SE427185B - Mikroporosa arkmaterial och sett att framstella densamma - Google Patents

Description

7902779-3 “i Användning av ett jonbytarmembranmaterial till dia- fragmat har föreslagits, och många olika membranmaterial har försökts. Exempelvis beskrives membran i US-PS 2 636 851; - 2 967 807; 3 017 338 och GB-PS 1 l84 321 och l 199 952. I nu Dylika membran är huvudsakligen ogenomträngliga ror hydraulisk strömning. Under drift tillföres saltlösning till anodrummet, där klor frigöres. För det fall en katjonpermea- bel selektiv membran användes, transporteras natriumjoner ge- nom membranet in i katodrummet. Koncentrationen av det rela- tivt rena alkalit som bildas i katodrummet bestämmas av den mängd vatten som tillsättes till katodrummet från någon yttre källa och av vattnets migrering i cellen, d.v.s. osmos och/eller elektro-osmos. Även om driften av diafragmaceller har många teoretiska fördelar, har deras kommersiella använd- ning vid framställning av klor och alkali förhindrats genom de ofta oregelbundna driftsegenskaperna i cellerna. Ett fler- tal nackdelar har förekommit vid användning av membraner, så- som ett relativt högt elektriskt motstånd, dålig permeabel selektivitet och oxidativ degenerering liksom relativt höga kostnader.

Som ett alternativ till asbestdiafragma och imper- meabla jonbytarmembran har industrin sökt efter något lämpligt poröst eller mikroporöst diafragmamaterial av plast. Grund- principen har varit att söka framställa ett tunt, elektriskt ledande, kemiskt resistent plastark med den önskade porosi- tetsgraden.

Mångfaldiga hänvisningar kan letas fram om dylika membranmaterial. Mera speciellt kan följande patent nämnas, som använder tekniken att förforma med kompression åtföljt av sintring eller tekniken att koagulera blandningen eller av- sättningen av denna blandning på en bärare.

Den franska patentskriften l 491 033 beskriver en tillverkningsprocess för porösa diafragma genom att blanda ett fast additiv i partikulâr form i en vattendispersion av polytetrafluoreten i närvaro av partikulära oorganiska fyll- medel, koagulera dispersionen, lägga det resulterande koaglet i en arkform och avlägsna det fasta, partikulära additivet ur 7902779-3 arket. Det borttagbara, partikulära additivet består i allmän- het av stärkelse eller kalciumkarbonat, och kan avlägsnas ge- nom nedsänkning av det resulterande arket 1 saltsyra. Alterna- tivt kan-additivet även utgöras av en plastpolymer, som är löslig i något organiskt lösningsmedel, depolymeriserbar, eller avdrivningsbar vid uppvärmning av arket. De partikulära, oorganiska fyllmedlen som är lämpliga innefattar bariumsulfat, titandioxid och asbest.

US-PS 3 890 417 beskriver ett sätt att tillverka en porös diafragma genom att framställa en vattenuppslamning el- ler dispersion bestående av polytetrafluoreten och ett fast, partikulärt additiv, förtjocka vattenuppslamningen eller dis- persionen för att agglomerera de fasta partiklar däri, göra ett degliknande material med tillräckligt vatten för att tjänstgöra som smörjmedel vid den efterföljande arkformningen, forma ett ark med önskad tjocklek och avlägsna det fasta, par- tikulära additivet ur arket. Det fasta, partikulära additivet kan bestå av vilket ämne som helst som är tillräckligt olös- ligt i vatten, men som kan avlägsnas med lämpliga kemiska el- ler fysikaliska medel. Angivna exempel är stärkelse och' kalciumkarbonat.

US-PS 3 281 511 anger framställning av mikroporösa polytetrafluoretenark genom blandning av fint polytetrafluor- etenpulver med en bärare och ett lätt bortskaffningsbart fyll- medel, valsning av den sålunda framställda degen med mellan- liggande reorientering så att partiklarna orienteras biaxiellt.

Lösningsmedlet avdrives sedan och polytetrafluoretenet sintras vid högre än smälttemperaturen, varefter fyllmedlet avlägsnas med något lämpligt lösningsmedel. Bärarmaterialet är ett lätt förångningsbart material såsom ett nafta- eller petroleum- destillat, såsom Stoddard's lösningsmedel, ett standard petro- ieumaestiiiat med en fiampunkt av lägst 3s° c och 11111 största delen bestående av mättade kolväten.

