碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法以及碱金属氯化物电解装置的制造方法制造方法及图纸

提供能够效率良好地制造将碱金属氯化物电解时的电流效率及耐碱性高的碱金属氯化物电解用离子交换膜的方法。所述方法是制造具备包含具有羧酸型官能团的含氟聚合物(A)的层(C)(12)的碱金属氯化物电解用离子交换膜(1)的方法，通过将具备前体层(C’)的离子交换膜前体膜浸渍于含有碱金属氢氧化物、水溶性有机溶剂及水的碱金属水溶液，所述前体层(C’)包含具有能够转化为羧酸型官能团的基团的含氟聚合物(A’)，对能够转化为羧酸型官能团的基团进行水解处理从而转化为羧酸型官能团，由此制造所述碱金属氯化物电解用离子交换膜(1)；水溶性有机溶剂的浓度在碱金属水溶液(100质量％)中为1～60质量％，含氟聚合物(A)中的具有羧酸型官能团的结构单元的比率为14.00～14.50摩尔％；层(C)(12)的电阻率为3.0×10

Manufacturing method of ion exchange membrane for alkali metal chloride electrolysis and manufacturing method of alkali metal chloride electrolysis device

The invention provides a method for efficiently producing alkali metal chloride electrolysis ion exchange membrane with high current efficiency and high alkali resistance when electrolyzing alkali metal chloride. The method is to produce an alkali metal chloride electrolytic ion exchange membrane (1) containing a layer (C) (12) containing a fluoropolymer (A) containing a carboxylic functional group (12), and impregnated with an alkali metal hydroxide, water-soluble organic solvent and water in a alkaline metal aqueous solution containing an alkali metal hydroxide, a water-soluble organic solvent and water by the method of the electrolytic ion exchange membrane (1) of the alkali metal chloride of the layer (12) containing a carboxylic functional group. The precursor layer (C ') includes a fluoropolymer (A') having a group that can be converted into a carboxylic functional group and hydrolyze the group that can be converted into a carboxylic type functional group and convert it into a carboxylic type functional group, thus making the alkaline metal chloride electrolysis ion exchange membrane (1); the concentration of water-soluble organic solvents. The ratio of the structural units with carboxylic functional groups in the fluoropolymer (A) is 14 to 14.50 mole, and the resistivity of layer (C) (12) is 3 x 10 in the alkali metal aqueous solution (100 mass%), and the ratio of the structural units with carboxylic functional groups in the fluoropolymer (C).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法以及碱金属氯化物电解装置的制造方法
本专利技术涉及碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法以及碱金属氯化物电解装置的制造方法。
技术介绍
将碱金属氯化物(氯化钠、氯化钾、氯化锂等)水溶液电解从而制造碱金属氢氧化物和氯气的碱金属氯化物电解中，作为隔膜，使用在阴极侧具备由具有羧酸型官能团的含氟聚合物形成的层、在阳极侧具备由具有磺酸型官能团的含氟聚合物形成的层的离子交换膜(例如，参照专利文献1、2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4329339号公报专利文献2：国际公开第2009/133902号
