Способ изготовления пористой диафрагмы

Союз Советских

Социалмстммеснмх

Республик

К ПАТЕ (61) Дополнительный к патенту— (51) М. Кл

В 29 D 27/00

С 08 J 5/22 (22) Заявлено 03.03.77 (21) 2140010/26/

/2458455/05 (23) Приоритет 23.05.75 (32) 24.05.74 (31) 23275/74 (33) Великобритания

23316/74

Опубликовано 25.06.79. Бюллетень № 23

Гюсудэрстееннмй комитет

СССР не делам нзебретеннй н открытий (53) УДК678.743. .41:621.3.035. .31 (088.8) Дата опубликования описания 30.06.79 (72) Автор изобретения

Иностранец

Кевин Томас Макелун (Великобритания) Иностранная фирма

«Империал Кемикал Индастриз Лимитед» (Великобритания) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТОЛ ДИАФРАГМЫ

Изобретение относится к области переработки пластмасс и может быть использовано при изготовлении пористых диафрагм, которые находят применение в электрохимических элементах при электролизе растворов хлоридов щелочных металлов. 5

Известен способ изготовления пористой диафрагмы, включающий приготовление суспензии или дисперсии политетрафторэтилена, введение наполнителя, формование листа экструзией с последующей ориентацией его в одном или двух направлениях, нагревом и охлаждением (1). В качестве наполнителя может быть применен неудаляемый наполнитель, например двуокись титана.

Причем наполнитель вводят в полимерный материал в процессе его формования, т. е. перед экструзией.

При введении паполнителя в пористый полимерный материал в процессе его производства может быть введено относительно небольшое его количество ввиду того, что при введении больших количеств наполнителя процесс экструзии протекает неудовлетв о р и тел ь но.

Процесс электролиза раствора хлорида щелочного металла с использованием диафрагмы, изготовленной этим способом, недостаточно эффективен.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса электролиза растворов хлоридов щелочных металлов.

Это достигается тем, что согласно предложенному способу изготовления пористой диафрагмы, включающему приготовление суспензии или дисперсии политетрафторэтилена, введение наполнителя, формование листа экструзией с последующей ориентацией

его в одном или двух направлениях, нагревом и охлаждением, наполнитель вводят в пористый лист после его формования.

Один из методов введения наполнителя в лист из пористого политетрафторэтилена состоит в погружении листа в постоянно перемешиваемую суспензию наполнителя в органической жидкости, например алифатическом спирте, таком как изопропиловый спирт.

Альтернативный метод введения наполнителя в лист диафрагмы из пористого по670207

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 3506/49

Филиал ll П П «« П а т е нHтT»», r. литетрафторэтилена состоит в пропитке листа раствором, содержащим гидролизуемый предвулканизатор наполнителя.

Наполнитель может представлять собой органический материал, который делает диафрагму смачиваемой, но предпочтительным является использование неорганического материала, например неорганического окисла. Особенно предпочтительно применять для этой цели двуокись титана или окись циркония.

Если наполнитель вводят путем гидролиза, то подходящим является предвулканизатор, имеющий в своем составе титанат тетрабутила, тетрахлорид титана и оксихлорид циркония.

При введении наполнителя получают диафрагму с равномерной пористостью, в результате чего процесс электролиза становится более эффективным, в частности благодаря гладкости и эффективному расцеплению газов, входящих в состав продукта, например хлора и водорода, с поверхностью диафрагмы во время процесса. В дополнение к этому присутствие наполнителя модифицирует прочностные характеристики диафрагмы так, что габаритная стабильность диафрагмы увеличивается в условиях работы элемента, а характеристика диафрагм остается постоянной в течение длительного периода времени работы элемента.

Диафрагмы, используемые при осущест влении предложенного способа, обладают высокой пористостью, стабильностью габаритов и химической стойкостью по отношению к жидкостям, имеющимся внутри элемента.

Пример 1. Лист пористого политетрафтор-этилена, изготовленный в соответствии с известным способом (1), вымачивают в изопропиловом спирте в течение 30 мин. Затем лист вымачивают в растворе 7,1о/о (по объему) тетрабутилтитаната в изопропиловом спирте в течение 30 мин с помешиванием для обеспечения диффузии раствора в лист.

Лист, содержащий раствор тетрабутилтитаната, затем погружают в воду и выдерживают в течение 30 мин для осуществления гидролиза тетрабутилтитаната до двуокиси титана. Другой лист содержит 4 вес. /0 двуокиси титана.

Лист, содержащий двуокись титана, устанавливают в вертикальный диафрагменный электролизер с площадью 120 см для электролиза рассола хлорида натрия между сетчатым катодом из мягкой стали и анодом из титана с электрокаталитическиактивным покрытием. Промежуток между анодом и катодом составляет 9 мм. Электролиз рассола хлорида натрия проводят в электролизере при следующих типовых параметрах

15 о

4 (электролизер находится под нагрузкой в течение 90 дней): ток — 2 кА/м, напряжение — 3,45 В; проницаемость — 0,350 л/ч; содержание гидроокиси натрия в католите—

102 т/л; содержание хлорида натрия в католите — 175 г/л; эффективность по току—

95 /0, превращение соли — 48 /,.

Пример 2 (сравнительный). Лист пористого политетрафторэтилена, содержащий

4 вес.о/0 двуокиси титана и полученный в соответствии с известным способом (1) из смеси по,читетрафторэтилена и двуокиси титана, устанавливают в вертикальном диафрагменном электролизере идентично примеру 1. Когда электролизер заполнен рассолом хлорида натрия, и пропущен ток, обнаруживают, что рассол хлорида натрия не поддается электролизу, так как рассол не течет через диафрагму. Рассол не способен «смачивать» диафрагму.

Эти примеры говорят о том, что пористая политетрафторэтиленовая диафрагма,. полученная предложенным способом, по которому в диафрагму вводят двуокись титана после ее получения, может быть успешно использована в электролизе рассола хлорида натрия, в то время как диафрагма, содержащая то, же количество двуокиси титана, но введейная в диафрагму в течение ее изготовления, бесполезна, так как она не может быть смочена рассолом хлорида натрия и не может быть использована в электролизере.

1. Способ изготовления пористой диафрагмы, включающий приготовление суспензии или дисперсии политетрафторэтилена, введение наполнителя, формование листа экструзией с последующей ориентацией его в одном или двух направлениях, нагревом и охлаждением, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса электролиза растворов хлоридов щелочных металлов, на полн итель вводят в пористый лист после его формования.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наполнитель вводят путем погружения пористого листа в суспензию наполнителя в органической жидкости или путем пропитки пористого листа раствором, содержащим гидролйзуемый предвулканизатор наполнителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании М 1355373, кл. С 3 С, опублик. 1974.

Тираж 770 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4