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CN103938337A - 一种水电解槽用隔膜布及其生产方法 - Google Patents

一种水电解槽用隔膜布及其生产方法 Download PDF

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CN103938337A
CN103938337A CN201310284342.6A CN201310284342A CN103938337A CN 103938337 A CN103938337 A CN 103938337A CN 201310284342 A CN201310284342 A CN 201310284342A CN 103938337 A CN103938337 A CN 103938337A
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cloth
diaphragm
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water
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CN201310284342.6A
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杨丽丽
武田正明
张尤娟
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Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Original Assignee
Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
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Abstract

本发明公开一种水电解槽用隔膜布及其生产方法，该隔膜布是由聚苯硫醚纤维构成的机织物、非织造布或针织物，该隔膜布的平均孔径小于10μm，且在压力为3KPa条件下，该隔膜布的通气度在2L/cm2/min以下。本发明的水电解槽用隔膜布具有气密性高、亲水性好，且离子透过性优良的特点，同时还具有成本低廉、安全环保、轻量，且生产方法快速、高效，无污染，操作简单，节省能源的特点。

Description

一种水电解槽用隔膜布及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种水电解槽用隔膜布及其生产方法。
背景技术
隔膜布是水电解槽的主要核心材料，被置于水电解槽的阳极、阴极之间，阻止阳极侧气体和阴极侧气体的混合,以保证气体的纯度。其性能要求为：能被电解液充分润湿；平均孔径小、气密性高；孔隙率大；有一定的机械强度和刚度；不被碱性电解液腐蚀、耐高温、耐化学稳定性强；容易实施工业化。
目前国内主要的碱性水电解制氢设备厂家仍然使用石棉布作为隔膜。但是，随着工业化进程的推进和技术进步，在生产实践过程中，人们也逐渐认识到石棉隔膜存在一些问题。首先，石棉隔膜自身的溶胀性及化学不稳定性，导致纯石棉隔膜在特定的运行环境中，特别是高电流负荷下，具有严重溶胀的缺陷，使隔膜机械强度下降，使用寿命缩短。而且，由于石棉材料的限制，电解液温度只能控制在90℃以下，当电解液温度超过90℃时，石棉隔膜的腐蚀也会加剧，从而对电解液造成污染，影响其使用寿命，所以很难利用提高溶液温度的方法来提高电解槽的效率。同时，目前石棉材料还存在着资源减少、价格提高和质量的不稳定性等问题。综合上述原因，能够代替石棉隔膜的新型隔膜材料的开发应用已成为行业内非常重要的课题。各水电解制氢设备制造商也纷纷积极地探索节能环保、且工业化实现容易的高性能的新型隔膜材料。然而，这些所谓的新型隔膜材料由于仍然存在着如下的各种问题,还不能完全取代石棉隔膜。