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，使用了以往的离子交换膜的碱金属氯化物电解中，容易产生下述问题。将碱金属氯化物电解时，若制造的碱金属氢氧化物的浓度变高，则电流效率容易降低，即耐碱性不充分。电流效率降低时，产生如下较大缺点：电力单位消耗的上升、膜更换的频率上升导致的运行成本的提高、氯气中的氧浓度上升导致的氯气品质的下降等。本专利技术的目的在于，提供：能够效率良好地制造将碱金属氯化物电解时的电流效率及耐碱性高的离子交换膜的方法；以及，能够效率良好地制造将碱金属氯化物电解时的电流效率及耐碱性高的碱金属氯化物电解装置的方法。用于解决问题的方案本专利技术具有以下方案。[1]一种碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，所述碱金属氯化物电解用离子交换膜具备包含具有羧酸型官能团的含氟聚合物的层，所述方法中，将具备前体层的离子交换膜前体膜浸渍于含有碱金属氢氧化物、水溶性有机溶剂及水的碱金属水溶液，所述前体层包含具有能够转化为羧酸型官能团的基团的含氟聚合物，对前述能够转化为羧酸型官能团的基团进行水解处理从而转化为羧酸型官能团，由此制造所述碱金属氯化物电解用离子交换膜；前述水溶性有机溶剂的浓度在前述碱金属水溶液(100质量％)中为1～60质量％；前述具有羧酸型官能团的含氟聚合物中的具有前述羧酸型官能团的结构单元的比率在前述具有羧酸型官能团的含氟聚合物中的全部结构单元(100摩尔％)中为14.00～14.50摩尔％；前述包含具有羧酸型官能团的含氟聚合物的层的电阻率为3.0×103～25.0×103Ω·cm。[2]根据前述[1]所述的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，其中，前述包含具有羧酸型官能团的含氟聚合物的层的含水率为3.5～11.5质量％。[3]一种碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，所述碱金属氯化物电解用离子交换膜具备包含具有羧酸型官能团的含氟聚合物的层，所述方法中，将具备前体层的离子交换膜前体膜浸渍于含有碱金属氢氧化物、水溶性有机溶剂及水的碱金属水溶液，所述前体层包含具有能够转化为羧酸型官能团的基团的含氟聚合物，对前述能够转化为羧酸型官能团的基团进行水解处理而转化为羧酸型官能团，由此制造所述碱金属氯化物电解用离子交换膜；前述水溶性有机溶剂的浓度在前述碱金属水溶液(100质量％)中为1～60质量％；前述具有羧酸型官能团的含氟聚合物中的具有前述羧酸型官能团的结构单元的比率在前述具有羧酸型官能团的含氟聚合物中的全部结构单元(100摩尔％)中为14.00～14.50摩尔％；前述包含具有羧酸型官能团的含氟聚合物的层的含水率为3.5～11.5质量％。[4]根据前述[1]～[3]中任一项所述的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，其中，前述碱金属氢氧化物的浓度在前述碱金属水溶液(100质量％)中为1～60质量％。[5]根据前述[1]～[4]中任一项所述的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，其中，前述水溶性有机溶剂的浓度在前述碱金属水溶液(100质量％)中为5～50质量％。[6]根据[4]或[5]所述的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，其中，前述碱金属氢氧化物的浓度在前述碱金属水溶液(100质量％)中为5～50质量％。[7]根据前述[1]～[6]中任一项所述的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，其中，前述碱金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾。[8]根据前述[1]～[7]中任一项所述的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，其中，前述水溶性有机溶剂为选自由非质子性水溶性有机溶剂、醇类及氨基醇类组成的组中的至少一种。[9]根据[8]所述的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，其中，前述水溶性有机溶剂为选自由二甲基亚砜、甲醇、乙醇、丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、三乙醇胺、二乙醇胺、异丙醇胺、三异丙醇胺、二甲基氨基乙醇及二乙基氨基乙醇组成的组中的至少一种。[10]根据前述[1]～[9]中任一项所述的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，所述碱金属氯化物电解用离子交换膜还具备包含具有磺酸型官能团的含氟聚合物的层，前述离子交换膜前体膜还具备前体层，所述前体层包含具有能够转化为磺酸型官能团的基团的含氟聚合物，所述方法中，将前述离子交换膜前体膜浸渍于前述碱金属水溶液，对前述能够转化为羧酸型官能团的基团进行水解处理而转化为羧酸型官能团，并且对前述能够转化为磺酸型官能团的基团进行水解处理而转化为前述磺酸型官能团。[11]根据前述[1]～[10]中任一项所述的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，其中，前述碱金属氯化物电解用离子交换膜在至少一个最表层还具备包含无机物颗粒及粘结剂的层。[12]根据[1]～[11]中任一项所述的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，其中，通过下述电流效率的测定方法测定的前述离子交换膜的电流效率为95.8％以上。电流效率的测定方法：以将电解槽内分隔为阴极侧的阴极室和阳极侧的阳极室的方式在电解槽中安装离子交换膜。使阴极侧为加压状态，以使阳极与离子交换膜接触，一边将290g/L的氯化钠水溶液及水分别供给至阳极室及阴极室，一边将从阳极室排出的氯化钠浓度保持为200g/L、将从阴极室排出的氢氧化钠浓度保持为32质量％，并且在温度：90℃、电流密度：6kA/m2的条件下进行1周电解，测定1周后的电流效率。