US-PS 3 556 161 beskriver polytetrafluoretenark for- made genom "slip-formning" genom att polytetrafluoretenpulver blandas med en vätska såsom fotogen och därefter den resulte- rande kompositionen bearbetas genom påläggning av samverkande 7902779-5 kompressiva krafter och skjuvande krafter, med operationernas följd inriktad så att skjuvkraftskomponenterna fördelas huvud- sakligen biaxiellt, resulterande i plan orientering i den fär- diga produkten. Liksom vid tillämpningen av US-PS 3 281 511 blir det bildade arkmaterialet biaxiellt orienterat och med hög draghållfasthet.

Dessa och andra välkända metoder för membran med hög halt av polytetrafluoreten har dock icke kunnat framstäl- la membran med tillfredsställande mekaniska egenskaper, d.v.s. riktig porositet och god vätbarhet. _ Ett syftemâl med föreliggande uppfinning är att å- stadkomma en ny och förbättrad metod att tillverka mikroporö- sa separatorer lämpliga för elektrolysceller. Uppfinningen syftar också till en förbättrad separator för användning i kloralkaliceller och bränsleceller, som har lågt elektriskt motstånd och egenskaper som ett poröst medium, som har en större porositet än cirka 70 %, och som medger passage av så- väl strömmen som den likformiga elektrolytströmningen från ett rum i en cell till ett annat.

Uppfinningen avser nya polymermembran eller separa- torer, sätt att tillverka dylika separatorer och användning av dem i elektrokemiska celler, såsom kloralkaliceller av diafragma- eller membrantyp.

De elektrokemiska celler vari separatorn enligt uppfinningen skall användas, liknar tidigare celler med de modifikationer som krävs för den specifika separatorn. Gene- rellt är en behållare eller ett hölje uppdelat i katod- och anodrum med separatormaterialet. I en kloralkalicell med dia- fragma innehåller katodrummet någon lämplig katod, vanligen av metall, såsom järn. Anodrummet innehåller en ledande, elektrolytiskt aktiv anod, såsom grafit, eller lämpligare en metallanod med en metallisk bärare såsom titan belagt med nâ- gon ädelmetall, ädelmetalloxid eller något annat elektrokata- lytiskt aktivt, korrosionsbeständigt material eller bland- ningar därav. Anodrumet kan ha ett utlopp för bildad klorgas, ett inlopp för saltlösning och ett utlopp för utarmad salt- lösning. På liknande sätt kan katodrumet ha utlopp för fly- ...mv-ï-w» u" i s r.. 7902779-'5 tande alkali och gasformiga väteprodukter, samt vanligen ett inlopp genom vilket vatten och/eller natriumhydroxidlösning från början kan satsas. Flerkammarceller kan användas, som har en eller flera buffertavdelningar och ytterligare separa- torark. cellerna kan vara av konventionell diafragmacelltyp, eller alternativt av filterpresskonstruktion med ett flertal individuella ramar av lämpligt material och konstruktion.

Vid drift ledes likström mellan elektroderna och alstrar klor vid anoden och den selektiva transporten av natriumjoner genom separatorn till katodrummet där de reage- rar med hydroxyljoner bildade vid katoden genom vatten- elektrolys.

Den förbättrade separatorn enligt uppfinningen be- står av ett mikroporöst polytetrafluoretenaterial. Även om andra kolfluorföreningar lämpligen kan användas, har polytetra- fluoreten visat sig ha den bästa, kemiska beständigheten och elektriska ledningsförmågan för användningen enligt uppfin- ningen. Lämpliga kolfluorpolymerer är polytetrafluoreten, polytrifluoreten, polyvinylfluorid, polyvinylidenfluorid, polyklortrifluoreten, polyfluoretenpropen, polyperfluoralkoxi- eten, och sampolymerer därav. För enkelhetens skull avser be- skrivningen den föredragna kolfluorpolymeren, polytetrafluor- eten.

Enligt uppfinningen tillverkas en mikroporös diafrag- ma genom att polytetrafluoretenpulver torrblandas med ett fast, partikulärt material. Till denna torra blandning till- sättes tillräckligt mycket organiskt fluorvätmedel som smörj- medel för att underlätta blandningen av polytetrafluoreten och porbildaren varvid en tung, klumpig pulverblandning med fuktig känsla erhålles. Denna blandning matas i en valskvarn, där blandningen får bygga på en av valsarna till ett enkelark med degig konsistens. Alternativt kan blandningen sprutpres- sas, antingen i arkform eller som en cylinder före malningen.

Detta ark kan sedan valsas till önskad tjocklek. Sedan ark- materialet gjorts tunnare sintras det vid en temperatur högre än polytetrafluoretenet kristallina smältpunkt, och efter kyl- ning lakas det varvid porbildaren löses bort. Detta ger en 7902779-3 mikroporös separator lämplig att använda i elektrolysceller.

Det föredragna smörjmedlet enligt uppfinningen är ett nonjoniskt fluorvätmedel med en fluor-kolkedja, F3CCF2CF2..