如中国公开专利CN101372752公开了一种采用普通聚苯硫醚纤维制成的非制造布，然后通过70～130℃，90～98%的H2SO4进行磺化处理20～40分钟，再用30%的氢氧化钾处理，最后得到耐高温碱性水电解槽隔膜。该发明由于非织造布的吸液率相对较强，经过强酸处理后，在清洗过程中需要消耗大量宝贵的水资源和化学药品，清洗时间也较长，且工艺操作复杂，易对环境造成污染。同时安全性也差，不宜进行工业化生产。
又如中国公开专利CN101195944公开了一种采用聚醚醚酮纤维、聚苯硫醚纤维、聚丙烯纤维中的一种、两种或三种为原料织造而成的机织物作为无石棉环保节能型隔膜布，虽然该隔膜布的气密性满足了石棉隔膜的标准要求，但由于上述化学纤维的吸水性差，导致制得的隔膜布亲水性差，无法真正满足使用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气密性高、亲水性好的水电解槽用隔膜布。
本发明的另一目的在于提供一种工艺简单、省能源、对环境无污染的水电解槽用隔膜布的生产方法。
本发明的技术解决方案如下：本发明的水电解槽用隔膜布是由常用使用温度在150℃以上的耐高温、耐碱性纤维构成的机织物、非织造布或针织物，该隔膜布的平均孔径小于10μm，且在压力为3KPa条件下，该隔膜布的通气度在2L/cm2/min以下。上述隔膜布的平均孔径及通气度控制在上述范围内的话，就能保证水电解槽用隔膜布的气密性高，这样气体分子、气泡就难于通过，从而阻止阳极侧气体和阴极侧气体的混合,以保证气体的纯度且安全性好。考虑到隔膜织物能够保持长期稳定且优越的气密性，优选上述隔膜布的平均孔径小于5μm、通气度优选1.5 L/cm2/min以下。为了保证本发明隔膜布的气密性使用要求，同时提高气体的发生效率，并提高生成气体的纯度，在平均孔径小于10μm的前提下，优化织造条件，提高孔径的均匀性，使孔径在0.2～10μm之间的孔占全部孔的60%以上，优选80%以上。在优选的隔膜布的平均孔径小于5μm的前提下，更优选0.2～5μm之间的孔占全部孔的60%以上。
本发明的水电解槽用隔膜布是由常用使用温度在150℃以上的耐高温、耐碱性纤维形成的，其是指聚苯硫醚（PPS）纤维、聚四氟乙烯（PTFE）纤维、聚苯并双噁唑纤维（PBO）、聚醚醚酮（PEEK）中的至少一种。考虑到使用性能要求、成本以及亲水加工性，优选聚苯硫醚（PPS）纤维。这里的常用使用温度是指某温度下放置10万小时（11.4年）时，强度保持率变为原温度的50%的温度。
另外，织物的覆盖系数是表征织物紧密程度的参数，覆盖系数越高，织物越紧密，通气度和孔径就越小。上述机织物的组织为平纹、斜纹、缎纹及其变化组织、多重组织,其中平纹织物的交织点最多,紧密度最大,为了满足隔膜布的气密性要求,上述机织物优选平纹织物。隔膜布为平纹织物时,覆盖系数为2300～3000，更优选2500～2900，如果平纹织物的覆盖系数低于2300，由于织物紧度不够，导致织物的气密性低，这样隔膜布就难于阻挡阴极侧气体和阳极侧气体的通过，从而不能保证气体的纯度以及安全性；如果平纹织物的覆盖系数高于3000，对织机有较高的要求，织造困难。隔膜布为多重组织时,例如纬二重、纬三重，或者多层织物时,可以在织造紧度有限的条件下,进一步提高经纱或纬纱的密度，从而减小织物的通气度，提高气密性。本发明的隔膜布为针织物时，针织物的覆盖系数为0.7～1.5。
