一种电解槽隔膜及其生产方法与流程

本发明属于隔膜，尤其涉及一种电解槽隔膜及其生产方法。

背景技术：

1、当前，水电解制氢的主流是碱性水电解制氢技术，其优势是初始投资相对较低。碱性水电解制氢装置的电解槽中，主要组件是浸于25-32wt％氢氧化钾或氢氧化钠水溶液(碱液)的系列排布的金属电极和隔膜，所述电极包括网状或片状的阳极、阴极；所述隔膜是一种微孔膜，具有适当的孔隙率如50％左右或更高，置于阳极、阴极之间，主要起隔离阳极与阴极避免短路、隔离阳极侧含氧气泡的碱液与阴极侧含氢气泡的碱液，以及碱液传质等作用，使氧气和氢气能够分开收集，并保证气体的纯度和电解槽的运行安全。

2、而传统的复合隔膜虽然都在一定程度上提高了电流效率，并具有良好的耐腐蚀性，但是复合隔膜的气体阻隔性较差，仅适用于常压制氢设备，加压后存在氢气、氧气渗透的安全性问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种结构简单且具有良好的气体阻隔性和亲水性，化学性能稳定的电解槽隔膜及其生产方法效果。

2、有鉴于此，本发明提供一种电解槽隔膜，包括：

3、支撑膜层，支撑膜层为pps纤维网布；

4、表面功能涂层，表面功能涂层由涂料浆液均匀涂布在支撑膜层两侧后成形；

5、外复合层，在所述的表面功能涂层外设置有外复合层。

6、一种电解槽隔膜的生产方法，包括：

7、步骤一、制备涂料浆液，将无机氧化物纳米颗粒、粘结剂和造孔剂等通过多腔混合装置分散到有机溶剂中得到涂料浆液；

8、步骤二、将涂料浆液均匀涂布在支撑膜层的两侧，并经过凝固浴处理得到隔膜本体；

9、步骤三，将亲水高分子化合物、表面活性剂、造孔剂通过多腔混合装置分散到水中，得到第一辅助溶剂；将有机相单体通过多腔混合装置分散到有机相溶剂中，得到第二辅助溶剂；将步骤二得到的隔膜本体先浸入第一辅助溶剂中，再浸入第二辅助溶剂中然后取出干燥，得到电解槽隔膜。

10、其中上述每个多腔混合装置均包括：

11、支撑台，支撑台包括支撑架与设置在支撑架上的两个互为平行且呈上下关系的平台；

12、供料组件，供料组件设置在支撑架上；

13、上混合组件，上混合组件设置在支撑架上且位于供料组件下侧；

14、下混合组件，下混合组件设置在支撑架上且位于下混合组件的下侧；

15、循环组件，循环组件连接上混合组件与下混合组件；

16、其中支撑架上的二个平台从上至下包括依次设置的供料平台、上混合平台，且供料组件设置在供料平台上；上混合组件设置在上混合平台上，下混合组件设置在上混合平台下侧，循环组件设置在支撑架的一侧；

17、供料组件包括若干等距分布的料筒，料筒的底部设置投料口，投料口通过投料管与上混合组件的进端连接，并在投料管上设置有投料阀；且料筒的下部通过保持架进行支撑，并在保持架底部设置有重量传感器。