Dylika fluorvätmedel nom närvaron av kolfluormolekyler har de en tendens att orien- är organiska till sin natur, men ge- teras vid gränsytor och att sänka ytspänningarna hos lösningar lättare än kolvätevätmedel. Dylika material har följaktligen extremt god vätningsverkan motsvarande de låga ytspänningarna.

Som resultat av materialets kolfluornatur har vidare dessa fluorvätmedel hög kemisk och termisk stabilitet.

Ett föredraget exempel på lämpliga fluorkolväten är DuPont“s kommersiellt tillgängliga Zonyl . Zonyf@Lfluorvätme- del finns av flera slag, såväl amfotera som anjoniska och katjoniska liksom nonjoniska typer, men den nonjoniska typen har visat sig vara överraskande överlägsen. Dylika material saluföres i flytande form med 35 - 50 % fastämnen i en iso- propyl/vatten-lösning. Det föredragna, specifika material som användes enligt föreliggande uppfinning är ZonylR FSN, ett nonjoniskt fluorvätmedel bestående av fluoralkyl-po1y-etenoxi- etanol. överraskande nog har andra modifikationer av nonjo- niska och katjoniska, anjoniska eller amfotera fluorvätmedel av detta slag visat sig vara mindre effektiva. Fluorvätmedlet föreligger i liten koncentration och användes för att förbätt- ra blandningen mellan polytetrafluoreten och det fasta, parti- kulära additivet, exempelvis kalciumkarbonat, för att göra blandningen likformig och underlätta malningen och valsningen av polytetrafluoretenkompositionen. Äldre teknik har använt fotogen som organiskt smörj- medel för liknande ändamål. Vidare har äldre teknik även ut- nyttjat vatten som smörjmedel. Fotogen har nackdelen att för- trängas under malningen vilket gör malningen riskabel. Det har också visat sig att användning av fotogen begränsar antalet möjliga malningar, då provet blir styvt och sprött efter någ- ra genomgångar. Det har visat sig att fotogen icke väter poly- tetrafluoreten lätt, vilket också är en negativ faktor jämfört med användning av vatten som smörjmedel. Användningen av ett nonjoniskt, organiskt, smörjande fluorvätmedel, som lätt väter 7902779-3 polytetrafluoreten, har fördelen att möjliggöra obegränsad malning, och att säkerställa en fullständig likformighet på den slutgiltiga produkten. När fluorvätmedlet användes i rik- tiga proportioner förtränges det icke under malningen och â- stadkommer icke de riskfyllda malningsbetingelser som upp- kommer med fotogen. Det har visat sig att vid användning av fotogen bygges en statisk laddning upp under malningen och valsningen. En urladdning eller gnista från denna statiska elektricitet kan resultera i en explosion eller en snabb för- bränning av den flyktiga fotogenen. Enligt föreliggande upp- finning tillsättes smörjmedlet som en isopropanol-vattenlös- ning med upp till 50 vikt-% av vätmedlet såsom angivits ovan.

Det skall även påpekas, att den erforderliga mängden smörj- medel är relativt låg jämfört med den motsvarande fotogen- mängden, och utgör 5 - 30 vikt-% av den totala blandningen.

Företrädesvis användes 8 - 25 % smörjmedel, och lämpligast 18 - 23 %. Lägre smörjmedelsmängder kan användas, men kan re- sultera i svårare bearbetning under de följande valsningarna.

Likaledes kan högre koncentrationer användas, men detta kan kräva senare bortskaffande.

Det fasta, partikulära tillsatsmaterialet kan före- trädesvis vara ett godtyckligt material som är i huvudsak vat- tenolösligt, men som kan avlägsnas med lämpliga kemiska eller fysikaliska medel som icke skadar polytetrafluoretenet, såsom lakning med en mineralsyra, t.ex. saltsyra eller salpetersyra, eller med sublimering. Exempel är stärkelse, t.ex. majsstär- kelse och/eller potatisstärkelse, eller vattenolösliga, oorga- såsom kalciumkarbonat, kolloi- Alternativt kan vatten- niska baser eller karbonater, dal aluminiumoxid, metalloxider, etc. lösliga tillsatser användas, såsom natriumkarbonat, natrium- klorid, natriumborat, etc. Vid användning av dylika material bör emellertid smörjmedlets vattenhalt minimeras. Dessa mate- rial bör ha en väldefinierad partikelstorlek. Företrädesvis användes ett kalciumkarbonat med partiklar med en genomsnitt- Generellt har additivet parti- keldiametrar som till huvudsakliga delen ligger i området mel- lig diameter på 6,5 - 150 /mn, lan omkring l - 500 /mn. Det har visat sig att mindre genom- __.. __-.. ._.._..-._._.___.._....._:___..._._.__._. _____._._.__.___..:_.._.__..._____.__..____._:_._._._-_ 7902779-3 snittliga partikeldiametrar resulterar i ökad porositet. Mäng- den använd tillsats beror av den önskade permeabiliteten eller porositeten hos den färdiga separatorn. Sålunda kan viktför- hållandet mellan porbildare och polytetrafluoreten vara exem- pelvis frân omkring l0:l till 1:1, och företrädesvis 5:1 - 1:1.