本发明的水电解槽用隔膜布的气密性，在满足200mm以上H2O压力下,保持2min不透气的条件下，可以基本满足实际水电解槽中隔膜的气密性使用要求，且同时考虑到隔膜布能具有优异的气密性、离子的通过效率以及隔膜布的加工性，本发明的水电解槽用隔膜布的气密性优选250～450mmH2O压力。如果气密性小于250mmH2O压力，无法满足隔膜基本需求，生成的气体纯度受影响；如果气密性高于450mmH2O压力，一方面织造困难，成本高，另一方面会提高隔膜的电阻，进而提高单位产气的能源消耗量。
本发明的水电解槽用隔膜布中常用使用温度在150℃以上的耐高温、耐碱性纤维表面含有亲水基团,且纤维表面的氧元素含量为12重量%以上。如果氧元素的含量小于12重量%的话，就会导致隔膜布的亲水性改善效果不佳，隔膜布不能被电解液充分润湿，而且隔膜布的电阻大，电解效率低，能源损失大。考虑到隔膜布的亲水性和加工成本，上述纤维表面的氧元素含量优选15～75重量%，更优选15～35重量%。
上述常用使用温度在150℃以上的耐高温、耐碱性纤维表面含有的亲水基团和化学键种类是与加工方法和加工用气体的种类有关的,该亲水基团包括羧基（COOH）、羰基（C=O）、羟基（C-OH）、醛基（COH）、-SOx中的至少一种，且其含量总数（mol数）占织物表面基团总数的10～60%，考虑到隔膜布的亲水性和加工成本，优选20～50%。
本发明的水电解槽用隔膜布，上述聚苯硫醚纤维中含有20重量%以上的异型截面聚苯硫醚纤维。异型截面的聚苯硫醚纤维比圆形截面的比表面积大，利用芯吸作用，可以提高织物的吸水、导水性。如果异型截面聚苯硫醚纤维的含量少于20重量%，纱线内纤维的比表面积就会变少，从而使制得的隔膜布吸水、导水效果改善不明显，导致隔膜布的亲水性不好。
本发明的水电解槽用隔膜布，上述异型截面聚苯硫醚纤维为十字型、田字形、多边形、叶型、椭圆型或扁平型截面聚苯硫醚纤维。考虑到能制得优异的亲水性隔膜布，优选十字形、多边形截面的聚苯硫醚纤维，多边形截面的聚苯硫醚纤维中优选六角形截面的聚苯硫醚纤维。
本发明的水电解槽用隔膜布，上述针织物为经编织物。将聚苯硫醚纱线或长丝利用经编设备和工艺进行编织得到经编织物，构成经编织物中纱线的数量比构成机织物中纱线的数量少，且纱线的排列呈同一方向，这样就能提高隔膜布的吸水、导水性。另外，经编织物自身具有可收缩性的特点，通过经编织物的收缩性从而使隔膜布达到高密度、高气密性的要求。
经过亲水处理后，与处理前的织物相比，本发明的水电解槽用隔膜布的吸水率提高15%以上，如果吸水率提高比率小于15%的话，其亲水性改善效果不佳。考虑到隔膜布的亲水性和加工性，吸水率的提高比率优选15～200%，更优选20～100%。
本发明的水电解槽用隔膜布的生产方法，采用常用使用温度在150℃以上的耐高温、耐碱性纤维进行机织、非织造或编织，制得耐高温、耐碱性机织物、非织造布或针织物，织造后再将机织物、针织物进行精炼干燥，然后对制得的机织物、非织造布或针织物的表面进行放电改性处理，最终制得成品。
上述非织造布的原料优选聚苯硫醚纤维，聚苯硫醚非织造布的制造方法如下：经拉伸的聚苯硫醚纤维与未经拉伸的聚苯硫醚纤维以一定重量比在水中混合形成抄纸分散液，按照湿法非织造布工艺制造成聚苯硫醚纤维湿法非织造布，然后进行干燥，使用钢辊和纸辊组成辊式轧光机进行轧光处理，将聚苯硫醚纤维非织造布的表面（正面）与钢辊接触，进行加热・加压后，制得单面压的非织造布，然后再将聚苯硫醚纤维非织造布的里面与钢辊接触，加热・加压，制得两面压的非织造布。然后将两面压的非织造布表面进行放电改性处理。