18、多腔混合装置还带有控制其运行的控制柜，控制柜内设置有控制电路和控制器，控制器控制供料组件、上混合组件、下混合组件及循环组件的运行。

19、在上述技术方案中，进一步的，

20、上混合组件包括：

21、上混合桶，上混合桶的顶部带有入料口，供料组件为入料口提供原料，且上混合桶的底部带有出料口；

22、上混合电机，在上混合桶的顶部设置有上混合电机，且上混合电机的驱动轴延伸入上混合桶内，并在上混合桶内设置有由上混合电机驱动的上混合轴；

23、下混合组件包括：

24、下混合桶，下混合桶的顶部带有进料口，底部带有排料口；

25、取样口，在下混合桶的侧壁底部设置有取样口，且取样口上设置有取样阀；

26、下混合电机，在下混合桶的顶部设置有上混合电机，且下混合电机的驱动轴延伸入下混合桶内，并在下混合桶内设置有由下混合电机驱动的下混合轴；

27、其中出料口上设置有出料管，出料管的另一端与进料口连接，且在出料管上设置有出料阀。

28、在上述技术方案中，进一步的，在上混合桶的侧壁上部设置有回流口，并在排料口上设置有切换阀，循环组件的两端分别连接回流口与切换阀，且切换阀在封堵排料口、连通排料口与循环组件及连通排料口与外部三个状态间切换。

29、在上述技术方案中，进一步的，循环组件包括：

30、倾斜承接管，倾斜承接管与下混合组件底部连接，且倾斜承接管从下混合组件的底部向外呈向下倾斜；

31、承接室，在倾斜承接管的端部形成有承接室，且承接室的底部设置有清洗口；

32、倾斜提升机构，在承接室一侧设置有倾斜提升机构；

33、中部承接件，中部承接管的一端与倾斜提升机构连接，另一端与上混合组件的上侧连接。

34、在上述技术方案中，进一步的，中部承接件包括：

35、外调压机构，外调压机构的一端与倾斜提升机构连接；

36、内切割混合机构，内切割混合机构的一端与外调压机构连接，另一端与上混合组件的上侧连接；

37、外调压机构包括：

38、调压外壳体，调压外壳体内形成有贯穿调压通道，且调压外壳体的上侧形成有与调压通道连接的调压槽，并在调压通道及调压槽上设置有调压组件。

39、在上述技术方案中，进一步的，调压组件包括：

40、端连接头，两个端连接头分别从调压外壳两侧的调压通道两端插入，且端连接头靠调压外壳体的一侧形成有与调压外壳体相抵的压紧法兰，端连接头远离调压外壳体的一侧形成有连接法兰；

41、内调压软管体，内调压软管体同轴设置在调压通道内，且两端分别插入端连接头的外壁并抵在端连接头与调压通道之间；

42、外桁架，在调压外壳体的调压槽外侧设置有外桁架；

43、调压驱动件，在外桁架上设置有延伸入调压槽的调压驱动件；

44、其中调压驱动件包括伺服伸缩杆，设置在伺服伸缩杆上的压紧块，压紧块向调压槽内延伸比与内调压软管体相抵，压紧块抵在内调压软管体的一端端面设置有柔性片；在端连接头延伸入调压通道内的一端上形成有若干止退棘部，内调压软管体的两端分别套设在两侧的止退棘部上；并在调压外壳体外设置有若干均匀分布并抵住端连接头与内调压软管体连接处的压紧螺栓。

45、在上述技术方案中，进一步的，内切割混合机构包括：

46、外套筒，外套筒外截面呈两端小中间大的梭状结构，且外套筒的两端形成有套筒法兰；

47、内传动套筒，在外套筒内同轴设置有内传动套筒，且内传动套筒的外壁形成有外啮合齿轮；

48、内支撑轴套，在外套筒的两端向内设置有支撑内传动套筒的内支撑轴套；

49、内从动套筒，在内传动套筒内设置有由其带动的内从动套筒；

50、内切割组件，在内从动套筒内设置有内切割组件；

51、外切割组件，在内支撑轴套内设置有外切割组件；

52、外驱动组件，在外套筒上设置带动内传动套筒旋转的外驱动组件；

53、其中外套筒有两个互为对称的轴状筒体拼接而成，且外套筒内形成有两端小中间大的阶梯孔状结构；

54、内传动套筒的外壁与外筒体中部内壁间隙配合，且呈中部大两端小的三段阶梯结构，外啮合齿轮形成在内传动套筒中部，外套筒内呈中部大两端小的阶梯孔结构，且外套筒的中部形成有供外啮合齿轮安置的安置槽，且外套筒的一侧形成有供外啮合齿轮延伸出的槽口；内传动套筒内的中部形成有小于两端的多边形传动孔，内从动套筒设置在内传动套筒内；