Det är önskvärt att få en större porositet än 70 %, vilket var svårt att åstadkoma med äldre teknik. Med föreliggande upp- finning har det emellertid visat sig vara möjligt och lätt att få porositeter större än 70 %, och till och med större än 80 % utan några större svårigheter.

Polytetrafluoretenet kan ha en partikelstorlek på omkring 35 - 500 /mn eller högre. Sådant material kan fås från E. I. DuPont de Nemours som TefloÅÉLkolfluorharts GA, eller Teflon TFE-kolfluor 7A. Helt överraskande ger så låg genomsnittlig partikelstorlek som 35 /nn_goda verkningar vid den föreliggande kalandreringen, medan annars sådana material tidigare endast använts för gjutningsprocesser.

I vissa fall kan det vara önskvärt att tillsätta andra komponenter till blandningen som icke avlägsnas när det valsade arket behandlas för att avlägsna den partikulära till- satsen. Exempel på sådana komponenter kan vara partikulära fyllmedel, vanligen oorganiska material såsom titandioxid, bariumsulfat, asbest, grafit eller aluminiumoxid. Lämpligen har sådana fyllmedel en partikelstorlek på t.ex. mindre än /nu och företrädesvis mindre än l /mn. Det har visat sig att vid användning av ett nonjoniskt fluorvätmedel i stället för fotogen blir blandningen av polytetrafluoreten-och parti- kulärt fyllmedel mycket lättare att valsa och bilda ett ark relativt snabbt. Vidare males och blandas dylikt material lätt till homogenitet med ett relativt lågt antal genomgångar ge- nom en blandare, såsom en blandare med V-blad. Efter vals- ning av blandningen av polytetrafluoreten och partikulärt fyllmedel till arkmaterial, har det visat sig möjligt att minska antalet ytterligare valsningar för att få den önskade tjockleken. Vidare har också tidigare teknik föreslagit många återvalsningar av arkmaterialet med reorientering på 900 mellan successiva valsningar, men nu har det visat sig att dy- 7902779-3 lik reorientering och återvalsning kan begränsas utan över- driven förlust i draghållfasthet. Det har visat sig att över- driven reorientering och âtervalsning vid användning av yt- aktiva fluorsmörjmedel ger en större porstorleksfördelning, och ökar sålunda antalet mindre porer, vilket medför lägre ef- fektivitet i kloralkaliceller på grund av ökad återmigrering.

Medan det totala antalet porer icke påverkar nämnvärt, för- ändras de relativa storlekarna på porerna. Följaktligen bör antalet reorienteringssteg, d.v.s. spridning av arket 900 mellan påföljande genomgångar mellan valsarna, minskas, och i många fall är en enda reorientering tillräcklig för att ge tillräcklig biaxiell fördelning av skjuvkrafterna för att den resulterande styrkan på arket skall bli tillräcklig för den avsedda användningen. Alternativt kan hâllfastheten förbätt- ras genom att ett flertal ark lamineras samman liknande ply- wood.

Enligt föreliggande uppfinning är det sålunda möj- ligt att framställa en likformig blandning av fluorkolplaster och partikulärt fyllmedel med ett begränsat antal blandnings- operationer och att forma sådan blandning till ett ark med önskad tjocklek med ett mindre antal valsningssteg än som krävts tidigare. Vidare möjliggör uppfinningen tillverkning av successiva separatorer med jämna karaktärer och egenska- per, som alla har liknande permeabilitet. Detta är mycket viktigt vid användning som diafragma i elektrolysceller.

Uppfinningen illustreras närmare av de följande exemplena, i vilka alla delar och procentsatser avser vikt.

Exempel l - 3 50 g polytetrafluoretenpulver, Teflon TPB Powder nréâ blandades med 247 g kalciumkarbonat, Drycaflo 225 AB . Teflon- pulvret hade en genomsnittsdiameter på 500 Inn, och kalcium- karbonatet en nominell sorlek på 12,5 /nn. Materialen blanda- des i l minut i en V-blandare, varefter smörjmedlet tillsat- tes. I exempel l tillsattes 50 ml fotogen, i exempel 2 25 ml Zonyl FSflÉ>fluorvätmedel och i exempel 3 50 ml Zonyl FSÉÉ.