上述放电改性处理属于物理加工方法,是为了增加织物表面亲水性基团的数量,从而进一步提高隔膜布的亲水性。如果采用亲水化学试剂对织物进行亲水处理的话，不仅对环境产生负担，而且亲水性化学试剂一般在碱性环境下不具有耐久性，在碱性环境下长期使用后不能保持亲水性。
上述放电改性处理采用等离子体处理或电熨处理，优选采用等离子体处理，因为织物经过等离子体处理后，一方面使得织物中的纤维表面产生刻蚀，表面积就会增加，另一方面纤维表面产生活性基，从而引发具有亲水性的单体在材料表面进行接枝共聚。因此，应用于水电解槽中织物可以被电解液湿润，提高了隔膜布的亲水性。
上述等离子体处理为真空等离子体表面处理或常压等离子体表面处理。采用真空等离子体表面处理时，在氧气或氩气或氧气与氩气同时或二氧化碳或空气作用下，真空室压力为5～100Pa，处理强度为50～500KW·s/m2。其中如果处理气体为氧气，经过等离子体表面处理后,可在纤维表面形成含氧极性基团，从而使隔膜布具有优异的亲水性；如果处理气体为氩气，由于氩气为惰性气体，其分子能量较高，容易电离，可使织物表面的纤维很容易被活化，充分形成极性基团；如果在氧气与氩气同时作用下，经过等离子体电离后的织物表面的纤维先被活化后，再遇到氧成分就更容易接枝。为了提高亲水基团的形成数量，并延长其效果的保持时间，处理气体的种类优选氧气与氩气同时作用。另外，空气中含有氧气、氮气、二氧化碳，在其作用下，经过等离子体处理的织物也能达到优异的亲水效果。
采用真空等离子体表面处理时，真空室压力为5～100Pa，考虑到处理效果和能耗，优选30～70Pa，处理强度为50～500KW·s/m2，优选80～300KW·s/m2。处理强度的计算公式如下：
处理强度=放电功率（KW）×处理时间（s）/处理面积（m2），或者是处理强度=放电功率（KW）/处理速度（m/s）/处理幅宽（m）。
如果处理强度小于50KW·s/m2的话，等离子带电粒子的能量较小，对纤维表面发生的交联作用较弱，纤维表面亲水基团的数量很少，最终导致隔膜布不能被电解液充分润湿；如果处理强度大于500KW·s/m2的话，处理效果已经趋于稳定，效果不但得不到进一步地改善，而且增加了能耗；考虑到不仅纤维表面亲水性基团的数量能达到饱和，而且不浪费能源的情况下，处理强度优选80～300KW·s/m2，此时带电粒子能量增大，交联作用可以充分发挥。
采用常压等离子体表面处理时，在空气作用下，处理强度为50～500KW·s/m2，处理强度的计算公式如下：
处理强度=放电功率（W）/处理速度（m/s）/处理幅宽（m）。
如果处理强度小于50KW·s/m2的话，等离子带电粒子的能量较小，对纤维表面发生的交联作用较弱，纤维表面亲水基团的数量很少，最终导致隔膜布不能被电解液充分润湿；如果处理强度大于500KW·s/m2的话，处理效果已经趋于稳定，效果不但得不到进一步地改善，而且增加了能耗；考虑到不仅纤维表面亲水性基团的数量能达到饱和，而且不浪费能源的情况下，处理强度优选80～300KW·s/m2，此时带电粒子能量增大，交联作用可以充分发挥。
另外，在等离子体加工的同时或加工后，可利用接枝改性化学试剂，对织物表面进行接枝改性，如可以接枝羧基、丙烯酸基、磺酸基团等。
本发明的水电解槽用隔膜布具有气密性高、亲水性好的特点，同时还具有成本低廉、安全环保、轻量，且生产方法快速、高效，无污染，操作简单，节省能源的特点。
具体实施方式
通过以下实施例，对本发明作进一步说明。但本发明的保护范围并不限于实施例，实施例中的各物性由下面方法测定。
【覆盖系数】
（1）机织物的覆盖系数的计算公式如下：
CF=NW × + Nf ×，
其中：NW：织物的经向密度（根/inch）；
DW：织物中经向长丝的细度（dtex）；
Nf：织物的纬向密度（根/inch）；
Df：织物中纬向长丝的细度（dtex）；
