專利名稱：內襯超純塑料的離子膜電解槽的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種離子膜電解槽，特別是一種用于制備電子級四曱 基氫氧化銨的離子膜電解槽。
背景技術：
四曱基氬氧化銨(Tetramethylammonium Hydroxide,筒稱TMAH)是 一種具有強滲透能力的有機強堿。自20世紀初問世以來，TMAH在有機 合成、催化劑、表面活性劑、清洗劑等方面有著重要的用途。工業級TMAH 作為堿性催化劑主要用于催化聚合、縮合、卡尼查羅等反應，用作硅橡膠 生產過程的聚合催化劑，制備橡膠防老劑縮合反應催化劑等。電子級的 TMAH要求單個金屬離子含量小于10ppb，因具有強滲透能力、可揮發性、 使用過后不存留微量電導性雜質等特點，作為顯影液已廣泛用于液晶生產 和半導體芯片的生產過程，也是用量最多的電子化學品之一。離子膜電解槽在電解行業廣泛應用。離子膜電解槽因能通過離子膜阻 隔，電解生產具有金屬雜質含量低的溶液的優點，在電解制備高純及超純 化學品中占有主要地位。日本TAMA公司于1986年申請的美國專利US 4572769采用石墨、涂覆白金氧化物的鈦電極以及不銹鋼和鎳為陽極，氟 烴為電解膜的電解系統，但對電解槽沒有任何描述。美國專利US 4572769,US 4634509，US 4892944公開了電解制備 TMAH的原料TMAC的合成方法，對于電解槽部分，只提到采用離子膜 電槽，沒有提到電解槽結構和材料等細節，專利保護的聲明中沒有對電槽 材料和結構等的保護條款。國內的研究報道中，張忠民等，"電解法制備四曱基氫氧化銨的研 究"，《江西化工》，1996, (2): 11 - 14發表有關用離子交換膜制備四曱 基氫氧化銨的研究，沒有對電解槽進行描述和報道。中國專利申請 CN1312400公開了離子膜電解法制備氫氧化四曱基銨的的方法，對電解槽 也未見報道。目前國內外使用的離子膜電槽主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解 槽框等組成，每臺電解槽由若干個單元槽組成。電解槽框主要采用金屬或 普通塑料制成，因此出現的問題是電解過程產生熱量使槽框產生變形，從 而產生密封性能差，物料泄漏等生產問題。發明內容本實用新型公開了一種抗腐蝕性，耐熱脹冷縮性能的內襯超純塑料離 子膜電解槽。一種內襯超純塑料的離子膜電解槽，包括通過壓緊裝置固定的若干個 帶有槽框的單元槽組成，所述槽框的為金屬材料，槽框與電解液接觸部分 襯有超純塑料層。本實用新型離子膜電解槽在槽框內襯超純塑料，加工時將超純塑料按 槽框的形狀、尺寸剪裁成若干片，用膠水(如瑞士的愛勞達膠水)將超純 塑料片與槽框粘合，為保證其結合強度，可在相鄰超純塑料片的接縫處或超純塑料片邊緣處進行焊接，增加超純塑料片之間;sji純塑料片與金屬間 的連接強度和粘附力。由于槽框襯有超純塑料層，不直接與電解液接觸，這樣就降低了對槽框金屬部分的材質要求， 一般的碳鋼或不銹鋼等均可以使用。 所述的超純塑料層為帶玻璃纖維增強的超純塑料復合板，玻璃纖維含量可 采用現有通用技術的范圍，超純塑料指的是塑料的樹脂在加工成板材的時候無添加劑，厚度lmm以上( 一般1 ~ 10毫米)，加工超純塑料復合板的 樹脂可以選用聚對曱苯二酸(PTA)，聚四氟乙烯(PTFE)及其改性產品， 或聚丙烯(PP)等。一般塑料在成形過程中都會加入一些添加劑，如無機增強組分(碳酸 釣、硫酸鋇等)，在受液體浸泡，尤其是腐蝕性液體浸泡時，部分添加劑 會溶解、游離或脫落下來，在塑料微觀結構中造成缺陷，耐腐蝕性能大大 下降，因此本實用新型中的超純塑料層采用無添加劑樹脂成型而成。本實用新型的離子膜電解槽，采用內襯超純塑料提高了對電解液的抗 腐蝕性，提高了離子膜電解槽使用過程中耐熱脹冷縮性能，延長了使用壽 命，保證了工藝及設備運行的穩定性。
圖1為本實用新型的離子膜電解槽的槽框示意圖。
具體實施方式
參見圖1,本實用新型離子膜電解槽的槽框采用金屬框架2,金屬框 架釆用不銹鋼304材質，在金屬框架2內壁及各側邊，即有可能與電解液 接觸的部位粘結有超純塑料層3，圖中氣液出口 1、液體進口 4及網片5 均可采用現有通用4支術進行加工。超純塑料層3為帶玻璃纖維增強的聚四氟乙烯復合板，聚四氟乙烯復 合板加工成型的不使用添加劑。超純塑料層3厚度為4mm。加工時將聚四氟乙烯復合板按槽框的形狀、尺寸剪裁成若干片，用瑞 士的愛勞達膠水將四氟乙烯片與槽框預定位置粘合，為保證其結合強度， 在相鄰四氟乙烯片的接縫處及四氟乙烯片邊緣處進行焊接，增加粘附力。槽框內襯做好后，在槽框內裝上網片5，再把陽極單元和陰極單元依 次放在壓緊裝置上，分幾個階段慢慢把若干個單元槽壓緊，壓力控制在 10MPa左右，等電槽內用水試壓0.1MPa左右，確保各個單元槽間無泄漏。本實用新型離子膜電解槽，在正常操作溫度下， 一般運行一年無泄露， 超純塑料層對電解液完全耐腐蝕，無金屬離子等雜質的溶出。
權利要求1、一種內襯超純塑料的離子膜電解槽，包括通過壓緊裝置固定的若干個帶有槽框的單元槽組成，其特征在于所述的槽框為金屬材料，槽框與電解液接觸部分襯有超純塑料層。
2、 如權利要求1所述的離子膜電解槽，其特征在于所述的超純塑 料層厚度1 ~ 10毫米。
3、 如權利要求l所述的離子膜電解槽，其特征在于所述的超純塑 料層的材質為聚對曱苯二酸，聚四氟乙烯，或聚丙烯。
4、 如權利要求1所述的離子膜電解槽，其特征在于所述的超純塑 料層由若干超純塑料片拼接并粘結在槽框的金屬材料表面。
專利摘要本實用新型公開了一種內襯超純塑料的離子膜電解槽，包括通過壓緊裝置固定的若干個帶有槽框的單元槽組成，所述的槽框的為金屬材料，槽框與電解液接觸部分襯有超純塑料層。本實用新型的離子膜電解槽，采用內襯超純塑料提高了對電解液的抗腐蝕性，提高了離子膜電解槽使用過程中耐熱脹冷縮性能，延長了使用壽命，保證了工藝及設備運行的穩定性。
文檔編號C25B9/08GK201217697SQ200820121010
公開日2009年4月8日 申請日期2008年7月8日 優先權日2008年7月8日
發明者姚浩川, 尹云艦, 陳東良, 黃德新 申請人:杭州格林達化學有限公司