Efter tillsats av det nonjoniska fluorvätmedlet blandades i minuter. Den resulterande blandningen valsades sedan mellan 7902779-3 tvâ valsar i en gummikvarn. I exempel l valsades materialet 23 gånger för att ge en sluttjocklek på 0,066 - 0,069 mm. För exempel 2 valsades materialet 13 gånger till en tjocklek på 0,046 - 0,051 mm och för exempel 3 valsades materialet 25 gånger till en tjocklek på 0,028 mm. I exempel 1 med fotogen observerades gnistor under utvalsningarna, men sådana sta- tiska laddningar iakttogs icke med fluorvätmedlet i exemplena 2 och 3. ll 7902779-3 pumfi mmmHm> .uxuwapø cmmmuuxmfl mflfic>flu mmfl> .mfluumëflwwwä EHOMMHM Hmwcm uvmfi Eøm Hmv Mum ßmflmwfl vëw Haflß www Ifln mâm HHHM mmmflm> |Hw>w uwflmflumuwñ .vom flwbcum ~mfi#umEHmøwE ummäflax mâm .umb mfinmx .mnfiu Fa 1 Hm Hm|w~ .øflw mwww Hm .m.z Ha om ßwm Hwnow M H WWEÖNW Hmmëfiflx mEw .muwnwømfin HH0u>flmn w 1 wm wmawm .wflm mwwq .na .m.z aa m~ Qwnmm HæsoN N Hwmëwwm flwmmøuxmfl mcfløwflflnxoflnmw wmflb _mHu#wEHwwwE ämm »um mv »Han »pm www maflnpwn |HmwQ uwxuwš Hw>m&wQ ~»mHHsEm suo umfln>Hßm uflflnnmm uw>onm .mmfl Hmmääfix wñm .møflflwflmfln HHC» N I mfl wfllflfl .Uflm mwww .MG .m.Z HE om nwmøvüm H Hwmåmxm H flflmnmü mmmHm> wum mwmñhmu .mcflfifiøvufl >flmw0UU5w MHM »vw mwflfln www mmmsumw .mnmmñofimm mßmnww mQflfimHm> wnæm mmumwm:flømfim> .un >owm wdwnommn Umømå awuwüwumëm .H 7902779-5 12 Mum umflñnomxflfi wum .mmflm> ßum flwfl |mflHw>m cwmflfl .uxumšvfl ann vmflñuouxflfl ~ucmm1 IOEOQ flum .mflHmmfim> mm cwMw>u cmmnfl ~uMumEn5 m Hwmëwxm Hwuømx mmu zoo uwxnm >m mfiflc>fin wmflb G08 ßfiwnflxmflm Hm #®> IOHQ .mfiu»wEHwwwE UN mflflâwxwnw WMOH N Hwmëwxm muwflun uum wumfl nfiwu mwfl Uwä uwmumm u>>uw nflfin uw>oum .mflflmø uwxuwa nmwflfln møHmwHm> mm mmflm> »um #Hm>w ~u>%um Hm #m>0Hm .mmfi .m HÜMGHQNW.

Hmmflflcdfluvfl m>Hwmmooflm mmfim> ppm uwnmflflfiws .m »pm uwsmflflfima .w ~.wuHOwv mmfim>Hm>u H HHWQMB 7902779-3 13 Efter uttunning till de önskade tjocklekarna torka- des arken stegvis vid temperaturer från 1000 C till 250° C för att bortskaffa alla de flyktiga komponenterna i fotogenen och fluorvätmedlet. Efter noggrann torkning ökades temperatu- ren gradvis till 340 - 3600 C för att sintra polytetrafluor- eten-partiklarna. Sintringstemperaturen upprätthölls under 90 - 210 minuter. Efter kylning urlakades det sintrade poly- tetrafluoretenarket successivt med en saltsyralösning och med salpetersyra för att bortskaffa kalciumkarbonat. Efter skölj- ning och en serie urlakningar och sköljningar provades den mikroporösa polytetrafluoretan-separatorn på porositet med kvicksilverinträngning. Porositeter på 80,6, 80,3 och 86,3 % erhölls för exemplena l - 3 respektive. Dessa exempel visar, att ekvivalent porositet kan erhållas med användning av mind- re fluorvätmedel än fotogenmängden i exempel l, och ökad po- rositet vid användning av sama mängd fluorvätmedel som foto- gen. Exemplena visar också de förbättrade bearbetningsegen- skaperna.