（2）针织物的覆盖系数的计算公式如下：
针织物的覆盖系数也称紧密系数(TIGHTNESS FACTOR)，纱线特数(TEX)的平方根与线圈长度（L）之比，即K值，K值=/L。
【平均孔径】
根据ASTMF316-03标准，采用毛细管流动气孔计测量织物孔径，将织物样品放在样品室中，用表面张力为19.1dynes/cm的斯维克酮液（silwick silicone Fluid）润湿。样品室的底部夹件具有直径2.54cm、厚度为3.175mm的多孔金属盘插件，样品室的顶部夹件具有3.175mm直径的孔洞，织物孔径的值是两次测量的平均值。
【通气度】
在高压法透气性试验仪上进行测试。具体测试方法如下：沿着织物的幅宽方向依次画直径为10cm的圆形试样17个，然后在 3KPa 的压力下测试每个试样的透气度，最后取中间13个数据的平均值为最后的试验结果。
【气密性】
根据中国建材行业标准JCT 211-2009　｢隔膜石棉布｣标准，4.5.2气密性能测试。
【吸水率】
根据GB/T21655.1-2008标准测试经过亲水处理前后的吸水率。
【吸水速度】
根据JIS L1907-2010纤维制品的吸水性试验方法中7.1.1滴下法 进行测试。
【亲水基团成分及其氧元素含量】
利用X射线光电子能谱分析仪(XPS)对纤维表面化学成分进行定性和定量分析, 仪器型号：AXIS ULTRA HSA,厂家：岛津/KRATOS公司。
实施例1
经、纬纱均采用20s/6的聚苯硫醚纱线进行织造，制得经纱密度为39根/英寸、纬纱密度为27根/英寸的平纹织物，织造后再进行精炼干燥，然后对聚苯硫醚平纹织物的表面进行真空等离子体处理，处理条件：在氧气与氩气同时作用下，处理强度为150KW·s/m2，最终制得覆盖系数为2777.89、平均孔径为3μm、且其中孔径在0.2～10μm范围的孔占全部孔的90%，经纬向强力分别为4008 N/5cm、3218 N/5cm的水电解槽用隔膜布，将制得的隔膜布经过X射线光电子能谱分析仪进行测试，测得该隔膜布中聚苯硫醚纤维表面含有亲水基团，且聚苯硫醚纤维表面含有的氧元素含量为25重量%，该亲水基团包括羰基（C=O）、羟基（C-OH）两种，且其含量总数占织物表面基团总数的48%。本发明的水电解槽用隔膜布的各物性参见下表1。
实施例2
经、纬纱均采用20s/4的聚苯硫醚纱线进行织造，制得经纱密度为47根/英寸、纬纱密度为32根/英寸的平纹织物，织造后再进行精炼干燥，然后对聚苯硫醚平纹织物的表面进行真空等离子体处理，处理条件：在空气作用下，处理强度为150KW·s/m2，最终制得覆盖系数为2705.82、平均孔径为4μm、且其中孔径在0.2～10μm范围的孔占全部孔的85%，经纬向强力分别为2247 N/5cm，2110 N/5cm的水电解槽用隔膜布，将制得的隔膜布经过X射线光电子能谱分析仪进行测试，测得该隔膜布中聚苯硫醚纤维表面含有亲水基团，且聚苯硫醚纤维表面含有的氧元素含量为30重量%，该亲水基团包括羰基（C=O）、羟基（C-OH）两种，且其含量总数占织物表面基团总数的45%。本发明的水电解槽用隔膜布的各物性参见下表1。
实施例3
将十字形截面聚苯硫醚纤维与圆形截面的聚苯硫醚纤维以重量比为20：80进行混合，通过纺纱工艺制得15s/4的聚苯硫醚纱线，然后将上述制得的聚苯硫醚纱线作为经纱和纬纱进行织造，织造成经纱密度为39根/英寸、纬纱密度为28根/英寸的平纹织物，织造后再进行精炼干燥，然后对聚苯硫醚平纹织物的表面进行常压等离子体处理，处理条件为：在空气作用下，处理强度为50KW·s/m2，最终制得覆盖系数为2658.70、平均孔径为5μm、孔径在0.2～10μm范围的孔占全部孔的80%，经纬向强力分别为2600 N/5cm，2216 N/5cm的水电解槽用隔膜布，将制得的隔膜布经过X射线光电子能谱分析仪进行测试，测得该隔膜布中聚苯硫醚纤维表面含有亲水基团，且聚苯硫醚纤维表面含有的氧元素含量为20重量%，该亲水基团包括羰基（C=O）、羟基（C-OH）、醛基（COH）三种，且其含量总数占织物表面基团总数的43%。本发明的水电解槽用隔膜布的各物性参见下表1。
