166833. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vízáteresztő, méretállandó diafragma előállítására perforált katódon

3 Ezt követően a katódot kivesszük a zagyból és olyan hőmérsékletű térbe helyezzük, hogy a polimer meglágyuljon és folyékonnyá váljon, amit követően a polimer úgy köti össze a szomszédos azbesztszálakat, hogy közben a szál felületén ne képződjön összefüggő polimer bevonat. Végül az így bevont katódot lényegében szobahőmérsékletre hűtjük le, ily módon a cella működési körülményei közt méretállandó diafragmát kapunk, amely azbeszt szálakból és az ezeket összekapcsoló nem folytonos polimer bevonatból áll. A módszernek legfőbb előnye talán az, hogy az eddiginél jobb diafragma alkalmazását teszi lehetővé közvetlenül egy hagyományos klóralkáli elektrolizáló cella katódján. Űj cella tervezése vagy a régi áttervezése így nem szükséges. Ha összehasonlítjuk egy hagyományos azbeszt diafragmával és annak alkalmazásával klóralkáli elektrolizáló cellában a találmányunk szerinti méretállandó diafragmák egy sor egyéb előnynyel is rendelkeznek. Azt találtuk, hogy ezek a diafragmák nagyobb élettartalmúak. A cella öszszerakása, szétszedése és újbóli összeszerelése könnyebb, mivel a hőkezelés láthatóan megkeményíti és megszilárdítja a diafragmát, miáltal az károsodásra kevésbé válik érzékennyé. Jelentős feszültség nyereség adódik abból a körülményből, hogy a diafragma terhelés alatti duzzadása kevesebb, mint eredeti vastagságának 25%-a. A hagyományos azbeszt cellák esetében észlelt (egészen 800%-ig terjedő) duzzadás oly módon növeli a cella feszültségét, hogy elfoglalja az anód-diafragma résben azt a teret, amit rendes körülmények között a jól vezető sóié tölt meg és a kevésbé vezető duzzadt azbeszttel tölti azt be. A jelentős duzzadás hiányában lehetővé válik az anód-diafragma távolság csökkentése, aminek eredményeként a cella feszültsége tovább csökken, mechanikus úton úgy mint a 3,674,676 sz. US szabadalmi iratban ismertetett „expandálható" anódok esetén. Az a gazdaságtalan gyakorlat, amely szerint a diaf ragmás cellát gyakran induláskor hosszabb ideig nagy sóié áramlási sebesség és így kis marónátron koncentráció mellett üzemeltették az azbeszt diafragma „beállítására" szükségtelenné válik. A találmányunk szerinti nem folytonos polimer bevonat az azbesztszálak felületén megőrzi a szálak kívánatos ioncserélő és vízáteresztő tulajdonságait. A találmány szerinti diafragmák nem olyan érzékenyek az elkerülhetetlen áramingadozásokból származó káros behatásokra, amiről hosszabb ideig tartó üzemi körülmények közti alkalmazásuk során győződtünk meg. További előnyökre a következőkben mutatunk rá. A katódok, amelyekre a méretállandó diaf ragmákat leválasztjuk, megfelelnek a hagyományosan használt megoldásnak és általában a katód üreg meghatározott részét foglalják el, a cellában keresztben helyezkednek el, és úgy vannak tervezve, hogy több vertikálisan elhelyezett anóddal váltakozva kövessék egymást. Ilyen katódokra példát a 2,987,463 sz. US szabadalmi leírásban találhatunk. Ezek a katódok perforáltak 4 pl. háló, perforált lemez vagy expandált fém, amit rendszerint huzal-hálóból konstruálnak, elsősorban acélból, és az említett katódok egy belső katódfolyadék kamrát képeznek. 5 Általában ilyen katódokat látnak el azbeszt diafragmával oly módon, hogy azbesztszálakat tartalmazó zagyba merítik őket, majd a katódfolyadékkamrát vákuum alá helyezik, ami az említett azbesztszálak kívánt leválásához vezet 10 elsődlegesen az aktív katód felületeken. Ez az a bevonási eljárás, amelyen a jelen találmány javít. A módszer első művelete az azbesztszálakat és szemcsés hőrelágyuló polimert tartalmazó zagy 15 elkészítése egy megfelelő folyadékközegben. A használt azbesztszálak hagyományosak és jól ismertek a gyakorlatban. Nem szükséges különlegesen jó minőségű azbesztszálak alkalmazása. Valójában a beépített polimer adhéziós és 20 kohéziós tulajdonságai következtében gyengébb minőségű azbeszt is alkalmazható mint akkor, ha ezeket a tulajdonságokat egyedül az azbesztnek kell biztosítania. Az alkalmazott polimer általában bármely 25 olyan hőrelágyuló polimer lehet, amely mechanikusan és kémiailag ellenáll a cellában uralkodó körülményeknek és szemcsés formában kapható azaz granulátumként vagy olyan részecskékként, amelyek átmérője előnyösen 0,05 és 30 200 JU között van vagy szálakként, amelyeknek denier értéke 1,0—100, előnyösen 1,0—10; szakítószilárdsága 0,1—10 gpd, előnyösen 1,0— 3,0 gpd; és hossza 0,25—25 mm előnyösen 6,2— 18 mm. Természetesen szálak és granulátumok 35 keverékei, valamint különböző méretű és hosszúságú szálak és granulátumok keverékei szintén előnyösen alkalmazhatók. Hőrelágyuló polimerként különösen előnyösen alkalmazhatók olyan fluor tartalmúak, mint pl. 40 a polivinilfluorid, polivinilindenfluorid, politetrafluoretilén, poliperfluoretilén-propilén, politrifluorklóretilén és poliklórtrifluoretilén-polietilén kopolimerek. Alkalmazhatók még különféle akrilpolimerek, mint pl. a polimetilmetakri-45 lát, fenol polimerek mint a fenol-formaldehid gyanták, polietilén, polisztirol, akrilnitril-vinilklorid kopolimerek, polivinilidenklorid, polivinilklorid, klórozott polivinilklorid, poliészterek, poliamidok, polimerkaptánok, poliszulfonátok és 50 más hasonlók. A folyadék, amelyben a zagyot készítjük általában vizes. Lehet víz, sóié, cella folyadék, szintetikus vagy természetes (15% NaCl és 15% NaOH tartalommal) vagy ezek keverékei. 55 Általában felületaktív anyagot is alkalmazunk a komponensek, elsősorban a polimer nedvesítésére. Ez lehet az ismert számos nedvesítő szer bármelyike, nevezetesen nemionos felületaktív anyag, mint az oktil-fenoxi-polietoxi-etanol. 60 A találmány szerinti zagyok általában 5—30 g/liter szilárd anyagot (azbeszt és polimer) és •0,01—0,1% felületaktív anyagot tartalmaznak. Az alkalmazott poümer szükséges mennyisége akkora, ami elég az azbeszt diafragma haszná-65 lat közbeni jelentősebb duzzadásának megakadá-2