55、内从传动套筒外壁呈中部大两端小的阶梯轴结构，且内从动套筒的外壁中部形成与内传动套筒的多边形传动孔相适配的传动段；

56、外套筒形成有限位沿，内传动套筒的一端抵在限位沿上；

57、内支撑轴套一端抵在在多边形传动孔及传动段的端面上，且内支撑轴套的外壁包括与内传动套筒内径较大外端相抵的第一阶梯部，端面与限位沿的内侧相抵的第二阶梯部，从限位沿延伸出的第三阶梯部，及向外套筒内径较小的内壁方向延伸的第四阶梯部，其中从第三阶梯部向第一阶梯部方向外径递增，第四阶梯部的外径大于第三阶梯部，且第四阶梯部能外沿设置有与外套筒内壁贴和的密封环；且在内支撑轴套靠从传动套筒的一侧形成有与内从动套筒外壁较小一端相抵的阶梯槽，并在阶梯槽的外侧设置有第一轴承组，在阶梯槽的内侧设置有设置有第一密封圈组，在第一阶梯部上设置有与内传动套筒配合的第二密封圈组，并在第二阶梯部与内从动套筒之间设置有第二轴承组，在限位沿上形成有与第三阶梯部相抵的第三密封圈组，在内传动套筒的外壁靠限位沿的一侧设置有与外套筒相抵的第四密封圈组，并在内传动套筒靠中部的位置设置有与外套筒配合的第三轴承组；

58、外驱动组件包括外支撑架，并在支撑架上设置有驱动电机，驱动电机的驱动端上设置有与外啮合齿轮配合的外传动齿轮。

59、在上述技术方案中，进一步的，外切割组件包括：

60、外支撑盘，外支撑盘朝向远离内从动套筒的一侧设置；

61、内支撑盘，内支撑盘朝向靠内从动套筒的一侧设置，且内支撑盘的外沿形成有若干均匀分布的支撑翼，且支撑翼的外径大于外支撑盘；

62、外切割片，若干外切割片按圆周均匀分布，且外切割片呈弧形并沿螺旋延伸，外切割片的一端与外支撑盘的外沿固定连接，外切割片的另一端与支撑翼的外沿固定连接，且外切割刀片的两侧均形成有刃部。

63、在上述技术方案中，进一步的，内切割组件包括：

64、内安置盘，内安置盘固定设置在内从动套筒内；

65、切割孔，在内安置盘上设置有切割孔，切割孔外侧形成有延伸出的切割筒；

66、切割槽，切割孔的外侧均设置有两个互为对称且呈弧形环状的切割槽；

67、内螺旋刀，在切割孔的内壁上设置有若干呈螺旋延伸的内螺旋刀；

68、内螺旋筒，在内安置盘带切割筒的一侧设置有可自由旋转的内螺旋筒，且内螺栓筒与切割孔同轴设置并不遮挡切割孔；

69、其中切割孔外沿形成有固定沿，固定沿上设置有支撑轴承，内螺旋筒通过支撑轴承与固定沿连接，内螺旋筒从内安置盘向外截面直径递增，且在内螺旋筒的外壁上形成有若干均匀分布且正投影时遮盖切割槽的外螺旋刀。

70、本发明的有益效果为：

71、1.通过在支撑膜层外设置表面功能涂层及外复合层保证隔膜整体的阻隔性和亲水性，进而保证隔膜整体的实用性；

72、2.通过设置多腔混合装置能提高参与生产隔膜的溶液的混合效果，进而确保生产出的隔膜的效果；

73、3.通过循环组件的设置能将从下混合组件送入上混合组件内的溶液中的颗粒物的物料进行进一步切割与混合。