实施例4
将六角形截面聚苯硫醚纤维与圆形截面的聚苯硫醚纤维以重量比为50：50进行混纤，制得220dtex的聚苯硫醚混纤长丝，然后将上述制得的聚苯硫醚混纤长丝进行经编织造，织造成纵向密度为89横列/英寸、横向密度为63纵行/英寸的经编织物，织造后再进行精炼干燥，然后对聚苯硫醚经编织物的表面进行真空等离子体处理，处理条件为：在氧气与氩气同时作用下，处理强度为150KW·s/m2，最终制得覆盖系数为1.3、平均孔径为7μm、孔径在0.2～10μm范围的孔占全部孔的60%，经纬向强力分别为2347 N/5cm、1540 N/5cm的水电解槽用隔膜布，将制得的隔膜布经过X射线光电子能谱分析仪进行测试，测得该隔膜布中聚苯硫醚纤维表面含有亲水基团，且聚苯硫醚纤维表面含有的氧元素含量为25重量%，该亲水基团包括羰基（C=O）、羟基（C-OH）两种，且其含量总数占织物表面基团总数的48%。本发明的水电解槽用隔膜布的各物性参见下表1。
实施例5
将六角形截面聚苯硫醚纤维与圆形截面的聚苯硫醚纤维以重量比为80：20进行混合，经过纺纱工艺制得20s/6的聚苯硫醚纱线，然后将上述制得的聚苯硫醚纱线作为经纱和纬纱进行织造，织造成经纱密度为56根/英寸、纬纱密度为40根/英寸的3/3斜纹织物，织造后再进行精炼干燥，然后对聚苯硫醚3/3斜纹织物的表面进行真空等离子体处理，处理条件为：在空气作用下，处理强度为100KW·s/m2，最终制得平均孔径为8μm、孔径在0.2～10μm范围的孔占全部孔的70%，经纬向强力分别为4980 N/5cm、3600 N/5cm的水电解槽用隔膜布，将制得的隔膜布经过X射线光电子能谱分析仪进行测试，测得该隔膜布中聚苯硫醚纤维表面含有亲水基团，且聚苯硫醚纤维表面含有的氧元素含量为26重量%，该亲水基团包括羰基（C=O）、羟基（C-OH）两种，且其含量总数占织物表面基团总数的40%。本发明的水电解槽用隔膜布的各物性参见下表1。
实施例6
经、纬纱均采用440dtex-60f的聚四氟乙烯长丝进行织造，制得经纱密度为76根/英寸、纬纱密度为62根/英寸的平纹织物，织造后再进行精炼干燥，然后对聚四氟乙烯平纹织物的表面进行真空等离子体处理，处理条件：在氧气与氩气同时作用下，处理强度为200KW·s/m2。最终制得覆盖系数为2895、平均孔径为5μm、且其中孔径在0.2～10μm范围的孔占全部孔的75%，经纬向强力分别为4008 N/5cm、3218 N/5cm的水电解槽用隔膜布，将制得的隔膜布经过X射线光电子能谱分析仪进行测试，测得该隔膜布中聚四氟乙烯纤维表面含有亲水基团，且聚四氟乙烯纤维表面含有的氧元素含量为20重量%，该亲水基团包括羰基（C=O）、羟基（C-OH）两种，且其含量总数占织物表面基团总数的38%。本发明的水电解槽用隔膜布的各物性参见下表1。
实施例7