Exempel Q De enligt exemplena 1 - 3 framställda arken prova- des i en klorcell. Proverna användes i en standard-miniatyr- cell av glas med två rum och körd mellan 85 och 950 C. Anoly- ten cirkulerades med surgjord saltlösning vid ett pH på 4,0.

Katolyten höll l00 g natriumhydroxid/l. Utgàngsspänningen för cellen bestämdes vid 1,5 ASI och den angivna alkalistyr- kan. Cellen kördes och cellspänningen bestämdes vid olika tidpunkter, och strömutbytet beräknades. Försöksresultaten angives i tabell 2.

Tabell 2 120 g/1 NaOH 150 g/l Na0H §_§§§ spänning §_§§§ spänning ex. 1 82,5 3,95 69,0 3,80 ex. 2 80,5 3,47 68,0 3,42 ex. 3 63,5 3,26 43,0 3,27 7902779-3 14 Exemgel 5 - 7 50 g polytetrafluoretenpulver, Teflon TFE - fluoro- (à carbon Resin 7A blandades med kalciumkarbonat och olika mäng- der Zonyfñ PSN - fluorvätmedel. Kalciumkarbonatet hade ett partikel~storleksintervall på 61 - 74 )nn medan PTFE hade en genomsnittlig partikelstorlek på 35 fun. Porositeterna mättes för exemplena 5 och 6 och alla proverna undersöktes i en glas- miniatyrcell liksom i exempel 4. Försöksresultaten angives i tabell 3. referens prov nr.

Zonyl® FSN kalciumkarbonat PTFE valsningssteg tjocklek porositet, % CCE vid 120 g/l NaOH spänning vid 120 g/l NaOH CCE vid l50 g/l NaOH spänning ivd 150 g/l NaOH Tabell.3 Exempel 5 Exempel 6 N.B. nr 4445 N.B. nr 4445 sid. 86 - 90 sid. 52 - 56 90 - 16 56 - 30 65 ml 75 ml 309 g 247 g 50,9 50_g 23 19 0,038 mm 0,048 m 86,95 84,6 81,5 87,0 3,70 4,05 67,5 77,0 3,70 4,02 Exempel 7 N.B. nr 4445 sid. 47 - 51 51 ~ 20 100 ml 247>g 50gg 21' 0,020 m 73,5 3,45 61,0 3,46 Exemgel 8 - 13 Ytterligare membran framställdes med sama teknik som i exempel l - 3 och med ett antal olika smörjmedel såsom -vu-.r .,.......-. . .__-__ - ».~..-s~.-.»»«~««...--.. 7902779-3 angives i tabell 4. 50 g Teflodg)TFE~fluorkolharts 6, blan- dades med 247 g osiktad kalciumkarbonat. De smörjmedel som användes var för Exempel 8 - 9: ZonyfE>FSB, amfotert fluorvätmedel, fluor- alkylsubstituerad betain Zonyl FSC, katjonisk tertïär amin, dimetyl- sulfatkvarternerad, fluoralkylsubstituerad, Exempel 10: Exempel ll: Zony FSP, anjonisk fluorvätmedel, ammonium- salt av fluoralkylfosfat, Exempel 12: TritodE)X-101, fenoxi-polyetoxi-etanol-vät- medel.

Resultaten är samanställda 1 tabell 4 med det tidigare exemplet 3 som jämförelse för att visa den oväntade förbättring som erhölls med användning av det specifika, non- joniska fluorvätmedlet Zonyl FSN. .ïxil-lrnllflliií, møflommufi flmfimmßu .nomfimh flflflu m>fln ~mflHwu Hflmmm vmxuhâ .muUGmum> øH> uwummw mcuwm_muflfl fiom uomëmn fl unna m>Hu .mma uxøfixmflm mflH>wHuø .Hm>HSm uommn .ummëdfix 16 mñm ~flHmx _wmmHmmwmfiE vw mwlowa owfilmmfi Uflm mwww HG .m.Z HE om 7902779-3 omm @fiäom OH HUQEÜNN Hofinnøn man Hmmmmn .mnflcxfimu .flwmmuvxmfi mcHa>flH _mfluumEHmøwE MHM ßhmxm »mm mufifin »um Hmm mama Ivwnnmwn uwxohä Hw>msmQ .vmflflflšm 300 flmfiH>a5m Hflfinuæm uwboum .mmfl Hmmädfix mëw .mflu :MSM mflcwx ~wmmuwwwmflE NN Hmfmmfl mmfløßmfi .wflm mwww ns .m.z HE mß mmm Hæaou 2% b m HONÉONW w . mnficummn |mfl> mflfimw _wHmqflHm .m«n>Høm umxohë ~Mnm »vw wmflfin uum mcmum ns mflfimø umfifiucmwnoaops Hmmädflx mšm .mflmøwx mfluxsm .mflflv Nfllßwfi æNa|wNH .Uflm mwww MG .m.Z He om mmm mßwfiäom w HUMÉNNM Hflmnmß mmwHm> »um mmwäumm .mnflcudu lufl >flmwwuu:w mnfiawfiflnxmm flfiflu mmwäumm .Gwmcwm.

|E0flwm mvwnmu møfiGmHm> mnwm mmummmnfiGmHm> HmmnfinmHm> flmunm .mc >onm mcwumumn wmømä Hmwmñwumëw 7902779-3 17 mflHmmHm> mm GmMw>u .mflflfixnmnxm .wmøflfln ams .ww>H~ .u>æum Hflfln vwboum .mma Ho>mn S00 Hoxflwn .mcflnuxflxm mflflwæu .mfluuwäawwwë ofl Hwmëøwm >Mum .mfiflfixflhn .mnflfl>flH ~mflHmmHm> ©fl> uxnmum Hmuwwn |m«~ vwxuwa mnmmuuxmfl Hoxoflnmm ~HoanQøQ .mnHG>Hu .mfluumëflwwwä a Ammñwxm ummnflnasvpflfl?Hwm0UOUw UÜE dmHM> »um uwnmflflfiwa MwHß>HW>P www »wnmflfinma m fimmñmwm ^.wMHOwv w flfiwßmfi 7902779-3 18 »UMH wmmMm> ~UMhWE#5 xnm umfimww ppm Hflflu www |Hw>D ßmfimfluwymå .was Hmmëdfix mëw ~mHmflwx uw> ~møsu mN ha I Hm Hm I wN .Uflm mwww HQ .m.Z aë om Zmh @%MflON m ammfiwwm :muw>0Hm wm mnfiømmfiw :Oo mnflc |>fiH ncmmn .møflnxoflnmw xwmawfi .mflfiuuwaflwmwa Euomxnm umxm cm munm max Som Hwvfln mšm Hfiflu mmmHm> ß0>oum .mflfluumäflwwwå Hmmsdflx mäw .mflømum ~HHOu vw m I Hmfl Hmfilmwfl .Uflm mwww .Hfl .M.Z añ om oofinfi nouflhl @@ E Na Hmmimwm mmumcflämflww ~Hww :mmm ßpwfi www .wflfiww Mum unmxw umxuæñuvw mwfiflm »pm www mnflnpwnum lwn uøxuæfi Hw>wsmn ~umHH vøfim :oo umfiH>Høm uwxoæš Hfiflnumu Mw>onm .mflfiwfi Hm>Hflm uwxnwš ~nmmEflHM mån .mfluxøm mm wfl : wwfl wvalfiwfi .Uflm mwww Hc .m.z fie om mmm ßwüäow Hfi Hmmšwxm mmmfiø> »um mmwšuwm .Udflfløßu IMS >Hmmm0udw møfiswflflnxum Hflflp mmmñumm ~cw@Gmm lfiocwm mwmuwm mnHGmHm> wumu WOUMWWflHGmHß> ummGflGmHm> flmudm ^.muH0mv .Hd >oHm wnwuwmmn wmcwå Hmwwëfiuwåm w aflwnmfi 7902779-3 19 Mum Unwmoëos umwänomxwfi .mnflnwHm> »GB Udwflmvøfi Mwmflfl .vihwfiufl mmwfifln Mum umflšuomxfla Mum .mGnmmHm> mm nmxw>u nwmcfl ~uxHmEM5 m awmëwäm mflummflm> wm un uwm.mmxum> .fiwn >m umëøxmmfl sno mcfiflxcmnxm comwfl wwš nawnflxwflm um uw>oHm .mfifiuumåamøwñ mfim mmwmfluvm mmmwnmu am Hmm »w>oHm wm :www .vfiwnflxwflw noe uxnfis vw>0Hm .mfiH»vmEHmuwE NH Hmmåmxm mcnmvcøx mmnmfl mnflc>flu .cmmmuuxøfl mcfiflxuflnmw .ßvnnmm ufifln uw>onm .mflfiwu cmmmu luxmfl mcflcxoflnmm zoo mcHa>flu .wumvmmw Hflfin uw>0Hm ~mflHuumEHww0E fifl Hwmswxm Hßmdflflcflußfl m>flm Immuuøm Uwä mmHm> »pm umsmfififiwa mmHm>Hw>v »um vmnmfiáfiwa ^.munOwv w Aflwnmß 7902779-3 Dessa exempel illustrerar klart uppfinningens speci- fika natur, med en tydlig demonstration av att varken alla fluorvätmedel eller alla ytaktiva medel i allmänhet ger till- fredsställande resultat. Exempel 3 visar överlägsenheten hos det nonjoniska fluorvätmedlet jämfört med anjoniska, katjo- niska och amfotera fluorvätmedel och ett konventionellt non- joniskt vätmedel.

Olika modifikationer och utföranden på grundval av denna beskrivning kan göras av fackmannen, utan att falla utanför uppfinningens ram.

Claims (21)

.I _.l.ï_,,m,,.,'w-... w... ,. 7902779-3 21 Patentkrav

1. Sätt för framställning av mikroporösa arkmate- rial k ä n n e t e c k n a t av följande steg: a) blandning av ett torrt kol-fluor-polymerpulver och ett porbildande, partikulärt additiv, b) tillsättning av ett organiskt fluorvätmedel som smörjmedel, c) blandning av polymerpulvret, det partikulära additivet och smörjmedlet till en likformig blandning, d) formning av blandningen till ett ark, e) uttunning av arket till önskad tjocklek genom att leda det mellan valsar ett flertal gånger, f) uppvärmning av arket för att avlägsna flyktiga komponen- ter, _ g) sintring av kolfluorpolymeren och fyllning av det sålunda F bildade, sintrade arkmaterialet, samt g h) avlägsnande av det partikulära, porbildande additivet.

2. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av, att kol-fluorpolymeren är polytetrafluoreten.

3. Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av, att materialet formas till ett ark genom passage mellan valsarna i en valsstol.

4. Sätt enligt krav 3, k ä n'n e t e c k n a t av, att materialet formas till ett ark genom sprutpressning.

5. Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att smörjmedlet är ett nonjoniskt fluorvätmedel.

6. Sätt enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av, att smörjmedlet är fluoralkyl-polyetenoxi-etanol.

7. Sätt enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av, att smörjmedlet finns närvarande i en mängd av 5 - 30 vikt-% räknat på blandningen.

8. Sätt enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av, att det partikulära additivet och polymeren ingår i ett viktförhâllande på mellan omkring l0;l - l:l.

9. Sätt enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t 7902779-5 22 av, att arkmaterialet icke underkastas mer än en enda reorien- tering på 900 mellan två successiva passager mellan valsarna för att öka den biaxiella draghâllfastheten.

10. Sätt enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av, att smörjmedlet finns närvarande i en mängd av omkring 18 - 23 vikt-% räknat på blandningen.

11. Sätt enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t av, att det partikulära additivet och polymeren ingår i ett viktförhållande på omkring 5:1 - 1:1.

12. Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av, att arkmaterialet uppvärmes till en temperatur på omkring 100 - 250° C för att avlägsna flyktiga komponenter, och sint- ras vid en temperatur på omkring 340 - 360° C.

13. Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av, att polymerpulvret har en genomsnittlig partikelstorlek på mindre än 100 /nn.

14. Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av, att det partikulära additivet är kalciumkarbonat.

15. Sätt enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a t av, att det partikulära additivet avlägsnas genom lakning med en mineralsyra.

16. Kloralkalicellseparator k ä n n e t e c k n a d av, att den består av ett mikroporöst polytetrafluoretenark med likformig porositet, som framstä11ts_genom blandning av ett torrt polytetrafluoretenpulver och ett partikulärt, por- bildande additiv med ett nonjoniskt fluorvätmedel som smörj- medel till en likformig blandning, formning av blandningen till ett ark med önskad tjocklek genom efterföljande valsning och omvaïsning av blandningen, torkning av arket för att av- lägsna flyktiga komponenter, sintring av polytetrafluoretenet och urlakning av det partikulära, porbildande additivet.

17. Separator enligt krav 15, k ä n n e t e c k - n a d av en porositet högre än 70 %.

18. Separator enligt krav 15, k ä n n e t e c k - n a d av en porositet högre än 80 %.

19. Separator enligt krav 16, k ä n n e t e c k ~ n a d av att blandningen består av omkring 5 - 30 vikt-% 7902779-3 23 ,.. 1 smörjmedel och att det partikulära additivet och polytetra- fluoretenet föreligger i ett viktförhållande på omkring lO:l ~ 5:1.

20. Separator enligt krav 16, k ä n n e t e c k - av, att smörjmedlet är fluoralkyl-polyetenoxi-etanol. k ä n n e t e c k - n a d

21. Separator enligt krav 18, n a d av, att det partikulära additivet är kalciumkarbonat. 7902779-3 Sammandrag Mikroporösa membranaterial lämpliga för använd- ning i elektrolysceller framställes ur en blandning av partikulär polytetrafluoreten, ett torrt, porbildande par- tikulärt material och ett organiskt smörjmedel. Materialen males och formas till ett ark som valsas till önskad tjock- lek, sintras och urlakas för bortskaffning av de por- bildande materialen.