[13]根据[1]～[12]中任一项所述的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，其中，在将具备前体层的离子交换膜前体膜浸渍于含有碱金属氢氧化物、水溶性有机溶剂及水的碱金属水溶液，所述前体层包含具有能够转化为羧酸型官能团的基团的含氟聚合物，对前述能够转化为羧酸型官能团的基团进行水解处理而转化为羧酸型官能团时，碱金属水溶液的温度为40～95℃。[14]一种碱金属氯化物电解装置的制造方法，其中，将通过前述[1]～[13]中任一项所述的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法得到的碱金属氯化物电解用离子交换膜以将具备阴极及阳极的电解槽内分隔为前述阴极侧的阴极室和前述阳极侧的阳极室的方式安装在前述电解槽内。专利技术的效果根据本专利技术的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，能够效率良好地制造将碱金属氯化物电解时的电流效率及耐碱性高的离子交换膜。根据本专利技术的碱金属氯化物电解装置的制造方法，能够效率良好地制造将碱金属氯化物电解时的电流效率及耐碱性高的碱金属氯化物电解装置。附图说明图1为示出通过本专利技术的制造方法得到的碱金属氯化物电解用离子交换膜的一例的截面示意图。图2为示出通过本专利技术的制造方法得到的碱金属氯化物电解装置的一例的示意图。具体实施方式以下术语的定义适用于本说明书及权利要求书整体。本说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，所述碱金属氯化物电解用离子交换膜具备包含具有羧酸型官能团的含氟聚合物的层，所述方法中，将具备前体层的离子交换膜前体膜浸渍于含有碱金属氢氧化物、水溶性有机溶剂及水的碱金属水溶液，所述前体层包含具有能够转化为羧酸型官能团的基团的含氟聚合物，对所述能够转化为羧酸型官能团的基团进行水解处理而转化为羧酸型官能团，由此制造所述碱金属氯化物电解用离子交换膜，所述水溶性有机溶剂的浓度在所述碱金属水溶液(100质量％)中为1～60质量％，所述具有羧酸型官能团的含氟聚合物中的具有所述羧酸型官能团的结构单元的比率在所述具有羧酸型官能团的含氟聚合物中的全部结构单元(100摩尔％)中为14.00～14.50摩尔％，所述包含具有羧酸型官能团的含氟聚合物的层的电阻率为3.0×10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.08 JP 2015-1768151.一种碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，所述碱金属氯化物电解用离子交换膜具备包含具有羧酸型官能团的含氟聚合物的层，所述方法中，将具备前体层的离子交换膜前体膜浸渍于含有碱金属氢氧化物、水溶性有机溶剂及水的碱金属水溶液，所述前体层包含具有能够转化为羧酸型官能团的基团的含氟聚合物，对所述能够转化为羧酸型官能团的基团进行水解处理而转化为羧酸型官能团，由此制造所述碱金属氯化物电解用离子交换膜，所述水溶性有机溶剂的浓度在所述碱金属水溶液(100质量％)中为1～60质量％，所述具有羧酸型官能团的含氟聚合物中的具有所述羧酸型官能团的结构单元的比率在所述具有羧酸型官能团的含氟聚合物中的全部结构单元(100摩尔％)中为14.00～14.50摩尔％，所述包含具有羧酸型官能团的含氟聚合物的层的电阻率为3.0×103～25.0×103Ω·cm。2.根据权利要求1所述的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，其中，所述包含具有羧酸型官能团的含氟聚合物的层的含水率为3.5～11.5质量％。3.一种碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，所述碱金属氯化物电解用离子交换膜具备包含具有羧酸型官能团的含氟聚合物的层，所述方法中，将具备前体层的离子交换膜前体膜浸渍于含有碱金属氢氧化物、水溶性有机溶剂及水的碱金属水溶液，所述前体层包含具有能够转化为羧酸型官能团的基团的含氟聚合物，对所述能够转化为羧酸型官能团的基团进行水解处理而转化为羧酸型官能团，由此制造所述碱金属氯化物电解用离子交换膜，所述水溶性有机溶剂的浓度在所述碱金属水溶液(100质量％)中为1～60质量％，所述具有羧酸型官能团的含氟聚合物中的具有所述羧酸型官能团的结构单元的比率在所述具有羧酸型官能团的含氟聚合物中的全部结构单元(100摩尔％)中为14.00～14.50摩尔％，所述包含具有羧酸型官能团的含氟聚合物的层的含水率为3.5～11.5质量％。4.根据权利要求1～3中任一项所述的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，其中，所述碱金属氢氧化物的浓度在所述碱金属水溶液(100质量％)中为1～60质量％。5.根据权利要求1～4中任一项所述的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，其中，所述水溶性有机溶剂的浓度在所述碱金属水溶液(100质量％)中为5～50质量％。6.根据权利要求4或5所述的碱金属氯化物电解用离子交换膜的制造方法，其中，所述碱金属氢氧化物的浓度在所述碱金属水溶液(100质量％)中为5～50质量％。7.根据权利要求1～6中任一项所述的碱金属氯化物电解用离子交换...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾我环，西尾拓久央，山木泰，金子隆之，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP