包括将可固化液体引入至膜袋中，并用可固化液体润湿基底。流延和固化步骤优选地连续操作。任选地，所述可固化液体可通过将具有交联单体对的水溶性脂族磺酸单体与水溶性产自由基催化剂混合来制备。任选地，所述方法可包括一个或多个处理膜的步骤。

附图简述

图1为用于制造膜的设备的示意图。

图1A为图1的设备的实例的图。

图1B为图1的设备的另一个实例的图。

图2为用于制造膜的方法的示意流程图。

图2A为图2的方法的实例的流程图。

图3为描绘离子交换膜的离子交换容量(IEC)和含水量vs.第一交联剂中叔胺(DMAPMA)与环己烷二甲醇二缩水甘油醚的摩尔比的图表。

详述

图1为用于制造膜50的设备10的示意图。虽然设备10适合于制造各种类型的膜50，优选其用于制造离子交换膜。所述设备包括两个主要部分：流延部分12和处理部分14。流延部分12包括辊部分15、膜密封部分16、捏夹部分18和固化部分20。流延部分12类似于MacDonald等人的美国专利号5,264,125描述的系统，其通过引用并入本文。

处理部分14包括调节部分54、渗漏试验部分64、切割部分74和输送系统51的一个或多个，其显示在图1A中。

图1A的实例中，辊部分15包括基底进料器22，其将基底片材24进料至设备10的剩余部分中。基底24或者称为基体材料或支撑层，且多种适合的实例是市售可得的。基底24通常由一种或多种聚合物组成，例如可挤出为纱线和编织成为织品或组合为非织造织品的丙烯酸、聚丙烯或聚酯。适合的基底的另一个实例为微孔聚乙烯膜。任选地，基底24可在基底进料器22内的辊上提供。