将纤度为1.0dtex（直径10μm）、切断长度6mm的牵伸聚苯硫醚纤维（东丽生产的“TORCON®”、规格S301）与纤度为3.0dtex（直径17μm）、切断长度为6mm的未牵伸聚苯硫醚纤维（东丽生产的“TORCON®”、规格S111）以重量比为60：40在水中分散形成抄纸分散液，在底部设置140目的手抄纸用抄纸网，尺寸为25cm×25cm、高度40cm的小型抄纸机（熊谷理機工業社製）上将分散液按照80g/m2完成投料，然后加入水，使分散液的总量至20L、用搅拌器进行充分搅拌。然后放掉小型抄纸机里面的水，将抄纸网上面残留的湿纸转移到滤纸上。把所述湿纸与滤纸一起投入到轮转式干燥机（熊谷理機工業製ROTARY DRYER DR-200）中进行干燥（温度100℃、速度0.5m/min、长1.25m、时间2.5min）处理1回、得到聚苯硫醚纤维湿式非织造布。这时，与干燥机的辊子接触的一面作为表面（正面）、干燥机的辊子不接触的一面作为里面。使用钢辊和纸辊组成的油压式3根辊式轧光机（由利roll製、型式IH式H3RCM）在钢辊温度200℃、线压490N/cm、罗拉回转速度5m/分下轧光处理，将聚苯硫醚纤维非织造布的表面（正面）与钢辊接触，进行加热・加压后，制得单面压的非织造布，然后再将聚苯硫醚纤维非织造布的里面与钢辊接触，加热・加压，制得两面压的非织造布，然后将两面压的非织造布表面进行真空等离子体处理，处理条件：在氧气与氩气同时作用下，处理强度为150KW·s/m2。最终制得体积密度为0.94、平均孔径为8μm、且孔径在0.2～10μm范围的孔占全体孔的80%，经、纬向拉伸强力为151 N/5cm、143 N/5cm的水电解槽用隔膜布，将制得的隔膜布经过X射线光电子能谱分析仪进行测试，测得该隔膜布中聚苯硫醚纤维表面含有亲水基团，且聚苯硫醚纤维表面的氧元素含量为25重量%，亲水基团包括羰基C=O、羟基C-OH，且其含量总数占织物表面基团总数的48%。本发明的水电解槽用隔膜布的各物性参见下表1。
实施例8
将纤度为1.0dtex（直径10μm）、切断长度6mm的牵伸聚苯硫醚纤维（东丽生产的“TORCON®”、规格S301）与纤度为3.0dtex（直径17μm）、切断长度为6mm的未牵伸聚苯硫醚纤维（东丽生产的“TORCON®”、规格S111）以重量比为60：40在水中分散形成抄纸分散液，在底部设置140目的手抄纸用抄纸网，尺寸为25cm×25cm、高度40cm的小型抄纸机（熊谷理機工業社製）上将分散液按照100g/m2完成投料，其他加工条件同实施例7。最终制得体积密度为0.96、平均孔径为4μm、且孔径在0.2～10μm范围的孔占全体孔的90%，经、纬向拉伸强力为204N/5cm、198N/5cm的水电解槽用隔膜布，将制得的隔膜布经过X射线光电子能谱分析仪进行测试，测得该隔膜布中聚苯硫醚纤维表面含有亲水基团，且聚苯硫醚纤维表面的氧元素含量为25重量%，亲水基团包括羰基C=O、羟基C-OH，且其含量总数占织物表面基团总数的48%。本发明的水电解槽用隔膜布的各物性参见下表1。
比较例1
经、纬纱均采用20s/6的聚苯硫醚纱线进行织造，制得经纱密度为36根/英寸、纬纱密度为22根/英寸的平纹织物，织造后再进行精炼干燥、定型处理，最终制得覆盖系数为2441.17、平均孔径为12μm、经纬向强力分别为3800 N/5cm、2120 N/5cm的水电解槽用隔膜布，将制得的隔膜布经过X射线光电子能谱分析仪进行测试，测得隔膜布中聚苯硫醚纤维表面含有的氧元素含量为2重量%。该水电解槽用隔膜布的各物性参见下表1。
比较例2
经、纬纱均采用20s/4的聚苯硫醚纱线进行织造，制得经纱密度为42根/英寸、纬纱密度为24根/英寸的平纹织物，织造后再进行精炼干燥、定型处理，最终制得覆盖系数为2268.13、平均孔径为15μm、经纬向强力分别为2100 N/5cm、1980 N/5cm的水电解槽用隔膜布，将制得的隔膜布经过X射线光电子能谱分析仪进行测试，测得隔膜布中聚苯硫醚纤维表面含有的氧元素含量为4重量%。该水电解槽用隔膜布的各物性参见下表1。
比较例3
将纤度为2.2dtex，长度为51mm的聚苯硫醚纤维经过开松、混合、梳理机梳理、成网、针刺工艺制成一定强度的非织造布，然后将非织造布在80℃、98%的H2SO4中进行磺化处理30分钟，然后用30%的KOH溶液处理。最终制得平均孔径为13μm、经纬向强力分别为1180 N/5cm、1500 N/5cm的水电解槽用隔膜布，将制得的隔膜布经过X射线光电子能谱分析仪进行测试，测得该隔膜布中聚苯硫醚纤维表面含有亲水基团，且聚苯硫醚纤维表面含有的氧元素含量为12重量%。在生产该隔膜布时，由于非织造布的吸液率较强，经过硫酸处理后，在清洗非织造布时，清洗时间长、浪费水资源等缺点，且聚苯硫醚纤维由于自身的性质,有被氧化的可能性。该水电解槽的各物性参见下表1。
表1

Claims (16)

1.一种水电解槽用隔膜布，其特征在于：该隔膜布是由常用使用温度在150℃以上的耐高温、耐碱性纤维构成的机织物、非织造布或针织物，该隔膜布的平均孔径小于10μm，且在压力为3KPa条件下，该隔膜布的通气度在2L/cm2/min以下。
2.根据权利要求1所述的水电解槽用隔膜布，其特征在于：所述常用使用温度在150℃以上的耐高温、耐碱性纤维为聚苯硫醚纤维、聚四氟乙烯纤维、聚苯并双噁唑纤维、聚醚醚酮纤维中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的水电解槽用隔膜布，其特征在于：所述常用使用温度在150℃以上的耐高温、耐碱性纤维为聚苯硫醚纤维。
4.根据权利要求1或2所述的水电解槽用隔膜布，其特征在于：该隔膜布中常用使用温度在150℃以上的耐高温、耐碱性纤维表面含有亲水基团,且所述纤维表面的氧元素含量为12重量%以上。
5.根据权利要求4所述的水电解槽用隔膜布，其特征在于：所述亲水基团为羧基、羰基、羟基、醛基、-SOx中的至少一种，且其含量总数占织物表面基团总数的10～60%。
6.根据权利要求1所述的水电解槽用隔膜布，其特征在于：该隔膜布中孔径在0.2～10μm之间的孔占全部孔的60%以上。
7.根据权利要求3所述的水电解槽用隔膜布，其特征在于：所述聚苯硫醚纤维中含有20重量%以上的异型截面聚苯硫醚纤维。
8.根据权利要求7所述的水电解槽用隔膜布，其特征在于：所述异型截面聚苯硫醚纤维为十字型、田字形、多边形、叶型、椭圆型或扁平型截面聚苯硫醚纤维。
9.根据权利要求1所述的水电解槽用隔膜布，其特征在于：所述机织物为平纹织物。
10.根据权利要求9所述的水电解槽用隔膜布，其特征在于：所述平纹织物的覆盖系数在2300～3000之间。
11.根据权利要求1所述的水电解槽用隔膜布，其特征在于：所述针织物为经编织物。
12.一种权利要求1所述的水电解槽用隔膜布的生产方法，其特征在于：采用常用使用温度在150℃以上的耐高温、耐碱性纤维进行机织、非织造或编织，制得耐高温、耐碱性机织物、非织造布或针织物，织造后再将机织物、针织物进行精炼干燥，然后对制得的机织物、非织造布或针织物的表面进行放电改性处理，最终制得成品。
13.根据权利要求12所述的水电解槽用隔膜布的生产方法，其特征在于：所述放电改性处理采用等离子体处理或电熨处理。
14.根据权利要求13所述的水电解槽用隔膜布的生产方法，其特征在于：所述等离子体处理为真空等离子体表面处理或常压等离子体表面处理。
15.根据权利要求14所述的水电解槽用隔膜布的生产方法，其特征在于：所述采用真空等离子体表面处理时，在氧气或氩气或氧气与氩气同时或二氧化碳或空气作用下，真空室压力为5～100Pa，处理强度为50～500KW·s/m2。
16.根据权利要求14所述的水电解槽用隔膜布的生产方法，其特征在于：所述采用常压等离子体表面处理时，在空气作用下，处理强度为50～500KW·s/m2。
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